花后干旱和渍水对小麦籽粒HMW-GS及GMP含量的影响

采用SDS-PAGE和切胶比色进行亚基定量，研究花后干旱和渍水对小麦强筋品种豫麦34和弱筋品种扬麦9号籽粒HMW-GS和GMP含量的影响。结果表明，两品种的干旱处理和豫麦34淹水处理在花后10 d籽粒HMW-GS形成，两品种对照和扬麦9号淹水处理在花后15 d籽粒HMW-GS形成，说明花后干旱提早了小麦籽粒HMW-GS的起始形成。干旱促进了小麦籽粒HMW-GS早期积累，但对后期积累不利，使快速积累期缩短，渍水处理更明显缩短籽粒HMW-GS快速积累期。两品种成熟期总HMW-GS和GMP含量表现为对照>干旱>渍水，且豫麦34各处理大于扬麦9号的对应处理。     

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。     

土壤水分对豫麦34花后GS同工酶及籽粒产量与蛋白质含量的影响

采用盆栽方法,连续两年研究了豫麦34在田间最大持水量40%(40%FC)、60%(60%FC)和80%(80%FC)条件下花后旗叶与籽粒中谷氨酰胺合成酶(GS)及其同工酶活性和可溶性蛋白含量及籽粒产量等的变化特征。结果表明,旗叶中GS活性较同期籽粒中GS活性高10倍以上,并均在波动中下降;旗叶中有GS1、GSx和GS2三种同工酶,其中GS2活性最高,GSx活性最低;籽粒仅有GS1。小麦花后旗叶和籽粒中GS和GS同工酶活性表现为60%FC>80%FC>40%FC,尤以旗叶GS2活性受影响最大。籽粒灌浆高峰前期,旗叶中可溶性蛋白含量表现为60%FC>80%FC>40%FC,随后表现为80%FC>60%FC>40%FC。籽粒中可溶性蛋白含量均表现为80%FC>60%FC>40%FC;60%FC处理的旗叶GS和GS2活性与可溶性蛋白含量呈显著正相关。籽粒产量和蛋白质含量均以60%FC处理最高,说明豫麦34生长中后期适宜的水分管理指标为田间最大持水量60%。     

水分处理对不同专用小麦旗叶和籽粒GS活性和产量的影响

摘要：以中筋小麦豫麦49和弱筋小麦豫麦50为材料,采用盆栽方法研究了40%FC、60%FC和80%FC对旗叶和籽粒中谷氨酰胺合成酶（GS）籽粒产量的影响。结果表明：旗叶中GS活性较籽粒中GS活性高,不同水分处理下豫麦49叶片在籽粒形成和灌浆盛期GS活性表现为60%FC>80%FC>40%FC,其它时期表现为80%FC下最高,40%FC最低,其籽粒和豫麦50叶片和籽粒GS活性均以80%FC下最高。两个品种的产量以80%FC最高,40%FC最低,60%FC居中。且旗叶和籽粒GS活性在籽粒灌浆盛期与产量都达到了极显著水平。     

种植密度对两种穗型冬小麦旗叶氮代谢酶活性及籽粒蛋白质含量的影响

在大田条件下,研究了种植密度对冬小麦多穗型（豫麦49-198）和大穗型（兰考矮早八）品种旗叶氮代谢关键酶活性和籽粒蛋白质含量的影响。结果表明,不同种植密度对旗叶氮代谢酶活性有显著影响。在花后前15 d,两品种旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)活性、谷氨酰胺合酶（GOGAT）活性均随各自的种植密度增加而增加;硝酸还原酶（NR）活性则表现为中等密度的较低（兰考矮早八：375株 m^-2;豫麦49-198：150株 m^-2）;花后15 d之后,各酶活性随密度增加的变化趋势不尽相同。在一定范围内,两品种籽粒蛋白质含量随种植密度的增加而增加;表明氮代谢酶活性的提高在一定程度上有利于蛋白质含量的积累。     

花后干旱和渍水对冬小麦光合特性和物质运转的影响

在温室盆栽条件下，以黑小麦76、皖麦38、扬麦10号、扬麦9号4个蛋白质含量不同的冬小麦(Triticum aestivum L.) 基因型为材料，研究了花后土壤干旱（Soil relative water content, SRWC=45%～50%）、渍水和适宜水分条件（SRWC=75%～80%）下，小麦旗叶净光合速率和叶绿素含量的动态变化，营养器官花前贮藏同化物再运转，花后同     

花后渍水高温交互效应对冬小麦旗叶光合特性及产量的影响

渍水和高温是长江中下游麦区冬小麦(Triticum aestivum L.)生育中后期的主要气象灾害因子。2009—2011年连续2个生长季盆栽烟农19,在籽粒形成期(花后5~8 d)和乳熟期(花后15~18 d)分别设渍水(土表水层1 cm)、高温[昼(35±2)℃/夜(25±2)℃]和渍水+高温处理,探讨了渍水和高温双重胁迫对小麦开花后光合特性及产量的影响。结果表明,花后渍水、高温、渍水+高温逆境均显著降低旗叶净光合速率(P_n)、叶绿素含量(SPAD值)和气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r),增加胞间CO₂浓度(C_i);同时降低穗粒数、千粒重及产量,但对成穗数影响不显著。渍水和高温胁迫对旗叶光合作用的主要限制因素是非气孔因素。从产量平均相对受害率看,其影响为渍水+高温逆境(37.7%)>渍水逆境(21.1%)>高温逆境(17.6%),而胁迫时期的影响为籽粒形成期(30.8%)>乳熟期(20.1%)。渍水和高温的交互效应显著,且籽粒形成期逆境不良效应显著大于乳熟期。     

不同类型小麦品种灌浆期蔗糖代谢关键酶的活性变化

测定池栽条件下小麦强筋品种藁城8901、中筋品种豫麦49号和弱筋品种洛麦1号灌浆期旗叶、旗叶鞘、穗茎、籽粒中蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)活性变化的结果表明,3种不同类型小麦品种灌浆期旗叶、旗叶鞘、穗茎、籽粒中SPS和SS活性变化均呈单峰曲线。豫麦49号旗叶、旗叶鞘和籽粒中SPS酶活性较高,而洛麦1号穗茎中SPS酶活性较高。豫麦49号的旗叶、旗叶鞘、穗茎和籽粒中SS活性高于其他两品种,表明豫麦49号和洛麦1号营养器官和籽粒中蔗糖合成和降解代谢比较活跃。     

灌浆期高温对两种品质类型小麦品种籽粒淀粉合成关键酶活性的影响

以徐州26（高蛋白含量）和扬麦9号（低蛋白含量）2个不同品质类型小麦品种为材料，利用人工气候室模拟小麦花后高温条件，研究了灌浆期高温对籽粒淀粉积累及淀粉合成关键酶活性的影响。结果表明，与适温处理（20℃）相比，高温（28℃）显著降低了籽粒中总淀粉及支链淀粉的含量，而对直链淀粉含量的影响较小，导致支/直链淀粉的比例显著降低。高温提高了灌浆初期小麦籽粒中蔗糖合成酶（SS）和结合态淀粉合成酶（GBSS）活性，但明显降低了灌浆后期SS、GBSS和可溶性淀粉合成酶（SSS）活性。品种间相比，灌浆初期高温处理提高了扬麦9号籽粒GBSS活性，但显著降低了徐州26籽粒SSS活性，说明高温抑制2种类型小麦籽粒淀粉合成的酶学机制不同。此外，不同昼夜温差处理（8℃和12℃）间比较发现，高温下两品种籽粒淀粉含量没有明显差异，适温下两品种淀粉含量以温差较大的处理含量较高。灌浆中后期，高温下SS活性随温差增大而升高，SSS和GBSS则以温差小的处理较高；适温下3种关键酶活性均以温差大的处理为高。总之，灌浆期温度较温差对小麦籽粒淀粉合成的影响大。     

灌浆期短暂高温对小麦淀粉形成的影响

采用人工气候室控温，研究了灌浆期高温对弱、中筋两个小麦品种淀粉形成的影响。结果表明，温度从25℃升至30℃有利于籽粒总淀粉积累，当灌浆温度超过30℃时，温度升高，总淀粉含量下降，40℃时总淀粉含量最低。在相同温度条件下，小麦淀粉的形成以花后第25~27天高温胁迫影响最大，花后第33~35天高温胁迫影响最小。当温度超过25℃时，随温度的升高，剑叶可溶性糖、蔗糖含量和SPS酶活性呈下降趋势。40℃处理使SS、SBE酶活性最低，峰值在25~30℃之间。40℃高温胁迫下，弱筋小麦扬麦9号籽粒淀粉粒呈椭圆型，与蛋白质鞘结合较疏松，角质化程度低；中筋小麦扬麦12籽粒淀粉粒受到伤害，呈扁圆形，并出现裂纹，说明灌浆期短暂高温胁迫对扬麦12的影响大于对扬麦9号。     

Effects of Post-Anthesis Drought and Waterlogging on Accumulation of High-Molecular-Weight Glutenin Subunits and Glutenin Macropolymers Content in Wheat Grain

Drought and flooding during grain filling have become major constraints to wheat quality and yield. The impacts of water deficits and waterlogging during the grain filling on contents of high-molecular-weight glutenin subunits (HMW-GS) and of glutenin macropolymers (GMP) in grains of the winter wheat cultivar Yumai 34 with high grain protein content (GPC) and Yangmai 9 with low GPC were studied. At maturity, GPC was higher under drought and lower under waterlogging compared to the control, while contents of GMP and HMW-GS were reduced by the two water-stress treatments. The contents of both HMW-GS and GMP were higher in Yumai 34 than in Yangmai 9. A drought event after anthesis increased the accumulation of HMW-GS during the early grain filling stage. By contrast, waterlogging reduced the accumulation of HMW-GS during the whole grain filling phase. At maturity, the HMW-GS and GMP to protein ratios were also depressed under the two water-stress events, while the HMW-GS to GMP ratio was very close between the three treatments in Yumai 34 and much higher under the control than the drought and waterlogging treaments in Yangmai 9. It is concluded that the variation in GMP content with various water-stress treatments is attributed to the changing in accumulation of HMW-GS in the grain.     

Effects of High Temperature on Key Enzymes Involved in Starch and Protein Formation in Grains of Two Wheat Cultivars

High temperature is a major determinant of grain growth and yield formation in wheat. The present study was undertaken to investigate the effects of high temperature regimes on the activities of key regulatory enzymes involved in starch and protein accumulation in grains of two winter wheat (Triticum aestivum L.) cultivars Yangmai 9 and Xuzhou 26 with different protein contents. Four day/night temperature regimes of 34 °C/22 °C, 32 °C/24 °C, 26 °C/14 °C and 24 °C/16 °C were established after anthesis, resulting in two daily temperature levels of 28 °C and 20 °C and two diurnal temperature differences of 12 °C and 8 °C. The activities of glutamine synthase (GS) in flag leaves and glutamate pyruvic aminotransferase (GPT), sucrose synthase (SS), soluble starch synthase (SSS) and granule‐bound starch synthase (GBSS) in grains were measured during the periods of grain filling. High temperature reduced both content and yield of starch in grains, while enhanced protein content and reduced protein yield in grains. High temperature significantly enhanced the activities of SS and GBSS on 14 days after anthesis (DAA). High temperature affected SSS slightly in Yangmai 9, but reduced SSS activity markedly in Xuzhou 26 on 14 DAA. However, at the middle and late stages of grain filling, high temperature reduced the activities of SS, GBSS and SSS significantly in the two wheat cultivars. High temperature reduced GPT activity in grains in the two wheat cultivars, but reduced GS activity in flag leaves of Yangmai 9 and enhanced GS activity of Xuzhou 26 on 14 DAA. In addition, under the same high temperature level, SS activity was higher at 34 °C/22 °C, whereas the activities of SSS and GBSS were higher at 32 °C/24 °C. Also, diurnal temperature differences affected GPT and GS activities differently between the two cultivars. Under optimum temperature level, the activities of key enzymes for starch and protein synthesis were higher at 26 °C/14 °C. The activities of SS, SSS and GBSS significantly correlated with starch accumulation in grains, except for GBSS activity to starch content on 14 DAA. GPT activity was positively correlated with protein yield, and GS activity was negatively correlated with protein yield on 14 DAA, while the activities of both GPT and GS were negatively related to protein content in grains.     

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。     

休闲期深松配施氮肥对旱地土壤水分及小麦籽粒蛋白质积累的影响

为探索旱地小麦休闲期蓄水保墒及其配套施肥技术,2009-2011年连续2个小麦生长季,在山西闻喜县进行了休闲期深松或无耕作条件下低(75 kg hm^-2)、中(150 kg hm^-2)、高(225 kg hm^-2)施氮水平的田间试验,以明确深松处理配合施氮对土壤水分、籽粒蛋白质形成的影响。结果表明,深松处理可提高播前土壤蓄水量,尤其是深层土壤(60~160 cm)蓄水量,欠水年和丰水年分别提高12%~34%、10%~22%。深松处理后,籽粒谷氨酰胺合成酶(GS)、旗叶谷氨酸合酶(GOGAT)、低氮和中氮条件下籽粒GOGAT、籽粒谷丙转氨酶(GPT) 活性均提高;籽粒蛋白质产量和球蛋白含量,及丰水年谷蛋白含量和谷醇比也提高。随施氮量增加,开花期20~200 cm土壤蓄水量呈下降趋势,但籽粒GS、灌浆中后期旗叶GOGAT、灌浆后期籽粒GPT活性均上升,籽粒蛋白质及其组分含量提高,中氮条件下籽粒谷醇比最高。施氮量对深松处理开花期深层土壤蓄水量、籽粒蛋白质产量、籽粒GS和GPT活性有较大调控效应。深松配施氮肥条件下,丰水年开花期土壤水分与籽粒清蛋白、谷蛋白、蛋白质含量关系密切,而欠水年开花期土壤水分与谷醇比关系密切。氮代谢酶主要影响籽粒球蛋白含量、蛋白质产量的积累,丰水年还影响籽粒谷蛋白含量和谷醇比的提高。总之,旱地小麦休闲期深松蓄水效果好;配施氮量225 kg hm^-2有利于提高籽粒蛋白质及其组分含量,在欠水年施氮量150 kg hm^-2有利于提高籽粒蛋白质产量及谷醇比。     

花后干旱和渍水条件下生长调节物质对冬小麦光合特性和物质运转的影响

以温室盆栽的皖麦38（高蛋白）、扬麦9号（低蛋白）两个冬小麦(Triticum aestivum L.) 品种为材料,在花后土壤干旱（土壤相对含水量 = 45%～50%）和渍水状况下,分别施用6-BA（0.05 mmol/L）和NaHSO3（2 mmol/L）,分析了两种生长调节物质对小麦光合特性、不同器官中物质运转和籽粒蛋白质及淀粉品质的影响。结果表明：两种生     

花后短暂高温对小麦籽粒蛋白质含量的影响及其生理机制

采用人工气候室控温, 研究花后短暂高温对弱筋小麦扬麦9号和中筋小麦扬麦12籽粒蛋白质含量的影响及其生理机制。结果表明,开花至花后33 d,35℃以上高温处理使籽粒蛋白质含量显著高于对照, 温度越高上升越显著;花后33 d以后遇高温胁迫对蛋白质含量影响相对较轻。籽粒灌浆前期,花后6~8 d 35℃以上高温胁迫对蛋白质含量的影响最大,花后1~3 d处理影响次之;在灌浆中后期,花后19~21 d高温胁迫对蛋白质含量影响较大,花后36~38 d处理的影响较小,且灌浆前期籽粒蛋白质含量受高温胁迫的影响较灌浆中后期大。剑叶硝酸还原酶（NR）和谷氨酰胺合成酶（GS）活性以25℃处理较高,随温度的升高而降低, 与籽粒蛋白质含量呈极显著负相关。高温胁迫导致粒重下降,籽粒蛋白质含量相对上升。花后短暂高温胁迫导致弱、中筋小麦籽粒蛋白质品质变劣。     

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。