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。     

不旱作与节水灌溉对小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性变化的影响

 【目的】通过对灌溉与旱作条件下不同品质类型小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性的研究，阐明不同灌溉制度下小麦淀粉积累的酶学机制。【方法】在灌溉和旱作两种栽培条件下，研究了两个小麦品种蔗糖代谢、籽粒淀粉积累及相关酶活性的变化特征。【结果】旱作栽培有利于增加小麦灌浆前中期淀粉积累速率、ADPG焦磷酸化酶（AGPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）和淀粉分支酶（SBE）的活性，表明旱作栽培能提高小麦籽粒灌浆前期生理活性、促进籽粒淀粉的合成与积累。通过比较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，淀粉积累速率与蔗糖合成酶（SS）、AGPase、SSS和GBSS的变化趋势一致，表明这些酶在淀粉合成中起重要作用，而源器官制造的光合产物的减少并不是抑制籽粒淀粉积累的因素。【结论】旱作栽培能提高小麦灌浆前、中期的淀粉积累速率和淀粉合成酶活性，在籽粒灌浆后期则显著降低淀粉积累速率及其酶活性，表明旱作栽培能使库活性增强，促进籽粒淀粉的合成与积累。     

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。     

氮素和钾素对小麦籽粒淀粉合成关键酶活性的影响

 【目的】阐明氮、钾施肥对小麦淀粉合成关键酶活性的影响。【方法】在大田栽培条件下，以两个品质类型不同的冬小麦品种‘宁麦9号’（弱筋）和‘扬麦10号’（中筋）为材料，研究氮、钾施肥对小麦籽粒中淀粉合成相关酶活性和淀粉含量的影响及其与开花期旗叶氮、钾营养的关系。【结果】与不施氮、钾肥的对照处理相比，氮、钾施肥明显提高了花后籽粒中的蔗糖含量及蔗糖合成酶（SS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）和束缚态淀粉合成酶（GBSS）的活性，提高了淀粉产量，但降低了总淀粉和支链淀粉含量，两小麦品种的表现基本一致，其中氮肥的作用大于钾肥，施氮降低了直链淀粉含量，施钾提高了直链淀粉含量，宁麦9号高于扬麦10号。【结论】相关分析表明，氮钾肥料配合提高开花期旗叶氮、钾营养并维持适宜的氮/钾比，是氮、钾施肥提高籽粒SSS和GBSS活性，进而促进小麦籽粒淀粉合成、改善籽粒品质的主要生理因素。施钾提高两小麦品种GBSS活性是直链淀粉含量提高的酶学基础。较高的SS、SSS和GBSS活性是弱筋品种宁麦9号较高淀粉含量的酶学保障。     

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。     

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。     

旱作与节水灌溉对小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性变化的影响

【目的】通过对灌溉与旱作条件下不同品质类型小麦籽粒淀粉积累及相关酶活性的研究，阐明不同灌溉制度下小麦淀粉积累的酶学机制。【方法】在灌溉和旱作两种栽培条件下，研究了两个小麦品种蔗糖代谢、籽粒淀粉积累及相关酶活性的变化特征。【结果】旱作栽培有利于增加小麦灌浆前中期淀粉积累速率、ADPG焦磷酸化酶（AGPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）和淀粉分支酶（SBE）的活性，表明旱作栽培能提高小麦籽粒灌浆前期生理活性、促进籽粒淀粉的合成与积累。通过比较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，淀粉积累速率与蔗糖合成酶（SS）、AGPase、SSS和GBSS的变化趋势一致，表明这些酶在淀粉合成中起重要作用，而源器官制造的光合产物的减少并不是抑制籽粒淀粉积累的因素。【结论】旱作栽培能提高小麦灌浆前、中期的淀粉积累速率和淀粉合成酶活性，在籽粒灌浆后期则显著降低淀粉积累速率及其酶活性，表明旱作栽培能使库活性增强，促进籽粒淀粉的合成与积累。     

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。     

甜质型与普通型玉米籽粒发育过程中糖代谢相关酶活性的比较

 对甜质型(Zea mays L. Seccharata Sturt)和普通型玉米（Zea mays L. Indentata Sturt）籽粒发育过程中蔗糖代谢和淀粉合成相关酶活性的变化动态进行了比较研究。结果表明，甜质型玉米籽粒发育过程中，蔗糖合成酶（SS）（包括合成与降解两个方向）和酸性蔗糖转化酶（Invertase）活性高于普通型玉米。甜质型玉米籽粒腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPG-PPase）、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UDPG-PPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）活性高于普通型玉米，而束缚态淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）和淀粉脱分支酶（SDE）活性低于普通型玉米，甜质型玉米SDE活性低是大量积累水溶性多糖（WSP）的直接原因，总淀粉积累量少和直链淀粉比例小是GBSS、SBE、SDE综合作用的结果。     

不同栽培模式下冬小麦灌浆过程中旗叶蔗糖代谢和籽粒淀粉积累特性

旨在研究4种不同栽培模式(当地传统栽培模式CM1、优化栽培模式CM2、高产栽培模式CM3和高效栽培模式CM4)对冬小麦灌浆过程中旗叶蔗糖代谢和籽粒淀粉合成的影响。测定旗叶中可溶性糖和蔗糖的质量分数、蔗糖磷酸化酶(Sucrose phosphate synthase,SPS)和蔗糖合成酶(Sucrose synthase,SS)的活性、籽粒中淀粉质量分数、结晶态淀粉合成酶(Granule-Bound starch synthase,GBSS)和可溶性淀粉合成酶(Soluble starch synthase,SSS)的活力,并计算籽粒中淀粉的累积速率。结果表明,旗叶中可溶性糖和蔗糖的质量分数及蔗糖代谢相关酶的活性都呈现单峰变化的趋势,旗叶中可溶性糖和蔗糖的质量分数出现最大值的时间在开花后第30天,比蔗糖代谢相关酶(SS和SPS)活性最大值出现的时间晚6d;籽粒淀粉合成相关酶(SSS和GBSS)活性的最大值分别出现在花后第24天和30天。籽粒淀粉累积速率呈现出"慢-快-慢"的趋势,而籽粒中淀粉的质量分数随着灌浆过程的进行持续升高。在不同的小麦品种中,‘长旱58’在籽粒灌浆过程中旗叶的蔗糖代谢和籽粒淀粉积累都优于‘长武134’。在不同栽培模式下,以CM3中蔗糖向淀粉转化的酶的活性最高,可能是由于CM3施用有机肥,从而改善土壤的水分和养分状况,增加光合能力,缓解旗叶的衰老,提高籽粒积累光合同化物的能力,最终使CM3中籽粒的淀粉质量分数最高。     

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.     

灌浆结实期高温对杂交稻两优培九籽粒形成生理的影响

探讨灌浆结实期高温对杂交稻两优培九籽粒形成生理的影响.利用人工气候室在灌浆结实期进行高温(昼/夜温度为36.5℃/27.5℃)和适温(昼/夜温度为29.5℃/23.5℃)处理,对两优培九灌浆结实期籽粒质量、籽粒中直链淀粉和蛋白质质量分数及ADPG焦磷酸化酶(ADPGPase)、颗粒结合型淀粉合成酶(GB-SS)、谷草转氨酶(GOT)和谷丙转氨酶(GPT)活性进行分析.结果表明,在高温条件下,籽粒直链淀粉积累快,粒质量增长快,成熟后籽粒质量和直链淀粉质量分数较适温条件下低,而蛋白质质量分数较适温条件下高.在高温条件下,籽粒中ADPGPase和GBSS活性在始花后前10d活性较适温条件下高,始花10d后迅速下降；GOT和GPT活性先升后降,均在始花后10 d出现峰值.在适温条件下,籽粒中ADPGPase和GBSS活性在始花后13d达到其活性高峰值,GOT和GPT活性均呈缓慢下降趋势,但始花13d后ADPGPase、GBSS、GOT和GPT活性均不同程度地高于高温处理.可见,在灌浆中后期,相对低的日均温度有助于提高两优培九籽粒中ADPGPase、GBSS、GOT和GPT活性和改善稻米品质.     

灌水处理对强筋小麦济麦20籽粒淀粉含量和相关酶活性及产量的影响

在山东兖州小孟镇王海村大田,以强筋小麦品种济麦20为材料,设置4个灌水处理,即全生育期不灌水(W0)、冬水+拔节水(W1)、冬水+拔节水+开花水(W2)、冬水+拔节水+开花水+灌浆水(W3),每次灌水60 mm,研究不同灌水处理对小麦籽粒淀粉及组分含量、淀粉合成相关酶活性、产量和水分利用效率的影响。结果表明:成熟期小麦籽粒中直链淀粉含量随灌水量增加而提高,支链淀粉含量则呈相反趋势;籽粒支链淀粉/直链淀粉含量的比例(支/直比值)为W0处理最高,随灌水量增加而降低。在冬水+拔节水基础上增加开花水和灌浆水的W2和W3处理,灌浆中后期籽粒中束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性升高,灌浆中后期籽粒中可溶性淀粉合成酶(SSS)活性降低。W1处理的籽粒总淀粉及淀粉组分产量最高,再增加灌水次数无显著提高或降低。     

Effect of Temperature on Rice Starch Biosynthesis Metabolism at Grain-Filling Stage of Early Indica Rice

The sucrose content, starch content and the ratio of amylose to total starch and the activitiesof six key enzymes, sucrose synthase (SS), soluble starch synthesis enzyme (SSS), ADPG pyrophosphorylase(ADPG-Ppase), granule-boundstarch synthase ( GBSS), starch branching enzyme (SBE) and debranchingenzyme (DBE), which involved in starch synthesis metabolism of developing rice grains and effect of tempe-rature on their activities were analyzed by using two early indica varieties Zhefu49 and Jiazao935 in phyto-trons, the daily average temperature was 22 and 32℃ , respectively. Results showed that the sucrose con-tent, the starch content, and the activities of enzymes such as SS, ADPG-Ppase, SSS, SBE, and DBEwere generally higher under the high temperature treatment (32℃)at the beginning stage as compared withthat under low temperature treatment (22℃). However, at the middle and late stages, there were greatdifferences in the change trend of some enzyme activities, and the association with the sucrose content andstarch content was very complicated. It could be found that the activities of SS and SSS under high temper-ature were always lower than that under Iow temperature, which was closely related to the variation of thesucrose content and starch-accumulating rate. Moreover, compared with ADPG-Ppase, the SS and SSS ac-tivities were more sensitive to temperature, indicating that SS and SSS were controlled by enzyme throughaffecting starch accumulating rate. Difference of the amylose/total starch ratio in developing grains between32 and 22℃ was significant and the lower amylose/total starch ratio was always lower in 32℃ , which wasclosely related to the lower activity level of GBSS. Therefore, it could be concluded that effect of tempera-ture on amylose/total starch was more attributable to GBSS rather than to SS, SSS, ADPG-Ppase, SBEand DBE.     

不同覆盖栽培糜子籽粒灌浆期淀粉酶活性变化

为研究糜子开花后籽粒灌浆期间淀粉合成相关酶活性的变化及淀粉积累特征,并分析两者之间的关系;探寻糜子在干旱地区的最佳覆盖栽培模式。以粳性糜子品种榆糜2号为材料,采用秸秆覆盖、起垄覆膜、双沟覆膜和全膜覆盖处理,并以露地栽培为对照,测定籽粒灌浆期间淀粉合成相关酶活性的变化及淀粉积累动态。结果表明,覆盖栽培糜子籽粒灌浆前、中期ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPP)、水溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合性淀粉合成酶(GBSS)及淀粉分支酶(Q酶)活性均显著高于露地栽培(P0.05),且籽粒淀粉积累速率较快,最终淀粉含量高于露地栽培,其中全膜覆盖效果最佳,其籽粒中支链淀粉积累量的增加率达16.62%(P0.05),直链淀粉增加率9.08%,千粒质量增加率6.16%(P0.05)。但覆盖栽培没有改变AGPP、SSS、GBSS和Q酶活性的变化趋势(单峰曲线),没有影响酶活性峰值出现时间,AGPP和GBSS峰值出现在花后20d左右,SSS和Q酶峰值出现在花后15d左右。相关分析表明,糜子籽粒支链淀粉与SSS和Q酶活性呈极显著正相关,与AGPP酶活性呈显著正相关;直链淀粉与GBSS和AGPP酶活性呈显著或极显著正相关;总淀粉积累速率与AGPP、GBSS、SSS和Q酶活性呈显著或极显著正相关。     

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。