穗肥施用时期对水稻籽粒中胚乳蛋白积累的影响

以武香粳9号为材料研究了不同穗肥施氮时期对水稻籽粒蛋白质积累的影响.结果表明:穗肥的施用提高了籽粒发育过程中单位干重蛋白质含量,以在倒0.5叶施用氮素穗肥影响最大;随施肥时期的延迟,稻米粗蛋白和谷蛋白含量逐步上升,醇溶蛋白含量逐渐降低;倒2.5叶施氮减少了强、弱势粒中蛋白组分的分布和含量,倒0.5叶施氮与此相反;胚乳     

灌浆期温度对两种类型小麦籽粒蛋白质组分及植株氨基酸含量的影响

以扬麦9号和徐州26两个蛋白质含量不同的小麦品种为材料,利用人工气候室模拟灌浆期高温环境,研究了高温对小麦籽粒蛋白质组分和植株游离氨基酸含量的影响。结果表明,高温处理显著提高了小麦籽粒蛋白质及清蛋白、球蛋白和醇溶蛋白含量,但降低了谷蛋白含量,导致麦谷蛋白/醇溶蛋白比值降低。与适温处理相比,高温提高了地上部营养器官中游离氨基酸含量,显著降低了灌浆后期籽粒游离氨基酸含量。表明高温下提高的营养器官游离氨基酸含量及籽粒对氨基酸的快速利用是籽粒蛋白质含量增加的生理原因。此外,发现籽粒中蛋白质及其组分形成所需的适宜昼夜温差随不同小麦品质类型而异。     

16个水稻品种稻米贮藏蛋白组分比较研究

选取16个水稻品种,其中包括籼稻品种4个(9311、明恢63、轮回422、kasalath)、粳型三系恢复系水稻品种4个(湘晴、C2、C9、C15)以及8个粳型常规稻、三系保持系或两系恢复系水稻(日本晴、越光、武香075、上师4号、寒丰、秀水09、嘉花1号、优丰),采用不连续的SDS-PAGE电泳分析16种水稻糙米和精米种子贮藏蛋白组分。各种水稻能够显示清晰的蛋白组分条带主要有:谷蛋白37~39 kD酸性亚基、22~23 kD碱性亚基、谷蛋白57 kD前体多肽和13 kD醇溶蛋白多肽。通过对不同水稻品种蛋白组分的分析,筛选到谷蛋白含量相对较高的籼稻和粳型材料。开展本试验可为今后利用杂交方法培育高谷蛋白常规水稻以及高谷蛋白杂交稻组合研究中的亲本选择提供参考。     

不同品质类型小麦籽粒贮藏蛋白组分含量及相关酶活性

以小麦品种藁城8901、9411、济南17、烟农19、泰山23和鲁麦21为材料,采用反相高效液相色谱法研究了不同小麦品种籽粒贮藏蛋白各组分含量积累动态及相关酶活性的差异。依据国家标准GB/T17892-1999,将6个品种分为一等强筋(I)、二等强筋(II)和中筋(III) 3组。I组和II组比较,籽粒贮藏蛋白和总蛋白含量无显著差异,I组籽粒谷蛋白含量高于II组,醇溶蛋白含量与谷蛋白含量的比值(醇/谷比值)低于II组。花后20~36 d,籽粒醇溶蛋白含量为II组>I组>III组;花后20 d,谷蛋白含量为I组显著高于II组和III组,醇/谷比值为II组显著高于I组和III组;花后28 d和36 d,谷蛋白含量为I组>II组>III组,醇/谷比值为II组> III组>I组,表明灌浆中后期谷蛋白和醇溶蛋白积累速率的不一致性,导致不同品种醇/谷比值的差异。花后12 d,I组的高分子量谷蛋白亚基含量显著高于II组和III组;花后20 d至成熟期,为I组>II组>III组。不同组间低分子量谷蛋白亚基含量积累动态的差异与谷蛋白一致。花后12 d和20 d,旗叶谷氨酰胺合成酶活性与籽粒谷蛋白含量、高分子量谷蛋白亚基与低分子量谷蛋白亚基含量的比值(HMW/LMW)呈极显著或显著正相关,而花后20 d,其活性与醇/谷比值呈显著负相关;花后20 d和28 d,内肽酶活性与谷蛋白含量、HMW/LMW呈极显著正相关,与醇溶蛋白含量呈显著正相关,说明在籽粒灌浆前中期旗叶谷氨酰胺合成酶活性高,中后期内肽酶活性高,则籽粒谷蛋白、醇溶蛋白含量及HMW/LMW高,醇/谷比值低,利于形成一等强筋小麦的蛋白质品质。     

水旱条件下小麦不同抗旱性品种籽粒蛋白质积累的差异及施氮量的调控效应

在水、旱两栽培条件下比较了农大189 (不抗旱品种)和晋麦47 (抗旱品种)的籽粒蛋白质积累及施氮的调控效应。与灌溉条件相比,旱地栽培提高了籽粒清蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白、总蛋白含量及谷/醇比,降低了球蛋白含量。旱作对农大189的籽粒蛋白质组分含量有显著影响,而对晋麦47籽粒球蛋白、醇溶蛋白、总蛋白、谷/醇比的影响不显著。旱作降低了籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)、籽粒谷氨酸合酶(GOGAT)、籽粒谷丙转氨酶(GPT)、旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)、旗叶谷氨酸合酶(GOGAT)活性,且影响了籽粒GPT活性的变化趋势。旱作对蛋白质合成有关酶活性的影响表现为农大189大于晋麦47。随着施氮量的增加,籽粒蛋白质及其组分含量表现为增加趋势,且施氮的调控效应对晋麦47大于对农大189。不同栽培条件下各处理的籽粒GS、籽粒GOGAT、籽粒GPT、旗叶GOGAT活性与籽粒蛋白质产量呈显著正相关,而与籽粒蛋白质含量无显著相关。两品种旗叶GS活性与蛋白质产量的相关性不同。总之,抗旱品种的籽粒蛋白质积累受水分条件影响小于不抗旱品种,表现一定的抗旱能力;施用氮肥可提高籽粒蛋白质含量,抗旱品种的氮肥调控效应大于不抗旱品种。     

基本苗和氮肥运筹对不同小麦品种产量和品质的调节效应

为了研究不同基本苗和氮肥运筹对小麦植株性状、产量和蛋白质组分的影响.采用多因素随机区组设计,在中国农业科学院作物科学研究所试验基地进行试验,结果表明,在基本苗225×104～375×104/hm2范围内,穗粒数和千粒重随基本苗增加而减少,产量随基本苗增加而提高,处理间差异显著;谷蛋白和总蛋白含量随基本苗增加而降低,清蛋白含量的变化与此相反,处理间差异显著.在底施氮素均为135 kg/hm2的条件下和追氮量45～135 kg/hm2范围内,籽粒产量和粗蛋白含量均随追氮量增加而提高.A(品种)×C(追氮量)的籽粒产量和粗蛋白含量的互作显著,B(基本苗)×C(追氮量)的籽粒产量和粗蛋白含量互作显著.可溶性蛋白(清蛋白+球蛋白)占总蛋白含量的37.03%,与总蛋白含量呈极显著正相关(r=0.821* *),贮藏蛋白(醇溶蛋白+谷蛋白)占总蛋白含量的55.94%,与总蛋白含量亦呈极显著正相关(r=0.892* *).清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白占总蛋白比率分别为23.87%,13.17%,25.83%,30.11%,剩余蛋白占7.03%.     

不同春小麦品种对氮肥处理的响应

为探究春小麦品种对氮肥的响应特征,采用盆栽方式,选用来自埃及的Egypt1和Egypt2、来自我国天津的津强6号和津强11号4个春小麦品种,设不施氮（B1）、施尿素1g/盆（B2）和施尿素1.5g/盆（B3）3个施氮处理,于小麦成熟期测定植株性状、产量和籽粒蛋白质及其组分含量。结果表明,Egypt2的穗长、穗粒数、小穗数、千粒重、产量均高于津强6号,但津强6号的籽粒总蛋白、清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量最高;随着拔节期施氮量的增加,小麦穗粒数、千粒重、产量、蛋白质及其组分含量均逐渐增高,其中B3处理最高;不同处理组合中,施氮量较高处理下Egypt2的千粒重和产量最高,施氮量较高的津强6号的籽粒总蛋白质及其组分含量最高,拔节期施氮量增多,有利于提高小麦产量、总蛋白质及其组分含量。由此可知,不同品种中,Egypt2的产量最高,津强6号的总蛋白质含量最高;合理施氮肥可以提高小麦的产量和品质,施尿素1.5g/盆的氮肥处理小麦生长最好。品种和施氮量对小麦的产量和品质有较大影响。     

不同高分子量谷蛋白亚基组合的小麦籽粒蛋白组分及其谷蛋白大聚合体的积累规律

用12个含有不同高分子量谷蛋白亚基（HMW-GS）的小麦品种(或品系)研究了小麦籽粒蛋白、蛋白组分的积累规律及谷蛋白大聚合体与总蛋白比率的动态变化。结果表明：（1）幼粒中的清蛋白和球蛋白含量在灌浆初期快速积累，然后逐渐下降，成熟期又略有上升；不同HMW-GS组合对其没有明显影响；（2）醇溶蛋白在花后16 d左右大量积累，     

小麦籽粒蛋白质组分含量及其加工品质的关系

应用反相高效液相色谱(RP-HPLC)法,对12个小麦品种籽粒的清蛋白＋球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白,高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)、低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)进行了分离量化,并根据谷蛋白含量、贮藏蛋白含量及面团稳定时间3个指标对其聚类分析。结果表明,不同小麦品种蛋白质各组分含量存在差异,其中贮藏蛋白的含量是决定蛋白质总含量的主要因素。HMW-GS含量、LMW-GS含量、谷蛋白总含量均与面团形成时间、稳定时间及沉降值呈极显著正相关;HMW-GS含量与LMW-GS含量的比值(HMW/LMW)与面团形成时间和稳定时间呈极显著正相关;醇溶蛋白含量与谷蛋白含量的比值(Gli/Glu)与面团稳定时间呈显著负相关,醇溶蛋白含量与HMW-GS含量的比值(Gli/HMW-GS)与面团形成时间和稳定时间均呈极显著负相关。籽粒中具有较高的贮藏蛋白含量、HMW-GS含量、LMW-GS含量和HMW/LMW及较低的Gli/Glu有利于提高强筋小麦的加工品质。     

小麦籽粒蛋白质组分含量及其加工品质的关系

应用反相高效液相色谱(RP-HPLC)法,对12个小麦品种籽粒的清蛋白＋球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白,高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)、低分子量谷蛋白亚基(LMW-GS)进行了分离量化,并根据谷蛋白含量、贮藏蛋白含量及面团稳定时间3个指标对其聚类分析。结果表明,不同小麦品种蛋白质各组分含量存在差异,其中贮藏蛋白的含量是决定蛋白质总含量的主要因素。HMW-GS含量、LMW-GS含量、谷蛋白总含量均与面团形成时间、稳定时间及沉降值呈极显著正相关;HMW-GS含量与LMW-GS含量的比值(HMW/LMW)与面团形成时间和稳定时间呈极显著正相关;醇溶蛋白含量与谷蛋白含量的比值(Gli/Glu)与面团稳定时间呈显著负相关,醇溶蛋白含量与HMW-GS含量的比值(Gli/HMW-GS)与面团形成时间和稳定时间均呈极显著负相关。籽粒中具有较高的贮藏蛋白含量、HMW-GS含量、LMW-GS含量和HMW/LMW及较低的Gli/Glu有利于提高强筋小麦的加工品质。     

不同种植方式下氮素营养对陆稻中旱3号和水稻扬粳9538米质的影响

以粳型陆稻中旱3号和粳型水稻扬粳9538为材料,设置裸地旱种和水种两种方式及低氮(100 kg hm^-2)、常氮(200 kg hm^-2)和高氮(300 kg hm^-2) 3种氮素水平,比较了陆稻和水稻米质的差异。结果表明,旱种高氮处理下陆稻和水稻的产量以及水种高氮处理下水稻的产量较常氮有所下降,但水种高氮处理下陆稻的产量较常氮增加;增加施氮量使陆稻的垩白粒率和垩白度均先增加后下降,两品种稻米的直链淀粉含量下降,蛋白质含量增加,而水稻在旱种方式下垩白粒率和垩白度下降,在水种方式下增加。陆稻以常氮处理及水稻以低氮处理的崩解值最高,消减值最小。旱种使陆稻外观和营养品质有所改善;陆稻和水稻旱种的其他品质指标与水种无显著差异。与水稻相比,陆稻的营养品质较优,外观和蒸煮品质稍差,其蒸煮和营养品质指标与叶片含氮率的相关程度较低。表明陆稻和水稻的米质对种植方式和氮素的响应有明显差异。对陆稻和水稻的高产优质栽培途径进行了讨论。     

新型水稻57H突变体的发掘与表征

在正常型水稻的发育种子中,谷蛋白与醇溶蛋白在胚乳细胞内质网被合成后,作为主要储藏蛋白质分别被蓄积成液泡型蛋白体与内质网衍生型蛋白体。一些57H变异导致57 kD谷蛋白前体高量增加与成熟型谷蛋白显著减少,是关于水稻储藏蛋白蓄积的基因突变。本研究采用SDS-PAGE技术,从水稻种质资源中,发现并获得2个57H突变体。种子全蛋白的SDS-PAGE分析显示, 这2个突变体兼具57 kD多肽链大量增加与13 kD多肽链缺失的性状,但并没有成熟型谷蛋白等其它储藏蛋白性状的变化;谷蛋白电泳与免疫印染分析显示它们中高量增加的多肽链是57 kD谷蛋白前体;醇溶蛋白电泳分析显示它们中缺失的多肽链是13 kD醇溶蛋白。这些结果表明所得的2份突变体具有与已报道57H突变体不同的性状。它们可能含有关于储藏蛋白质合成表达的未知遗传信息,是全面阐明储藏蛋白合成蓄积遗传调控机制的有用素材。     

土壤水分与氮素对水稻地上器官脱落酸和细胞分裂素含量的影响

在盆栽和土培池条件下,研究了结实期轻度土壤水分胁迫与氮素营养对水稻地上部脱落酸和细胞分裂素含量及籽粒灌浆的影响。轻度土壤水分胁迫提高了籽粒的灌浆速率,缩短了灌浆期。在高氮（HN）水平下,轻度土壤水分胁迫处理使结实率、粒重和产量较正常灌溉条件下提高。土壤水分胁迫降低了稻株中的玉米素（Z）＋玉米素核苷（ZR）含量,显著增加了稻株中特别是籽粒中脱落酸（ABA）含量。籽粒灌浆速率与籽粒ABA含量极显著正相关,而与籽粒中Z+ZR含量的相关不显著。灌浆前期（花后9～13 d）对在HN和正常灌水下生长的稻株喷施ABA,显著提高了籽粒中蔗糖合成酶、淀粉合成酶、淀粉分枝酶、可溶性酸性转化酶和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性,增加了粒重。喷施氟草酮(ABA合成抑制剂)的结果与喷施ABA相反。表明轻度土壤水分胁迫促进籽粒灌浆,ABA起重要的调控作用。     

Ca/GA对渗透胁迫下小麦种子萌发中蛋白质变化的调节

小麦萌发时,种子胚乳总蛋白含量逐渐下降,其中由于提供萌发所需氮化物球蛋白,醇溶蛋白和谷蛋白逐渐减少,合成数种启动种子萌发所需酶蛋白等的清蛋白逐渐增加,胚中蛋白质各组分随种子萌发过程垃逐渐增加,渗透胁迫下,萌发种子胚乳清蛋白和胚中蛋白质中组分的增加,以及胚乳中球蛋白,醇溶蛋白和谷蛋白的降解均受抑制,因此,种子萌发与其基因蛋白质密切相关,Ｃａ处理在萌发后期才对种子蛋白质变化起促进作用,ＧＡ和Ｃａ＋ＧＡ     

不同年代中籼水稻品种的米质及其对氮肥的响应

旨在探明中籼水稻品种改良过程中米质变化特点以及施氮量对其产量和品质的影响。以江苏省近70年来生产上广泛应用的12个代表性中籼水稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据应用年代将其分为20世纪40-50年代、60-70年代、80-90年代和2000年以后(超级稻)4个类型,设置零氮(0N,全生育期不施氮)、中氮(MN,全生育期施氮210 kg hm^-2)和高氮(HN,全生育期施氮300 kg hm^-2)3个施氮水平,测定了产量和稻米品质诸性状。结果表明,随品种的改良,中籼水稻品种的产量显著提高,整精米率、垩白度、长宽比、直链淀粉含量、胶稠度、蛋白质组分和淀粉黏滞特性等显著改善,但现代品种的垩白度仍然较高。在3种施氮水平下,超级稻以HN的产量最高,其他年代品种以MN产量最高或MN与HN的产量差异不显著。随施氮量增加,稻米的蛋白质含量和垩白度增加,崩解值降低,消减值增大,稻米的食味品质降低。在HN下稻米中K、P、S、Ca、Mg等营养元素含量也较0N或MN下降低。以上结果说明,中籼水稻品种改良显著提高了产量,改善了稻米品质。总体上,增施氮肥特别是高量施用氮肥会降低稻米品质。如何通过氮肥的优化运筹实现水稻高产优质的协调发展是亟待研究的问题。     

江苏省中籼水稻品种演进过程中米质的变化

以江苏省近60年来各阶段具有代表性的13个中熟籼稻品种(含杂交稻组合)为材料,依据品种种植年代结合株型特点将其分为早期高秆(ET)、矮秆(DC)、半矮秆常规稻(SDC)、半矮秆杂交稻(SDH)和超级稻(SR) 5个类型,研究了品种演进过程中米质的变化。结果表明,稻米的碾磨品质(糙米率、精米率和整精米率)在同一类品种间有较大差异,在品种演进过程中无明显变化。与早期品种相比,现代品种(半矮秆杂交稻和超级稻)稻米的垩白度显著降低,崩解值变大,消减值变小,稻米中的清蛋白、谷蛋白、赖氨酸、甘氨酸和精氨酸含量显著增加,醇溶蛋白含量显著降低。随着品种演进,产量逐步提高,其原因主要是总颖花量的增加及每穗粒数的显著增多。说明中籼稻品种演进过程中,米质和产量协同提高。     

水稻57H突变体glup-t的遗传分析与基因定位

谷蛋白是水稻胚乳中主要的贮藏蛋白,约占总蛋白的80%。谷蛋白最初在粗糙内质网表面以57 kD前体的形式合成,这些前体经加工转运等过程,最终沉积在第二类蛋白体PB-II中,裂解为成熟的酸碱性亚基。任一谷蛋白转运步骤的缺陷都有可能导致谷蛋白57 kD前体的积累,形成谷蛋白前体增加突变体,即57H突变体。细老鼠牙是一个57H自然突变体,其57 kD谷蛋白前体增加而相应的37~39 kD酸性和22~23 kD碱性亚基减少,此外,该突变体还表现为13 kD醇溶蛋白大大增加。本研究以细老鼠牙与武运粳7号、02428杂交获得的F₂群体为材料,对57H突变体进行遗传分析和基因定位,结果表明,细老鼠牙的57H突变性状受1对隐性核基因控制,暂命名为glup-t。利用简单重复序列(simple sequence repeat, SSR)、插入缺失(insertion deletion, Indel)和酶切扩增多态性序列(cleaved amplified polymorphic sequence, CAPS)等分子标记的方法,将该突变基因glup-t定位在水稻第4染色体长臂上的CAPS4-3与Indel4-7、Indel4-8之间,遗传距离均为0.26 cM。     

不同种植方式下氮素营养对陆稻和水稻产量的影响

以粳型陆稻中旱3号和粳型水稻扬粳9538为材料, 设置裸地旱种和水种两种方式及低氮(LN, 100 kg hm^-2)、中氮（NN, 200 kg hm^-2）和高氮(HN, 300 kg hm^-2) 3种N素水平, 比较研究了氮素营养对陆稻和水稻产量形成的影响。结果表明, 旱种HN处理下陆稻和水稻的产量以及水种HN处理下水稻的产量较NN有所下降; 但水种HN处理下陆稻的产量较NN增加; 随施N量增加, 水、陆稻在两种种植方式下穗数均增加, 每穗粒数表现不一, 结实率均下降, 但陆稻降幅小于水稻, 陆稻千粒重差异不显著, 而水稻则显著下降。与水种相比, 旱种条件下陆稻的千粒重无显著变化, 而水稻千粒重则显著下降, 水、陆稻旱种的结实率均有所提高, 但陆稻的提高幅度大于水稻。与水稻相比, 陆稻不定根数少, 吸N能力低, 分蘖能力弱, 成穗数少、穗型小, 产量较低。拔节至抽穗期不定根数的增幅大, 叶片含N率下降慢, 花后叶片含N率和剑叶叶绿素（SPAD）值下降快。陆稻光合生产力对水分胁迫的负响应小, 对增施N素正响应大。表明陆稻和水稻对种植方式和N素的响应有明显差异。对陆稻和水稻的产量增产途径进行了讨论