不同类型小麦籽粒灌浆期碳水化合物代谢及相关酶活性研究

以强筋型小麦郑麦9023、中筋型小麦温麦4号和弱筋型小麦豫麦50为试验材料,在大田条件下研究了不同类型小麦籽粒灌浆期碳水化合物、淀粉及其组分含量以及相关酶活性的动态变化。结果表明,不同类型小麦籽粒灌浆期的蔗糖含量均随灌浆进行呈降低趋势,葡萄糖含量在灌浆前期亦呈逐渐降低趋势。郑麦9023以花后6 d籽粒果糖含量最高,而后逐渐降低;豫麦50和温麦4号籽粒的果糖含量亦在花后6 d达到峰值,之后迅速降低,至花后24 d时略有升高,而后又迅速降低。郑麦9023籽粒可溶性总糖含量的变化呈双峰曲线,峰值分别出现在花后6和18 d,且第1个峰值显著高于第2个;而豫麦50和温麦4号均呈单峰曲线,峰值均出现在花后12 d。随着灌浆的进行,不同类型小麦籽粒总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量均呈增加趋势,且豫麦50明显高于郑麦9023和温麦4号。不同类型小麦籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPP)和可溶性淀粉合成酶(SSS)活性的变化均呈单峰曲线,3类小麦AGPP活性的峰值均出现在花后18 d,UGPP和SSS活性的峰值,温麦4号分别出现在花后12和18 d,豫麦50和郑麦9023则分别出现在花后18和12 d。     

不同品质类型小麦籽粒部分营养成分的积累

探讨了不同品质类型小麦籽粒中部分营养成分的积累,重点分析了小麦籽粒发育过程中淀粉、蛋白质及氨基酸等营养成分的变化趋势。结果表明,不同品质类型小麦品种各营养成分在籽粒灌浆期的积累趋势基本一致,最终含量存在差异。籽粒中可溶性糖含量从花后7 d开始至成熟呈现逐渐下降趋势,且不同类型品种下降速率不同,最终含量也不同,表现为弱筋小麦下降速率较快,成熟期含量低于强筋及中筋小麦;籽粒中淀粉含量从灌浆初期开始迅速增加,至花后21 d增幅开始减缓,到成熟期达最大值;直链淀粉的积累表现为"S"型曲线变化,即在花后7～14 d增加缓慢,花后14～21 d开始迅速增加,之后至成熟有较小增幅;支链淀粉含量与总淀粉含量的变化趋势一致。籽粒蛋白质含量的积累呈现"高-低-高"的变化趋势,在花后21 d左右蛋白质含量最低;清蛋白和球蛋白的变化趋势相同,即在花后7 d含量最高,之后逐渐下降;醇溶蛋白和谷蛋白的积累表现为花后7 d至成熟逐渐增加的趋势。除色氨酸外,不同品质类型的小麦籽粒中必需氨基酸的积累均为花后7 d含量最高,之后一周迅速下降,至成熟期氨基酸含量最低。     

不同品质类型小麦籽粒部分营养成分的积累

探讨了不同品质类型小麦籽粒中部分营养成分的积累,重点分析了小麦籽粒发育过程中淀粉、蛋白质及氨基酸等营养成分的变化趋势。结果表明,不同品质类型小麦品种各营养成分在籽粒灌浆期的积累趋势基本一致,最终含量存在差异。籽粒中可溶性糖含量从花后7 d开始至成熟呈现逐渐下降趋势,且不同类型品种下降速率不同,最终含量也不同,表现为弱筋小麦下降速率较快,成熟期含量低于强筋及中筋小麦;籽粒中淀粉含量从灌浆初期开始迅速增加,至花后21 d增幅开始减缓,到成熟期达最大值;直链淀粉的积累表现为"S"型曲线变化,即在花后7～14 d增加缓慢,花后14～21 d开始迅速增加,之后至成熟有较小增幅;支链淀粉含量与总淀粉含量的变化趋势一致。籽粒蛋白质含量的积累呈现"高-低-高"的变化趋势,在花后21 d左右蛋白质含量最低;清蛋白和球蛋白的变化趋势相同,即在花后7 d含量最高,之后逐渐下降;醇溶蛋白和谷蛋白的积累表现为花后7 d至成熟逐渐增加的趋势。除色氨酸外,不同品质类型的小麦籽粒中必需氨基酸的积累均为花后7 d含量最高,之后一周迅速下降,至成熟期氨基酸含量最低。     

小麦淀粉合成关键酶活性及其与淀粉积累的关系

对小麦籽粒中淀粉及其组分积累动态、相关酶活性变化的研究结果表明2个供试品种淀粉及其组分积累量随灌浆的进行均呈不断上升的趋势,积累速率变化均呈单峰曲线,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率峰值均出现在花后21～28 d.2个品种小麦花后籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖(ADPG)焦磷酸化酶(AGPP)、游离态淀粉合成酶(SSS)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化,花后28 d前呈上升趋势,28 d达到峰值后开始下降.AGPP活性与SSS、GBSS活性呈极显著正相关.AGPP、SSS、GBSS活性与直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率、籽粒灌浆速率均呈极显著正相关.淀粉分支酶活性变化呈三次曲线的关系,前期活性较高,支链淀粉合成能力强,后期逐渐下降.     

小麦淀粉合成关键酶活性及其与淀粉积累的关系

对小麦籽粒中淀粉及其组分积累动态、相关酶活性变化的研究结果表明：2个供试品种淀粉及其组分积累量随灌浆的进行均呈不断上升的趋势，积累速率变化均呈单峰曲线，直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率峰值均出现在花后21～28d。2个品种小麦花后籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖(ADPG)焦磷酸化酶(AGPP)、游离态淀粉合成酶(SSS)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化，花后28d前呈上升趋势，28d达到峰值后开始下降。AGPP活性与SSS、GBSS活性呈极显著正相关。AGPP、SSS、GBSS活性与直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率、籽粒灌浆速率均呈极显著正相关。淀粉分支酶活性变化呈三次曲线的关系，前期活性较高，支链淀粉合成能力强，后期逐渐下降。     

限水灌溉对强筋小麦子粒淀粉积累的影响

在小麦全生育期遮雨条件下 ,研究了限水灌溉对强筋小麦子粒淀粉及其组分积累的影响。结果表明 ,总淀粉产量、支链淀粉产量和子粒产量随灌水量的增加而增加 ,超过一定灌水量后产量降低 ,直链淀粉产量随灌水量的增加逐渐增加。淀粉及其组分积累量呈“S”形曲线 ,直链淀粉比支链淀粉积累慢 ,积累速率峰值出现在花后 2 0 d和 30 d。与对照相比 ,灌水降低了灌浆期支链淀粉、总淀粉积累量和积累速率 ,对直链淀粉积累量和积累速率有增加趋势 ,但淀粉量的积累与灌水次数关系不明显 ,而花后增加灌水增加了后期淀粉及其组分积累速率 ,降低了直 /支比值     

氮肥基追比对弱筋小麦宁麦9号籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响

 为研究弱筋小麦籽粒淀粉形成的机制，以弱筋小麦宁麦9号为材料，对不同氮肥基追比对其籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响及相关生理基础研究表明，氮肥基追比7∶1∶2处理与5∶1∶4处理相比，花后7～28 d籽粒直、支链淀粉及总淀粉积累速率低，成熟籽粒直链淀粉含量低，支链淀粉、总淀粉含量高，剑叶蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性和蔗糖含量低，籽粒蔗糖合成酶（SS）活性低，籽粒蔗糖含量高，籽粒ADPG焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性低，淀粉积累量低。相关分析表明，籽粒中AGPP、SSS、GBSS与直、支链及总淀粉积累速率、籽粒灌浆速率呈极显著正相关，说明这几种酶对促进籽粒淀粉的积累起重要作用。     

青稞籽粒灌浆期淀粉质量分数的动态变化

为了研究青稞籽粒灌浆期直链淀粉与支链淀粉质量分数的动态变化。采用双波长分光光度法对3个青稞品种‘甘垦5号’、‘北青6号’和‘昆仑12号’的淀粉质量分数进行测定,并借助logistic对测定结果进行拟合,以求得总淀粉、直链淀粉和支链淀粉的合成速率。结果表明,3个品种在籽粒灌浆期支链淀粉、总淀粉的质量分数是随生育期的延长而逐渐增加,‘北青6号’和‘昆仑12号’的直链淀粉也是随生育期的延长而逐渐增加的。其中‘北青6号’和‘昆仑12号’的支链淀粉/直链淀粉的比例呈现下降趋势,到花后15d之后,这一比例已接近相同。总淀粉、直链淀粉和支链淀粉的合成速率均呈单峰曲线变化,即先增加后降低。并且均在花后21d左右达到最大积累速率,直链淀粉与支链淀粉的最终积累量主要取决于最大积累速率和平均积累速率的大小。研究初步揭示了青稞籽粒灌浆期直链淀粉、支链淀粉和总淀粉质量分数的积累规律。     

播期对百农矮抗58小麦籽粒可溶性糖、淀粉积累的影响

研究了不同播期对百农矮抗58小麦籽粒可溶性糖、直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累的影响,结果表明,播期对百农矮抗58小麦籽粒中可溶性糖含量、总淀粉含量、淀粉积累速率和直链/支链淀粉比值有较大影响。开花至成熟期,籽粒中可溶性糖含量随着总淀粉含量的增加而降低,且可溶性总糖含量与籽粒淀粉含量和籽粒淀粉积累速率均呈显著或极显著正相关;推迟播种,百农矮抗58灌浆前中期籽粒淀粉积累速率提高,籽粒中总淀粉含量增加,但灌浆期相对缩短,灌浆中后期籽粒中淀粉积累速率迅速下降过早,总淀粉含量降低。     

花后高温对小麦籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响

【目的】研究小麦花后高温对籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响,为小麦耐高温品种的选育及响应逆境胁迫提供理论依据。【方法】以新疆春小麦主栽品种新春11号为材料,于花后5~8 d进行高温处理,测定籽粒各时期淀粉含量及相关酶活性。【结果】花后高温处理显著降低了小麦籽粒各时期总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量及其积累速率;总淀粉和支链淀粉的积累速率呈单峰曲线变化,而直链淀粉的积累速率则呈现先下降后逐渐上升最后回落的变化趋势。花后高温处理下小麦籽粒各时期蔗糖合成酶(SS)活性、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性和淀粉分支酶(SBE)活性显著低于对照,而焦磷酸化酶(ADPGase)活性虽然在各时期均低于对照,但差异不显著。在灌浆中后期SS、SSS、SBE活性与总淀粉含量、支链淀粉含量显著相关。【结论】高温胁迫显著降低了小麦籽粒淀粉合成相关酶的活性,进一步影响到小麦籽粒淀粉的积累。在小麦生产过程中,做好高温防范尤为重要。     

不同播期对高梁子粒淀粉含量的影响

以铁杂17号高粱为试验材料,研究了不同播期对高粱子粒淀粉含量的影响.结果表明:高粱子粒总淀粉、支链淀粉、直链淀粉含量和支链/直链淀粉比值随子粒灌浆过程推进均呈不断上升趋势,至成熟期达到最大值.其中,Ⅳ播期总淀粉、支链淀粉含量和支链/直链淀粉比值最高,为76.9%,69.1%和8.77;Ⅲ播期直链淀粉含量最高,为8.49%.适时晚播(沈阳地区在5月10～20日)可提高高粱子粒总淀粉、支链淀粉含量和支链/直链淀粉比值.改善占占质.高粱灌浆期气候因子的温度指标对淀粉积累具有重要影响,灌浆期间适宜淀粉积累的日平均温度为19.5～20.5℃.     

花后高温胁迫对不同筋型小麦籽粒品质的影响

采用盆栽与人工气候室模拟相结合的方法,于2007-2008年在河南农业大学科教示范园区,以强筋小麦郑麦366、中筋小麦洛旱2号和弱筋小麦豫麦50号为试验材料,研究了花后高温胁迫对不同筋型小麦蛋白质和淀粉含量的影响。结果表明,强筋郑麦366受高温胁迫的影响最大;高温显著提高了小麦籽粒蛋白质、清蛋白、醇溶蛋白、麦谷蛋白和直链淀粉含量,降低了小麦籽粒、球蛋白、蛋白质和淀粉产量,及总淀粉、支链淀粉含量和支直比;从高温处理时期看,花后20 d高温胁迫的影响略大于花后10 d。     

Effect of Soil Texture on Starch Accumulation and Activities of Key Enzymes of Starch Synthesis in the Kernel of ZM 9023

Three kinds of soil texture （clay-loam, mid-loam, and sand-loam soil） were used to study the effects of soil texture on starch accumulating rate and the changes in activities of the key enzymes of starch synthesis in the kernel during grain filling in high gluten content wheat ZM 9023, under conditions of pond culture. The content of starch and its components were measured according to the method of double-wave length described by Bao （1996）. ADP-glucose pyrophosphorylase （AGPP） activity was tested according to the method described by Doehlert et al. （1988）. Soluble starch synthase （SSS） and starch branching enzyme （SBE） activities were tested according to the method described by Nakamura et al. （1989）. The amylose, amylopectin, and total starch accumulating rate in the kernel of ZM 9023 were found to be a single-peak curve in three different soil textures during grain filling, and peaked 20, 15, and 15 d after anthesis, respectively. The activities of the enzymes, AGPP, SSS, and SBE, in the kernel of ZM 9023 had a single-peaked curve, which peaked 20, 15, and 15 d after anthesis, respectively. The activities of the above three enzymes of ZM 9023 were higher in the sand-loam soil. The accumulating peak of amylose formed later compared to that of amylopectin. The sand-loam soil could help high gluten content cultivars to synthesize starch.     

不同施氮时期对淀粉积累及淀粉合成相关酶类活性变化的研究

选用2个不同直链淀粉含量的杂交水稻组合,采用不同施氮期处理,对水稻开花后籽粒灌浆、淀粉积累、淀粉合成关键酶类活性及其之间的关系进行研究.结果表明,侧重后期施氮可以促进籽粒灌浆、增加粒重,同时还可适当提高稻米支链淀粉含量.不同施氮期处理条件下,与淀粉合成相关的3个关键酶的活性峰值出现的时间基本上未明显变化,但是酶活性大小及峰值高低有所不同,其中淀粉合成酶和ADPG焦磷酸化酶活性差异较大,而分支酶活性变化较小.侧重前期施氮有利于提高淀粉合成酶活性,而侧重后期施氮则可提高ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性.籽粒灌浆期淀粉合成酶平均活性及灌浆中、后期的ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性与籽粒灌浆速率及直链淀粉、支链淀粉积累速率呈显著或极显著正相关.ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性对直、支链淀粉含量变化均有同等重要的作用.侧重后期施氮处理有利于提高直、支链淀粉积累速率.     

不同施氮时期对水稻淀粉积累及淀粉合成 相关酶类活性变化的研究

 选用2个不同直链淀粉含量的杂交水稻组合，采用不同施氮期处理，对水稻开花后籽粒灌浆、淀粉积累、淀粉合成关键酶类活性及其之间的关系进行研究。结果表明，侧重后期施氮可以促进籽粒灌浆、增加粒重，同时还可适当提高稻米支链淀粉含量。不同施氮期处理条件下，与淀粉合成相关的3个关键酶的活性峰值出现的时间基本上未明显变化，但是酶活性大小及峰值高低有所不同，其中淀粉合成酶和ADPG焦磷酸化酶活性差异较大，而分支酶活性变化较小。侧重前期施氮有利于提高淀粉合成酶活性，而侧重后期施氮则可提高ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性。籽粒灌浆期淀粉合成酶平均活性及灌浆中、后期的ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性与籽粒灌浆速率及直链淀粉、支链淀粉积累速率呈显著或极显著正相关。ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性对直、支链淀粉含量变化均有同等重要的作用。侧重后期施氮处理有利于提高直、支链淀粉积累速率。