高抗性淀粉粳稻新品系稻米淀粉链长分布与主要品质特征差异

 【目的】通过对水稻抗性淀粉性状的遗传研究,为高抗性淀粉水稻资源创新与育种提供理论和实践依据。【方法】以抗性淀粉含量有显著差异的粳稻品系为材料,比较分析高低抗性淀粉粳稻品系类型间的支链淀粉链长分布、稻米RVA谱特性值、膳食纤维和直链淀粉含量等主要品质特性的差异及其相关性。【结果】高低抗性淀粉水稻品系间支链淀粉链长分布差异显著,高抗性淀粉水稻品系的支链淀粉中短链部分即聚合度为5～12所占的相对百分比率显著低于低抗性淀粉类型品系,而长链尤其是聚合度为13以上的长链比率明显高于低抗性淀粉类型品系。膳食纤维和直链淀粉含量,高抗性淀粉品系显著高于低抗性淀粉品系,最高黏度值、最终黏度值、热浆黏度值和崩解值等,高抗性淀粉品系均显著或极显著低于低抗性淀粉类型品系。抗性淀粉含量与支链淀粉短链聚合度（DP≤12）呈极显著负相关,但与支链淀粉的中长链聚合度（12＜DP≤36）呈极显著正相关,与直链淀粉含量和膳食纤维含量呈极显著正相关。【结论】水稻中支链淀粉的链长分布、直链淀粉含量和稻米RVA谱特性值与稻米抗性淀粉含量关系密切,在育种实践中可作为育种选择指标之一。     

香蕉果实抗性淀粉含量变化及其与其他类型淀粉相关性分析

【目的】研究香蕉果实抗性淀粉形成机理,为选育高抗性淀粉香蕉品种和调控抗性淀粉合成提供理论基础。【方法】以 ‘巴西’蕉（Musa acuminata L. AAA group cv. Brazilian）果肉为试材,对香蕉果实采前和采后抗性淀粉含量变化及其与其他类型淀粉相关关系进行分析。【结果】香蕉果实发育过程中,总淀粉、直链淀粉、支链淀粉及抗性淀粉含量整体呈上升趋势,后熟过程中各种淀粉含量逐渐下降;乙烯处理加速了总淀粉、直链淀粉和支链淀粉的降解,但抗性淀粉降解速度较自然后熟慢;1-MCP处理香蕉果实各种淀粉含量呈先增后降的单峰曲线变化。相关性分析表明：香蕉采前果实抗性淀粉合成与直链淀粉含量变化呈显著正相关,与总淀粉和支链淀粉含量变化不相关;1-MCP处理后,抗性淀粉含量变化与直链淀粉含量达到显著正相关水平,与总淀粉含量变化不相关。【结论】香蕉果实抗性淀粉形成与直链淀粉含量密切相关,在香蕉果实发育过程中可通过调控直链淀粉含量促进抗性淀粉合成。     

稻米抗性淀粉含量及其环境稳定性分析

【目的】食用高抗性淀粉含量稻米虽利于提高慢性病人群的健康水平,但培育出的高抗性淀粉含量水稻品种还较少。开展水稻种质资源抗性淀粉含量及其环境稳定性的研究,为高抗性淀粉含量水稻种质资源发掘和生产应用提供参考依据。【方法】参照爱尔兰Megazyme公司提供的方法测定稻米抗性淀粉含量,用PAST软件完成种质含量分布作图。通过一年多点试验评价抗性淀粉含量的环境稳定性,利用DPS软件完成含量方差分析。依据国家标准GB/T15683-2008分析了稻米直链淀粉含量。【结果】对1 206份水稻种质稻米抗性淀粉含量分析,结果表明,绝大部分水稻种质稻米抗性淀粉含量低,含量低于2.5%的占87.6%,高于10%的仅占约0.2%。稻米抗性淀粉和直链淀粉含量存在显著正相关,但在高直链淀粉含量种质中未出现抗性淀粉含量高的品系,却在低直链淀粉含量种质中发现3份抗性淀粉含量高于10%的品系,其中1个优质软米品种Diangu2的抗性淀粉和直链淀粉含量分别为10.12%和12.3%,综合农艺性状优良,米饭食味性好。在3个不同环境种植18个不同抗性淀粉含量的品系,结果显示有13个品系的含量不受种植环境差异的影响,另5个品系的含量受环境影响,稻米的抗性淀粉含量除了受基因型影响外,还受种植环境、以及基因型与环境互作的影响。【结论】水稻种质资源稻米抗性淀粉含量普遍很低,抗性淀粉含量与直链淀粉含量虽存在显著正相关,但低直链淀粉含量种质中也可能存在高抗性淀粉的品种,所以培育稻米抗性淀粉含量高且食口性好的品种是可能的。稻米抗性淀粉含量主要受基因型控制,在不同环境中含量高的品种依然高,含量低的品种仍然低,那么高含量的品种可在其适种稻区种植生产大米,其含量不会被明显影响。     

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。     

双波长法测定常用淀粉原料中直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量

建立了双波长法测定常用淀粉原料中直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量的方法。按照双波长测定的等吸收点作图法确定2种淀粉的测定波长和参比波长,直链淀粉的测定波长分别为630、480 nm,支链淀粉的测定波长分别为550、735 nm。结果表明,直链淀粉浓度在0~36 μg/mL、支链淀粉浓度在40~100 μg/mL范围内线性关系良好,符合比耳定律,具有较高的精确度和准确度。常用淀粉原料的总淀粉含量在66.51%~83.65%,其中绿豆淀粉和豌豆淀粉的直链淀粉含量比明显高于其他淀粉原料;糯米粉中的支链淀粉含量最高,其直链淀粉含量过低,导致吸光值太小而检测不出。     

不同绿豆品种籽粒淀粉含量变化研究

实验采用3,5—二硝基水杨酸(DNS)比色法和参考国标法—稻米直链淀粉含量的测定方法,对种植在河北石家庄、陕西岐山、江苏南京3个地区10个绿豆品种的籽粒总淀粉、直链淀粉、支链淀粉的含量变化进行了研究。研究结果表明,保9815-36的总淀含量、直链淀粉含量和支链淀粉含量均最低,分别为53.1%、20.13%、32.62%,冀绿9802的总淀粉含量、直链淀粉含量最高,分别为61.17%和23.19%,而支链淀粉含量最高的是2001-569,达39.57%。另外,不同地区、不同绿豆品种的籽粒总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量也存在较大差异,总淀粉含量、直链淀粉含量、支链淀粉含量由高到低均依次为江苏南京>陕西岐山>河北石家庄。在实际生产中,应根据不同淀粉类型需要、不同地域种植选择合适品种,以期获得最好的经济效益。     

利用高光谱数据估测水稻米粉中粗蛋白粗淀粉和直链淀粉含量

 【目的】粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量是水稻品质的3个重要指标。研究米粉中粗蛋白、粗淀粉和直链淀粉含量的光谱快速检测方法为水稻品质遥感监测提供依据。【方法】通过田间小区试验,获得了5个品种、3个供氮水平处理的米粉样品,提取样品的粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉,测定样品的粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量,同时测定相应的高光谱数据及粗蛋白质与粗淀粉混合样品的高光谱数据,分析它们的高光谱特征及其与样品粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量之间的相关性,建立相关估测模型。【结果】粗蛋白质和粗淀粉、直链淀粉的光谱有明显的差异,米粉粗蛋白质、粗淀粉和直链淀粉含量与其某些高光谱参量之间存在极显著相关,其中决定系数R2约0.7,相关估测模型的检验精度在80%以上。【结论】高光谱法可以用来估测米粉的粗蛋白、粗淀粉和直链淀粉含量。     

直链淀粉含量对玉米淀粉糊化性质的影响

以不同直链淀粉含量的玉米淀粉和玉米面粉为原料,用RVA(快速粘度分析仪)和DSC(差示扫描量热仪)研究淀粉的糊化参数,并分析直链淀粉含量与各糊化参数之间的相关性。结果表明:随直链淀粉含量的增加,淀粉的RVA糊化参数和DSC热力学参数有很大差异。其中,直链淀粉含量对淀粉的RVA峰值粘度、破损值、糊化温度与DSC吸热焓值(ΔH)的影响极显著,对淀粉的RVA回生值较显著。     

小麦胚乳Wx蛋白缺失对籽粒淀粉含量的影响

旨在通过比较不同的小麦胚乳Wx蛋白亚基缺失类型材料籽粒的Wx蛋白总量支直链淀粉含量及总淀粉含量,明确胚乳Wx蛋白对支直链淀粉合成的作用。利用SDS-PAGE方法鉴定了13个品种Wx蛋白亚基组成,并测定了这些品种的Wx蛋白总量、直、支链淀粉含量及直/支比。结果表明,任何Wx基因缺失都会造成Wx蛋白合成数量的明显著减少,随着Wx基因不表达的数量增多,Wx蛋白合成的减少量增多;糯麦的直链淀粉含量最少。Wx蛋白含量与直链淀粉含量和直/支链淀粉含量之间存在极显著和显著的正相关,r=0.860 0,r=0.810 8;Wx蛋白含量与支链淀粉含量之间呈中度相关,r=0.402 7,这说明Wx蛋白总含量对直链淀粉含量的大小起到决定性作用,而对支链淀粉和总淀粉含量只有一定影响;通过操纵Wx基因可以改变籽粒胚乳中的直链淀粉含量和淀粉的直/支比,进而达到改进淀粉理化特性和加工特性的作用。     

高直链淀粉玉米的研究进展

高直链淀粉玉米是指籽粒直链淀粉占总淀粉含量55%～85%的特用玉米,它在抗性食品、包装材料、医疗保健和降解材料等多个产业中占有重要地位。本研究在介绍直链淀粉用途的基础上,综述了玉米直链淀粉合成关键基因、检测方法和高直链淀粉种质创制、选育及存在问题。     

不同类型大米淀粉物化特性的研究

以不同类型的大米为原料,采用碱提法制备大米淀粉,分析了大米和大米淀粉的成分以及大米淀粉的物化特性。结果表明,粳米中蛋白质及Ca含量最高,分别为7.51%和98.80 mg/kg,糯米中淀粉及Fe含量最高,分别为74.77%和14.00 mg/kg;糯米淀粉的水溶性蛋白质含量和透光率较高,分别为10.74μg/g、48.60%,而直链淀粉含量及碘蓝值较低,仅为1.50%和0.05;3种淀粉平均粒径均为5μm左右,平均聚合度在53左右;大米淀粉糊化后的黏度随着剪切应力的增大表现出假塑性流体的特征,不同类型淀粉黏弹性大小顺序为粳米淀粉籼米淀粉糯米淀粉;籼米淀粉的糊化和回生的T_o、T_p和T_c值最大,回生后,大米淀粉TO、Tc、TP以及ΔH值明显降低,重结晶的晶形完整程度不如原晶体,热稳定性也比原晶体差。     

Optimization of nitrogen fertilization improves rice quality by affecting the structure and physicochemical properties of starch at high yield levels

A major challenge in modern rice production is to achieve the dual goals of high yield and good quality with low environmental costs. This study was designed to determine whether optimized nitrogen (N) fertilization could fulfill these multiple goals. In two-year experiments, two high yielding ‘super’ rice cultivars were grown with different N fertilization management regimes, including zero N input, local farmers’ practice (LFP) with heavy N inputs, and optimized N fertilization (ONF). In ONF, by reducing N input, increasing planting density, and optimizing the ratio of urea application at different stages, N use efficiency and the physicochemical and textural properties of milled rice were improved at higher yield levels. Compared with LFP, yield and partial factor productivity of applied N (PFP) under ONF were increased (on average) by 1.70 and 13.06%, respectively. ONF increased starch and amylose content, and significantly decreased protein content. The contents of the short chains of A chain (degree of polymerization (DP) 6–12) and B1 chain (DP 13–25) of amylopectin were significantly increased under ONF, which resulted in a decrease in the stability of rice starch crystals. ONF increased viscosity values and improved the thermodynamic properties of starch, which resulted in better eating and cooking quality of the rice. Thus, ONF could substantially compensate the negative effects caused by N fertilizer and achieve the multiple goals of higher grain quality and nitrogen use efficiency (NUE) at high yield levels. These results will be useful for applications of high quality rice production at high yield levels.     

板栗淀粉糊化特性与淀粉粒粒径及直链淀粉含量的关系

 【目的】分析3个品种群的33个主栽品种板栗淀粉糊化特性与直链淀粉含量及淀粉粒粒径之间的关系,为评价板栗糯性提供理论依据。【方法】采用常规理化分析方法测定板栗淀粉含量以及直链淀粉含量;用快速黏度分析仪（RVA）测定板栗淀粉糊化特性;利用S3500型激光粒度分布仪测定淀粉粒粒径分布;使用SPSS软件对数据进行差异显著性检验和聚类分析。【结果】不同品种板栗淀粉的RVA谱特征值之间存在较大差异,北方品种群板栗淀粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度和稀懈值的总体水平均较其它两个品种群板栗高,各品种群之间差异显著;北方品种群的回冷值、峰值时间和糊化温度最低。板栗淀粉的糊化特性具有较明显的地域分布特征。不同品种板栗的总淀粉含量和直链淀粉含量均存在一定差异,北方品种群板栗的总淀粉含量显著低于其它两个品种群,南方品种群板栗淀粉中直链淀粉含量显著高于其它两个品种群。不同品种板栗粒径之间存在显著差异,淀粉粒粒径与品种密切相关,同时也具有较明显的地域分布特征。【结论】聚类分析将33个品种板栗分为4大类,北方品种群板栗普遍具有低直链淀粉含量、高峰值黏度的特点;南方品种群中的大部分板栗品种具有高直链淀粉含量和低峰值黏度的特点;中间类型品种群中一部分品种具有近于北方品种群板栗的特点,一部分具有近于南方品种群板栗的特点。板栗的直链淀粉含量和糊化峰值黏度可以作为衡量板栗糯性品质的指标。     

Coupling effects of irrigation and nitrogen fertilization on grain protein and starch quality of strong-gluten winter wheat

Effects of irrigation and nitrogen fertilization on the grain yield, protein composition, protein quality, starch composition and starch pasting properties of a strong-gluten winter wheat were investigated in a high fertility field. Compared with non-irrigation treatment, grain yields under irrigation treatments were significantly increased, but the content of grain protein, monomeric protein and flour wet gluten was reduced. There were no significant differences in the above parameters between the irrigation treatments. Nitrogen application could significantly increase grain yield under low irrigation frequency (W₀ and W₁), while the neglected effect on yield was observed with high irrigation frequency (W₂ and W₃). With the increase of irrigation frequency, the glutenin content leveled off, but the changes of glutenin composition were not uniform, in which the soluble glutenin content was increased, while the insoluble glutenin content and polymerization index (the ratio of insoluble glutenin to total glutenin) were reduced. Both dough development time and stability time became shorter with the increased irrigation frequency. Nitrogen application improved the content of all grain protein fractions and grain quality, in which the increased degree in non-gluten protein (albumin and globulin) was higher than gluten protein (gliadin and glutenin), and the increased degree in soluble glutenin was found higher than that of insoluble glutenin. The interactive effects of irrigation and nitrogen on starch composition were significant. Starch content and amylopectin content was increased as irrigation frequency added in non-nitrogen treatment. Compared to non-irrigation treatment, irrigation significantly increased the starch content and the amylopectin content in nitrogen application treatment, but the starch and amylopectin content had no significant difference between irrigation treatments. Amylose content and the ratio of amylose to amylopectin were reduced while RVA indexes (peak viscosity, breakdown, final viscosity and setback) were increased as irrigation frequency was increased. Nitrogen application significantly improved the amylopectin content and decreased the amylose content in lower frequency irrigation, while the amylopectin content was decreased and the amylose content was enhanced by nitrogen application in higher frequency irrigations. __________ Translated from Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2007, 13(3): 361–367 [译自: 植物营养与肥料学报]     

马铃薯抗性淀粉压热制备工艺与性质

对马铃薯抗性淀粉(RS)压热制备工艺及性质进行了研究.选择淀粉乳浓度、压热温度、压热时间和淀粉乳pH进行单因素试验,确定条件范围,再采用正交试验优化提取条件,得到最佳提取工艺条件为淀粉乳浓度200 g/L,压热温度120℃,压热时间75 min,淀粉乳pH7,按最佳工艺条件进行试验,马铃薯RS产率为4.66％.并研究了马铃薯RS抗酶解性、吸水性和DSC图谱,结果表明,马铃薯RS具有较强的抗酶解性;吸水率高于马铃薯精淀粉;DSC图谱显示马铃薯RS形成了多种结构更紧密的直链淀粉晶体,有较强的热稳定性和抗酶解性.     

直、支链木薯淀粉的分离纯化及检测

以自制的木薯淀粉为原料,采用正丁醇反复结晶法制备直链淀粉和支链淀粉样品,并对原淀粉和直、支链淀粉进行定性、定量测定。结果表明,利用酶解法对淀粉大分子进行酶解后,通过测定还原糖的含量可实现对淀粉各组分的定量测定,为木薯淀粉各组分的进一步分级与检测研究提供理论基础。     

不同日粮来源淀粉在断奶仔猪小肠不同部位的消化及体外降解研究

 【目的】比较不同日粮来源淀粉在断奶仔猪小肠不同部位的消化率及体外降解的差异,为合理利用谷物淀粉提供理论依据。【方法】选用28日龄断奶杜×长×大三元杂交仔猪（体重8.0±0.6 kg）20头,随机分成4组,分别饲喂4种不同来源淀粉日粮,即玉米日粮、糙米日粮、糯米日粮和抗性淀粉日粮,通过体内消化、体外酶解技术测定不同来源淀粉在仔猪小肠不同部位的消化率和体外降解率及降解速度。【结果】与其它3种日粮相比,糯米日粮来源的淀粉在断奶仔猪空肠前段和后段、回肠前段和后段测得的消化率及其体外降解率均有显著提高（P＜0.05）;小肠不同部位淀粉消化率与直链淀粉和支链淀粉食入量之间呈显著的回归关系;糯米日粮来源淀粉在体外的降解速度和各孵育时间的降解率也均显著高于其它3种日粮（P＜0.05）。【结论】不同日粮来源的淀粉到达小肠不同部位时的消化和体外降解程度存在显著差异,可以作为合理选择仔猪日粮淀粉来源的依据。     

超声处理对不同品种玉米淀粉特性的影响

本研究考察了超声处理后不同品种玉米淀粉的直链淀粉含量、溶解度、膨胀度,并与原淀粉进行比较分析。结果表明,经超声处理后,20个受试品种玉米淀粉的3项特性指标均有不同程度的提升,说明超声处理是一种可以提升玉米淀粉品质的良好加工方式。