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。     

不同类型土壤对郑麦9023籽粒淀粉积累及相关酶活性的影响

【目的】在池栽条件下，研究灰潮土、水稻土、砂姜黑土对强筋小麦郑麦9023籽粒灌浆过程中淀粉及其组分积累动态和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）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉粒结合淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）5个与淀粉合成有关的酶活性变化的影响。【方法】试验采用双波长法测定了籽粒中淀粉及其组分含量的变化动态，参照Douglus等的方法测定AGPP、UGPP酶活性，以及SSS、GBSS、SBE酶活性。【结果】不同类型土壤上籽粒灌浆过程中支链淀粉的合成是与直链淀粉的合成同时进行的，而且灌浆中后期支链淀粉的合成要比直链淀粉的合成快。灰潮土上籽粒中支链淀粉和总淀粉积累速率均显著高于其它两种类型土壤。籽粒中AGPP、UGPP、SSS、GBSS、SBE活性均呈单峰曲线变化，AGPP、UGPP、SSS、SBE花后18 d达到峰值，而GBSS则在花后24 d达到峰值。AGPP、SSS、SBE峰值表现为灰潮土＞水稻土＞砂姜黑土，UGPP峰值表现为灰潮土＞砂姜黑土＞水稻土，GBSS峰值则表现为水稻土＞灰潮土＞砂姜黑土。【结论】灰潮土和水稻土有利于强筋小麦籽粒中淀粉的积累。灰潮土、水稻土和砂姜黑土上强筋小麦籽粒中AGPP、UGPP、SSS、SBE活性与籽粒支链淀粉的合成密切相关。     

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。     

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。     

小麦籽粒淀粉合成酶基因表达、相应酶活性及淀粉积累三者的关系

为研究小麦籽粒淀粉形成的机制,以秦麦11为试验材料,对小麦籽粒灌浆期淀粉合成酶基因表达、相应酶活性及淀粉积累变化进行了研究。结果表明,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因(AGPase)、束缚态淀粉合成酶基因(GBSSI)、可溶性淀粉合成酶基因(SSS)、淀粉分支酶基因(SBE)表达均呈单峰曲线变化,AGPase和SSS基因于花后12 d左右相对表达量最大,GBSSI和SBE基因于花后15 d左右相对表达量最大。4种淀粉合成酶活性变化趋势一致,花后25 d或30 d之前呈上升趋势,之后急剧下降。淀粉及其组分积累量随着灌浆的进行呈不断上升趋势。直、支链淀粉及总淀粉积累速率峰值在花后25 d或30 d。相关分析表明,AGPase、SSS、SBE基因在花后15 d相对表达量与相应酶活性间呈极显著正相关,而GBSS基因的相对表达量与GBSS活性间未检测到相关。暗示AGPase、SSS、SBE基因在籽粒淀粉合成过程中可能属于转录水平调控,而GBSSI基因可能属于转录后调控。4种淀粉合成酶活性与直、支链淀粉及总淀粉积累速率均呈极显著正相关,说明这几种酶对淀粉合成共同起作用。     

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。     

水分胁迫下糜子籽粒淀粉合成关键酶及与灌浆特性的关联

以‘榆糜2号’为材料,采用盆栽试验,以正常供水为对照,研究拔节期中度和重度水分胁迫、抽穗期中度和重度水分胁迫对糜子籽粒淀粉合成关键酶活性变化和籽粒灌浆特性。结果表明:水分胁迫抑制糜子籽粒灌浆过程中的淀粉分支酶(Q酶)、蔗糖合成酶(SS)、ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)3种酶活性,不同胁迫程度相比,重度水分胁迫对淀粉合成关键酶活性影响较大,中度水分胁迫次之;不同胁迫时期相比,拔节期水分胁迫对淀粉合成关键酶活性影响较大,抽穗期水分胁迫次之。3个酶的变化与籽粒灌浆动态相关联,Q酶和蔗糖合成酶活性峰值出现的时间在糜子籽粒最大灌浆速率出现的时间之后,AGPP最高活性出现的时间提前或同步于最大灌浆速率的时间。相关分析表明,Q酶、SS和AGPP活性与平均灌浆速率和最大灌浆速率均呈显著或极显著正相关。可见,水分胁迫使糜子籽粒淀粉合成关键酶活性受到抑制,从而导致籽粒灌浆速率和产量降低。     

玉米籽粒淀粉积累及相关酶活性分析

【目的】分析玉米籽粒发育过程中灌浆速率、蔗糖代谢、淀粉积累及相关酶活性的变化,了解玉米籽粒淀粉积累的控制机理。【方法】以高淀粉玉米（费玉3号）和普通玉米（豫玉22）为材料,进行大田试验,采用比色法测定蔗糖含量,采用双波长法测定淀粉及其组分含量的变化动态,参照Douglas等的方法测定蔗糖合成酶（SS）活性,参照Nakamura等的方法测定腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGPPase）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）和去分支酶（DBE）的活性。【结果】灌浆速率、蔗糖含量、淀粉积累速率及SS、GBSS、SBE活性的高低均存在明显的基因型差异,授粉后10 d后,费玉3号上述指标均高于豫玉22。相关性分析表明,灌浆中后期SS活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率均呈（极）显著正相关;ADPGPPase、DBE活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率的相关性未达到显著水平;GBSS活性与直链淀粉积累速率呈极显著正相关,与籽粒灌浆速率相关性不显著;SBE活性与支链淀粉积累速率和籽粒灌浆速率呈极显著正相关。【结论】ADPGPPase和DBE不是影响玉米籽粒中淀粉积累的关键酶;SS是淀粉积累的限速因子;GBSS对直链淀粉积累起重要的调节作用;SBE对支链淀粉积累起关键作用。     

不同株型玉米籽粒淀粉积累及相关酶活性的研究

【目的】研究不同株型玉米籽粒和穗位叶代谢底物、淀粉积累及相关酶活性的变化动态,同时探讨各种酶活性与淀粉含量的关系。【方法】以“先玉335”(紧凑型玉米品种)和“农大518”(平展型玉米品种)为试验材料,于授粉后10 d每隔5 d取植株的穗位叶及相应果穗中部籽粒,分别测定穗位叶蔗糖含量、磷酸蔗糖合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)活性,以及籽粒2种焦磷酸化酶(ADPGPPase、UDPGPPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性及直链和支链淀粉含量。【结果】2个玉米品种的穗位叶SS活性在整个灌浆期呈现单峰曲线变化趋势,授粉后35～40 d,“先玉335”的SS活性显著高于“农大518”;“先玉335”的SPS活性则在授粉后25~35 d显著高于“农大518”。在整个灌浆期,2个玉米品种籽粒ADPGPPase、UDPGPPase、SSS和GBSS活性的变化均呈单峰曲线,其中“先玉335”籽粒ADPGPPase和UDPGPPase活性峰值出现的时间均比“农大518”晚5 d左右;在整个灌浆期,2个玉米品种籽粒SSS活性和直链淀粉含量无显著差异;在授粉后35～40 d,“先玉335”籽粒ADPGPPase、UDPGPPase、GBSS活性和支链淀粉含量显著高于“农大518”。相关分析表明,玉米穗位叶SS活性与籽粒ADPGPPase、UDPGPPase活性呈显著正相关;穗位叶SPS活性与籽粒SSS活性、直链淀粉含量呈显著正相关;籽粒GBSS活性与SSS和UDPGPPase活性、直链淀粉含量及穗位叶SS、SPS活性均呈显著正相关。【结论】“先玉335”源的光合产物比“农大518”能够更有效地向库端运输和分配;籽粒淀粉含量是各种酶综合作用的结果。     

不同专用类型小麦品种籽粒淀粉积累特性的研究

对不同专用类型小麦品种籽粒淀粉积累动态、淀粉合成酶活性进行研究,结果表明:不同专用类型小麦籽粒中直、支链淀粉及总淀粉积累量和积累速率以及四种淀粉合成酶(腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE))活性大小顺序均表现为中优9507>扬麦16>扬麦15>Wx13,其中糯小麦Wx13直链淀粉积累量、积累速率以及GBSS酶活性显著低于非糯小麦。     

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.     

花后干旱和渍水下氮素供应对小麦籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响

 防雨池栽条件下，设置渍水、干旱和对照3个水分处理，每个水分处理下再设置2个施氮水平，研究了花后渍水和干旱逆境下氮素对两个籽粒蛋白质含量不同的小麦（Triticum aestivum L.）品种籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响。研究结果表明，与对照相比，花后干旱和渍水均降低旗叶谷氨酰胺合成酶（GS）和谷丙转氨酶（GPT）活性，但水分逆境下增施氮肥可以提高旗叶磷酸蔗糖合成酶（SPS）、GS和GPT活性。灌浆期籽粒-蔗糖合成酶（SS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、结合态淀粉合成酶（GBSS）、GS和GPT活性均呈下降趋势，水分逆境下小麦籽粒SS和GS活性降低，干旱提高GPT活性，而渍水使其降低。土壤水分适宜或亏缺条件下增施氮肥可以提高籽粒SS活性，而渍水下增施氮肥降低SS活性。干旱和渍水下增施氮肥可以提高籽粒SSS、GBSS、GS和GPT活性。干旱处理提高直链淀粉积累速率和蛋白质含量，而渍水使其降低。土壤干旱和渍水下增施氮肥降低直链淀粉和支链淀粉积累速率，提高了蛋白质含量，且适宜水分或亏缺条件下增施氮肥可以提高蛋白质积累量，而渍水下增施氮肥不利于蛋白质积累。     

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。     

藁城8901和山农1391淀粉合成酶活性和淀粉组分积累特征的比较

 选用藁城8901（强筋）和山农1391（弱筋）两个小麦品种，比较研究了其小麦蔗糖代谢、淀粉合成相关酶活性的变化及淀粉组分的积累特征。结果表明，蔗糖合成酶（SS）、磷酸蔗糖合成酶（SPS）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGPPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）活性以及蔗糖积累量的高低均存在明显的基因型差异，淀粉积累量较高的弱筋品种山农1391显著高于淀粉积累量较低的强筋品种藁城8901。而结合态淀粉合成酶（GBSS）活性与两品种籽粒直链淀粉积累量的变化情况相吻合，小麦籽粒灌浆中后期的GBSS活性对直链淀粉终积累量的调节作用大于籽粒灌浆前期。用Richards方程模拟籽粒直链淀粉和支链淀粉的积累过程发现，直链淀粉和支链淀粉终积累量的高低取决于其积累启动时间的早晚和前期积累速率的高低，而不是积累持续期的长短。通过比较两品种蔗糖转化量、淀粉积累速率与蔗糖和淀粉代谢相关酶活性的变化趋势可以看出，蔗糖转化量与SSS和GBSS的变化趋势一致；淀粉积累速率与ADPGPPase活性和SS/SPS活性比率的变化趋势一致，而与SS 、SPS、SSS或GBSS活性的变化并不吻合，说明籽粒中淀粉积累速率及其组分积累量的高低与SS、SPS、SSS和GBSS单个酶活性的高低并不存在必然联系，而与ADPGPPase活性和籽粒中蔗糖合成与降解的平衡密切相关。     

Activities of the Enzymes Involved in Starch Synthesis and Starch Accumulation in the Grains of Wheat Cultivars, GC8901 and SN1391

Two wheat cultivars, GC8901 (hard winter wheat) and SN1391 (soft winter wheat), were used for investigating the changes of enzyme activities for sucrose metabolism and starch biosynthesis and the accumulation character of starch composition.The result showed that activities of sucrose (SS), sucrose-phosphate synthase (SPS), adenosine diphosphorate glucose pyrophrylase (AGPase) and soluble starch syntheses (SSS) of 1391, which have more starch, were significant higher than those of 8901, that with low starch content. But the changing of granule-bound starch synthase (GBSS) activity was consistent with the amylose content, which indicated that amylose contents in grain were determined by GBSS activity,especially the activity at later grain filling stages. Simulating with Richards equation showed that it was initiating time and accumulation rate, but not accumulation duration that determined the content of starch composition. Furthermore, changing of sucrose transport capacity was consistent with SSS and GBSS activities, starch accumulation rate was accordant to AGPase and SS/SPS ration, not SS, SPS, SSS or GBSS activities. The results suggested that there was no inevitable relation of starch accumulating rate and starch composition contents with the activity of single enzyme such as SS, SPS,SSS or GBSS, but closely related to AGPase activity and SS/SPS ratio, and it was SPS and AGPase that play a vital role in the biosynthetic pathway. Later polymerization reactions catalyzed by SSS and GBSS don't seem to control the rate of starch accumulation, but do affect starch structure.     

不同糯性高粱胚乳淀粉形成与积累过程的酶学调控机制及显微结构变化

【目的】高粱是酿造白酒和食醋的主要原料,其淀粉组成和结构是影响高粱酿造品质的主要指标。通过研究淀粉积累过程中相关酶活性和淀粉粒超微结构的变化动态,解析高粱淀粉合成与积累的酶学调控机制,了解不同糯性高粱胚乳淀粉的超微结构特点,以期为酿造高粱的优质育种和栽培技术研究提供理论依据。【方法】以辽粘3号、辽杂19和辽杂10号3种不同糯性的高粱品种籽粒为研究对象,利用酶学及扫描电镜技术检测淀粉积累过程中相关酶活性的变化,观测淀粉积累过程中淀粉粒的形成过程及结构特征,利用相关分析研究淀粉合成过程中相关合成酶类的调控作用。【结果】淀粉合成过程中,不同胚乳类型高粱的尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UDPG）、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPG）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、结合态淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）、淀粉去分支酶（DBE）活性均呈单峰曲线变化趋势;糯高粱结合态淀粉合成酶（GBSS）活性呈单峰曲线变化趋势,粳高粱、半粳半糯高粱则表现双峰曲线变化趋势。UDPG、ADPG、SSS活性与直链淀粉、支链淀粉积累速率显著正相关,SBE、DBE活性与支链淀粉积累速率呈显著正相关,GBSS活性与粳高粱、半粳半糯高粱直链淀粉积累速率呈显著正相关,与糯高粱直链淀粉积累速率表现正相关的趋势,但相关不显著。不同胚乳类型高粱淀粉粒的充实过程表现相似变化趋势,在开花后的14—35 d充实较快。糯高粱的淀粉粒较小,直径在10 μm以内,内部有圆孔型或楔形空洞。粳高粱淀粉粒较大,呈不规则球形,内部空洞极少。半粳半糯型高粱淀粉粒粒径分布较广,多数分布楔形或星形空洞,少部分无空洞。【结论】UDPG、ADPG、SSS是调控淀粉合成的关键酶,GBSS、SBE、DBE是调控淀粉组分比例的关键酶,SBE、DBE活性高是糯高粱支链淀粉含量高的主要原因,不同淀粉组分比例可能是影响淀粉粒结构的主要因素。