Wx蛋白组成对小麦籽粒淀粉合成的影响

 【目的】通过对籽粒淀粉积累和淀粉合成关键酶的活性进行比较,初步明确不同Wx蛋白组成小麦品种淀粉理化特性差异的酶学基础。【方法】以6类Wx蛋白组成的14个小麦品种为试材,测定其籽粒灌浆过程中直、支链淀粉积累动态和4种淀粉合成关键酶的活性变化,对测定结果进行统计分析。【结果】Wx蛋白数目和类型对4种淀粉合成关键酶活性和直、支链淀粉合成有明显影响。随着Wx蛋白数目的增多,4种淀粉合成关键酶活性呈现升高的趋势,尤其是淀粉粒束缚淀粉合成酶（GBSS）,籽粒直链淀粉含量也相应升高。Wx-B1缺失蛋白对GBSS活性影响最大,直链淀粉合成能力下降最明显,其次是缺失Wx-D1蛋白,Wx-A1蛋白缺失作用最小。籽粒灌浆过程中,4种淀粉合成关键酶活性高度相关,并与直、支链淀粉含量密切相关,说明直、支链淀粉的合成是相互影响、相互制约、同步进行的。【结论】Wx基因是影响籽粒直链淀粉含量的重要决定因素,Wx基因可以通过自身数目和组成的变化,控制GBSS的活性,并对其它淀粉合成关键酶的活性产生影响,最终影响直、支链淀粉的合成,形成不同的淀粉理化特性和加工品质。     

Wx蛋白缺失对淀粉理化特性和面条品质的影响

 【目的】对Wx蛋白缺失影响小麦淀粉理化特性和面条加工品质的情况进行探讨。【方法】以6类Wx蛋白组成的14个品种为试材，测定其淀粉理化特性和面条品质，进行统计分析。【结果】Wx亚基的数目对其酶蛋白和直链淀粉含量有显著影响，随着Wx亚基数目的增加，Wx蛋白和直链淀粉含量相应升高，面粉膨胀势和峰值粘度呈现下降的趋势，但面条品质的变化并不表现完全一致。糯小麦绝大部分淀粉理化指标显著较低。不同Wx亚基对淀粉理化特性和面条品质的影响也存在一定的差异，缺失Wx-B1亚基对直链淀粉合成的影响最大，其次是Wx-D1亚基，缺失Wx-A1亚基作用最小。3类单一Wx亚基缺失材料中，Wx-B1亚基缺失品种直链淀粉含量最低，膨胀势和RVA峰值粘度最高，面条评分最高。【结论】从不同Wx亚基缺失类型小麦品种看，面条评分与直链淀粉含量、膨胀和糊化特性之间并不是简单的直线关系，尤其是直链淀粉含量，而是有一个合适的范围，在这个范围内随着直链淀粉含量的下降，膨胀势和峰值粘度升高，面条评分上升，超出这一范围面条评分下降。     

普通小麦籽粒硬度与胚乳组成及显微结构的关系

[目的]研究普通小麦籽粒硬度与胚乳组成及显微结构的关系,进一步理解籽粒硬度的形成机理.[方法]利用由硬质小麦郑麦9405×软质小麦扬麦13构建的149个F6:7家系的RIL群体及2组软、硬质NIL群体,分析籽粒硬度与角质率、千粒重、胚乳蛋白质含量、总淀粉含量、直链淀粉含量及高、低分子量麦谷蛋白亚基组成之间的关系,并利用扫描电镜观察软、硬质近等基因系籽粒横切面显微结构.[结果]RIL群体中胁基因型为野生型(paina-Dla/Piab-Bla)的家系均为软质胚乳,而缺失Plan(Pina-D1b)基因型的所有家系均为硬质胚乳;软质家系的籽粒硬度值在郑州点和南京点的变异系数均高于硬质家系,软质家系的胚乳质地比硬质家系易受环境影响.RIL群体中的软质家系与硬质家系籽粒硬度值与角质率均极显著相关,而南京点的相关系数低于郑州点;籽粒硬度值与蛋白质含量、总淀粉含量、直链淀粉含量及千粒重相关不显著;具有高分子量麦谷蛋白14+15亚基家系和7+8亚基家系的籽粒硬度值差异不显著,而具有低分子量麦谷蛋白Glu-A3b亚基家系的籽粒硬度值显著高于Glu-A3c亚基家系.利用扫描电镜观察结果显示,软、硬质近等基因系籽粒糊粉层细胞无显著差异,而胚乳显微结构差异明显,软质近等基因系籽粒胚乳蛋白质基质与淀粉粒表面呈分离状态,而硬质近等基因系籽粒胚乳蛋白质基质与淀粉粒紧密结合.近等基因系软质家系和硬质家系的角质率差异显著,但二者在粒径、千粒重、蛋白质含量、总淀粉含量及直链淀粉含量上差异不显著.[结论]籽粒硬度值是胚乳蛋白质基质与淀粉粒结合程度的反映,其大小并不影响胚乳密度及籽粒形态,一定范围内胚乳总蛋白含量、总淀粉含量及直链淀粉含量均不影响硬度,而胚乳蛋白亚基组成对籽粒硬度值有一定的影响.     

不同密度对冬小麦百农矮抗58淀粉积累的影响

研究了不同密度对冬小麦品种百农矮抗58籽粒中淀粉积累的影响.结果表明,百农矮抗58小麦品种籽粒中支链淀粉、直链淀粉、总淀粉含量在花后均呈S形曲线变化;密度与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量存在显著或极显著的二次回归关系,随着密度的增加,淀粉含量增加,但当密度过大时,反而会降低淀粉含量.因此,在生产上可以通过种植密度对籽粒中直链、支链和总淀粉含量进行调节.试验结果表明,在矮抗58小麦生产中,采用低密度7.5万-12.5万/667m2基本苗有利于降低籽粒中总淀粉含量、直链淀粉含量和直/支比,提高该品种的品质.     

稻米胚乳直链淀粉含量的基因剂量效应

用不同直链淀粉含量的品种杂交获得的 F_1、F_2及亲本为材料,测定了单个胚乳的直链淀粉含量,以研究稻米胚乳直链淀粉含量的遗传。结果表明,蜡质位点的遗传由1个主效基因控制,F_1和 F_2的直链淀粉含量存在 Wx 基因剂量效应,有2个 Wx 等位基因对直链淀粉合成起着不同的作用,分离世代出现超亲个体,说明还存在修饰基因作用。     

小麦淀粉组分的积累规律

1999～ 2 0 0 0年用 3个小麦品种 (“宁麦 9号”、“苏麦 6号”、“重庆面包麦”)研究了小麦籽粒淀粉组分含量及直支比的动态变化。结果表明 :① 3个品种在花后 17～ 2 7d直链淀粉积累均最快 ,而支链淀粉在灌浆中后期积累最快 ;直支比在籽粒灌浆过程中呈“S”形变化 ,即灌浆前期下降 ,中期上升 ,后期又下降。② 2年的直链和支链淀粉百分含量以及直支比均呈极显著的正相关关系。③直链和支链淀粉的百分含量在样次间差异达极显著水平 ;品种间直链淀粉百分含量及直支比差异不显著 ,但品种间支链淀粉百分含量差异极显著     

氮素和Wx基因缺失对小麦淀粉生物合成的影响

【目的】通过不同氮素施用水平,明确氮肥水平及灌浆时期对小麦Wx近等基因系籽粒淀粉含量的影响。【方法】以宁麦14为背景的8个小麦Wx近等基因系为材料,不施底肥、在三叶期追施0、150、300、450、600kg/hm~2的尿素作为氮素梯度,测定灌浆7、14、21、28、35 d的小麦籽粒直链、支链淀粉和总淀粉含量。【结果】Wx基因型、灌浆时间对小麦籽粒的直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量产生显著影响,而氮素水平未引起淀粉含量及成分产生显著变化;淀粉合成在花后10 d以后极大加快、而到灌浆结束又明显趋缓。【结论】3个Wx基因直链淀粉的合成能力Wx-B1Wx-D1Wx-A1,其中Wx-D1和Wx-A1基因的综合作用与Wx-B1基本相当。     

云南糯玉米地方品种的籽粒淀粉的研究

对87份云南糯玉米资源的淀粉含量进行了研究。结果显示:①87份云南糯玉米地方品种的籽粒粗淀粉含量在63.08%~76.06%,变异系数为3.93%。其中,有8个糯玉米品种的籽粒粗淀粉含量大于70%,230455的籽粒淀粉含量为76.06%,属高淀粉玉米。②参试品种的支链淀粉和直链淀粉含量与粒色的相关系数分别为r=-0.680**和r=0.680**,呈极显著相关;与来源地的海拔(r=0.218*和r=-0.218*)、相对湿度(r=-0.237*和r=0.237*)、纬度(r=0.231*和r=-0.231*)呈显著相关。根据研究结果对高淀粉含量的云南糯玉米的利用方法和支链淀粉含量的基因调控机制进行了初步探讨。     

高淀粉玉米及其发展前景

高淀粉玉米(High Starch Corn)是指籽粒粗淀粉含量大于72%(农业部标准NY/T597-2002)以上的专用型玉米。根据其籽粒中所含淀粉的比例和结构分为高支链淀粉玉米、混合型高淀粉玉米和高直链淀粉玉米。胚乳中直链淀粉含量在50%以上的玉米叫高直链淀粉玉米;将玉米籽粒胚乳中支链淀粉含量占总淀粉的95%以上的类型叫作高支链淀粉玉米(糯玉米或蜡质玉米)。     

高直链淀粉水稻的淀粉积累及相关酶活性关系研究

研究高直链淀粉型水稻品种菲优188花后各时间段内籽粒中不同类型淀粉含量和积累速度的变化,以及淀粉合成相关酶活性的变化,结果发现:该品种花后不同时间段内直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量及其相关酶活性均存在极显著差异.直链淀粉和支链淀粉的积累规律相似,均呈Logistic曲线方程式积累,直链淀粉和支链淀粉积累速度随时间的变化规律也相似,且均与淀粉合成酶呈极显著正相关性.     

不同类型专用小麦籽粒淀粉及其组分积累动态

在田间条件下,研究不同类型专用小麦品种籽粒淀粉积累动态。结果表明:不同类型专用小麦籽粒中总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量随籽粒灌浆充实而不断上升,且其含量增加速率呈“慢—快—慢”的趋势,直链淀粉含量增加速率在花后25~30 d时达最大值,总淀粉、支链淀粉含量增加速率高峰则出现在花后15~20 d;籽粒中总淀粉、直链淀粉、支链淀粉积累量变化均呈“S”型曲线,直链淀粉积累速率在花后25~30 d时达峰值,支链淀粉、总淀粉积累速率在花后20~25 d时达峰值。直链淀粉/支链淀粉比例随籽粒灌浆历程的推移呈“V”型曲线变化。不同专用类型小麦籽粒中总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量由高到低依次为弱筋小麦、中筋小麦、强筋小麦,积累量顺序则相反。     

小麦胚乳A、B型淀粉粒理化特性研究

【目的】研究小麦胚乳A、B型淀粉粒对其理化特性的影响。【方法】利用扫描电镜对4个小麦品种籽粒发育不同时期自然断面和分离提纯的A、B型淀粉粒进行观察;用直链、支链淀粉试剂盒对籽粒不同发育时期胚乳中A、B型淀粉粒的直链、支链淀粉含量进行测定;成熟籽粒A、B型淀粉粒膨胀势依据McCormick的方法进行了测定。【结果】小麦胚乳淀粉粒形态出现规则形状和反常态,胚乳淀粉粒中直链淀粉形成早于支链淀粉,但最终积累量支链淀粉大于直链淀粉。供试的4个品种中,B型淀粉粒膨胀势均大于各自A型淀粉粒的膨胀势。【结论】小麦胚乳A型和B型淀粉粒从形态上分为常规型和反常型。成熟小麦胚乳A、B型淀粉粒中,支链淀粉的含量大于直链淀粉,且与总淀粉含量呈正相关趋势。B型淀粉粒的膨胀势大于A型淀粉粒。     

氮素用量对春玉米淀粉及其组分形式积累的影响

采用田间试验研究氮素用量对高淀粉玉米(四单19)、普通玉米(东农250)、优质蛋白玉米(丰禾10)子粒淀粉及其组分含量和支链淀粉/直链淀粉比值动态变化的影响。结果表明:3个品种支链淀粉、直链淀粉、总淀粉含量在吐丝后不断增加。各品种总淀粉含量以N200最高,四单19和丰禾10支链淀粉含量以N200最高,支链淀粉和总淀粉含量品种间以四单19表现最好。四单19直链淀粉含量以N200最高,丰禾10直链淀粉含量随氮素用量的增加而增加。子粒支链淀粉/直链淀粉比值在吐丝后呈下降趋势。     

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。     

播种时期对小米营养成分的影响

以华北夏谷区新选育的谷子品种济谷12、济谷13、济谷14、济0515和冀谷19为试材,采用对比设计,每品种均设春播(5月8日播种)和夏播(6月21日播种)2个处理,研究了播种时期对小米主要营养成分的影响。结果表明:播种时期对小米粗蛋白质、粗脂肪和氨基酸含量影响较小,对籽粒淀粉含量、直链淀粉含量和支链淀粉含量影响较大,春播能显著提高小米的VE含量。其中,夏播可以提高小米的总淀粉含量,明显提高支链淀粉含量且降低直链淀粉含量。     

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。