糯小麦灌浆期籽粒质量和主要营养物质动态变化

为探讨糯小麦灌浆特性及其灌浆期籽粒中主要营养成分的动态变化,在大田条件下,以1个糯小麦新品种(‘长糯麦1号’)和1个非糯对照品种(‘扬麦20’)为试验材料,在花后7d、14d、21d、28d和35d测定灌浆过程中籽粒可溶性糖、蛋白质、淀粉质量分数和粒质量等指标。结果表明,‘长糯麦1号’与‘扬麦20’灌浆曲线的趋势基本一致,其渐增期的灌浆速率及渐增期、快增期和缓增期粒质量积累量均显著低于‘扬麦20’。但‘长糯麦1号’可溶性糖降解速率低,成熟籽粒中可溶性糖质量分数高于‘扬麦20’。二者的蛋白质积累动态趋于一致,呈先下降后上升的趋势。‘扬麦20’支链淀粉积累动态与‘长糯麦1号’存在显著差异,其在灌浆初期支链淀粉质量分数迅速增加,于花后28d达到顶峰,之后呈下降趋势;而‘长糯麦1号’支链淀粉质量分数增长缓慢,在花后21~28d呈"停滞"状态,于花后35d达到最大值。成熟期‘长糯麦1号’直链淀粉质量分数接近于零,总淀粉质量分数和粒质量均显著低于‘扬麦20’。综合分析认为,‘长糯麦1号’灌浆、可溶性糖转化、淀粉积累能力明显低于‘扬麦20’。因此,在糯小麦新品种选育中应把灌浆速率、可溶性糖降解转化能力和支链淀粉合成速率的提高作为重点改良方向,以提高糯小麦粒质量,进而为糯小麦育种和生产实践奠定必要的理论依据。     

不同绿豆品种籽粒形成过程中淀粉积累特性

为探究绿豆籽粒灌浆过程中淀粉积累的特性,选用‘绿丰2号’、‘安绿7号’、‘冀0816毛-3’和‘安康绿豆’4个绿豆品种为材料,对开花后绿豆籽粒形成过程中淀粉代谢相关酶活性及直链淀粉、支链淀粉和总淀粉的积累变化进行测定,用Logistic方程拟合淀粉积累过程,并进行相关分析。结果表明,绿豆籽粒形成过程中,直链淀粉、支链淀粉及总淀粉积累量均不断增加。随着籽粒灌浆,4个绿豆品种的淀粉合成相关酶腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、颗粒结合淀粉酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)均呈先上升后下降趋势。籽粒淀粉积累符合Logistic方程。曲线拟合分析显示,大粒型绿豆‘安绿7号’和‘冀0816毛-3’最大淀粉积累速率均出现在花后8~11 d,小粒型绿豆‘绿丰2号’和‘安康绿豆’最大灌浆速率均出现在花后15~18 d。相关分析表明,绿豆籽粒中AGPase酶活性与淀粉积累速率呈极显著正相关。AGPase是绿豆淀粉合成的关键酶,绿豆淀粉的合成与积累主要由AGPase控制。     

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。     

水稻直链淀粉形成积累动态的研究

选用直链淀粉含量(质量分数)不同等级的籼稻、粳稻、糯稻为材料，应用糙米直链淀粉单粒和总淀粉测定等方法研究水稻直链淀粉的形成积累。结果表明：随着籽粒发育，直链淀粉的积累是一个缓慢增长的动态过程，其速度低于支链淀粉和总淀粉；花后3～12d是直链淀粉、支链淀粉和总淀粉的快速增长期；支链淀粉先于总淀粉，总淀粉先于直链淀粉达最大含量；高直链淀粉含量的品种灌浆早期直链淀粉积累速率较低直链淀粉含量的品种高；季节对直链淀粉、支链淀粉、总淀粉的形成积累有一定的影响。     

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。     

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     

糜子籽粒形成过程中蛋白质、淀粉积累与相关合成酶特性

为探究糜子灌浆过程中籽粒蛋白质及淀粉积累规律,选用糯性和粳性糜子品种各2个,分别为‘龙黍21号’、‘晋黍5号’和‘榆糜2号’、‘陇糜8号’,分析淀粉合成相关酶活性的动态特性。结果表明:糜子开花后,粳糯品种籽粒脂肪含量先增加后减少,而粗蛋白含量不断减少,其中谷蛋白含量最高。各氨基酸中,谷氨酸、脯氨酸和亮氨酸含量最高。淀粉含量变化呈S型增加,积累速率先增加后减小。4种淀粉合成相关酶(ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合性淀粉合成酶(GBSS)以及淀粉分支酶(Q酶))活性显示出单峰曲线变化。粳性品种中SSS酶主要调控直链、支链及总淀粉积累,Q酶主要调控总淀粉和直链淀粉,AGPP酶参与直链淀粉的积累;而糯性品种直链、支链及总淀粉积累主要受到SSS和Q酶的调控。     

不同淀粉含量玉米品种籽粒淀粉积累特性比较

本研究以两个高淀粉玉米品种和两个普通玉米品种为试验材料,研究了高淀粉玉米与普通玉米在籽粒灌浆过程中淀粉动态积累的差异。结果表明：灌浆过程中4个品种淀粉含量变化趋势均呈＂S＂型曲线变化;高淀粉玉米和普通玉米在灌浆初期籽粒直链淀粉含量并无显著差异,而在灌浆中后期才逐渐表现差异;与直链淀粉积累不同,两个高淀粉品种籽粒支链淀粉含量在灌浆初期就明显高于两个普通玉米品种,籽粒灌浆前期平均灌浆速率与最大灌浆速率高有利于籽粒支链淀粉的积累;籽粒总淀粉积累的差异主要是由于支链淀粉积累的不同造成的,直链淀粉积累差异不明显。     

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。     

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.