补充灌溉和施氮对玉米籽粒淀粉粒粒度分布的影响

【目的】淀粉粒粒度分布是评价淀粉品质的一个重要因素,环境因素对淀粉粒粒度分布的影响较大,水分和氮肥是玉米高产优质栽培中的主要农艺措施。因此,明确补充灌溉和施氮对玉米籽粒淀粉粒粒度分布特征的影响及其与淀粉糊化特性、粒重和淀粉组分之间的关系,能为玉米淀粉品质调控提供理论依据,也有利于玉米淀粉的定向加工利用。【方法】以郑单958为供试材料,设置雨养（W1）与补充灌溉（W2）两个水分处理,其中补充灌溉处理以土壤含水量是否低于田间持水量的60%来确定是否灌水,以灌水后土壤含水量达到田间持水量的80%来确定灌水量,其计算公式为m=10ρbH（?i-?j）,式中m为补灌量（mm）,H为该时段补充灌溉深度（cm）,ρb为补充灌溉深度土壤容重（g•cm-3）,βi为目标含水量（田间持水量×目标相对含水量）,βj为自然含水量;按每生产100 kg籽粒耗氮3 kg,在67 500 株/hm2种植密度下产量达10 500 kg•hm-2的标准设计最高氮肥处理,即设0（N1）、160（N2）、320（N3）kg•hm-2 3个氮肥处理。采用激光衍射粒度分析仪测定成熟期玉米籽粒淀粉粒体积、数目和表面积分布特性,借助RVA仪测定淀粉糊化特性,采用双波长法测定淀粉组分含量,并对淀粉粒体积分布与糊化特性、粒重、产量及淀粉组分做相关性分析。【结果】玉米籽粒淀粉粒粒径分布范围为0.38-39.78 μm,其上限介于30.07-39.78 μm。淀粉粒的体积和表面积表现为三峰分布,参照小麦研究中以双峰曲线凹处为分界线的分类方法,以3.5 μm和7.4 μm为界线,将玉米淀粉粒分为小型（＜3.5 μm）、中型（3.5-7.4 μm）和大型（＞7.4 μm）三类。淀粉粒的数目表现为单峰分布,其中小型淀粉粒数目占总数的98%以上。增施氮肥及补充灌溉降低小型淀粉粒体积、表面积和数目的百分比,提高大型淀粉粒体积的百分比。施氮和补充灌溉增加玉米淀粉峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、回复值及籽粒产量、粒重、总淀粉和支链淀粉含量,降低峰值时间、糊化温度及直链淀粉含量和直/支比。直链淀粉含量、直/支比、峰值时间和糊化温度与小型淀粉粒的体积百分比呈极显著正相关,与大型淀粉粒的体积百分比呈极显著负相关;产量、粒重、支链淀粉和总淀粉含量、峰值黏度、谷值黏度、崩解值、最终黏度、回复值与小型淀粉粒的体积百分比呈极显著负相关,与大型淀粉粒的体积百分比呈（极）显著正相关。【结论】水分和氮肥处理显著影响淀粉粒的粒度分布和糊化特性,补充灌溉和施氮320 kg•hm-2时小型淀粉粒体积比最低,大型淀粉粒体积比最高,淀粉糊化特性最优。     

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。     

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。     

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。     

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。     

硫对不同品质类型春小麦籽粒淀粉及其组分的效应

以3个不同品质类型春小麦为材料,在不同氮水平下,研究施硫对籽粒总淀粉及其组分的调节效应。试验结果表明,不同施氮处理,获得最高籽粒总淀粉含量对硫的需求量各异。施硫对小麦籽粒淀粉组分具有调节作用,但这种调节作用的发挥要以一定氮水平为基础。在尿素60 kg/hm2或128 kg/hm(2 N60或N128)水平下施用硫肥有利于降低直链淀粉与支链淀粉的比例,改善淀粉组分。     

硫对春小麦籽粒淀粉及其组分的效应

以3个不同品质类型春小麦为材料,在不同氮水平条件下,研究施硫对籽粒总淀粉及其组分的效应。结果表明,不同施氮处理,获得最高籽粒总淀粉含量对硫的需求量各异。施硫对小麦籽粒淀粉组分具有调节作用,但这种调节作用的发挥要以一定氮水平为基础。在尿素60kg/hm2或128kg/hm2(N60或N128)条件下,施用硫肥有利于降低直链淀粉与支链淀粉的比例,改善淀粉组分。     

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。     

氮、磷、钾肥对高梁籽粒淀粉含量的影响

试验运用随机区组设计的方法对氮、磷、钾肥与高粱籽粒中淀粉含量的关系进行了研究。结果表明：适量施氮肥可显著提高籽粒中总淀粉、支链淀粉的含量,却降低了直链淀粉的含量;施磷肥有助于提高籽粒中总淀粉和支链淀粉的含量,不利于直链淀粉的积累;钾肥对籽粒中总淀粉和支链淀粉的积累有着显著的负向作用,而对直链淀粉有着正向作用。     

不同施氮时期对淀粉积累及淀粉合成相关酶类活性变化的研究

选用2个不同直链淀粉含量的杂交水稻组合,采用不同施氮期处理,对水稻开花后籽粒灌浆、淀粉积累、淀粉合成关键酶类活性及其之间的关系进行研究.结果表明,侧重后期施氮可以促进籽粒灌浆、增加粒重,同时还可适当提高稻米支链淀粉含量.不同施氮期处理条件下,与淀粉合成相关的3个关键酶的活性峰值出现的时间基本上未明显变化,但是酶活性大小及峰值高低有所不同,其中淀粉合成酶和ADPG焦磷酸化酶活性差异较大,而分支酶活性变化较小.侧重前期施氮有利于提高淀粉合成酶活性,而侧重后期施氮则可提高ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性.籽粒灌浆期淀粉合成酶平均活性及灌浆中、后期的ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性与籽粒灌浆速率及直链淀粉、支链淀粉积累速率呈显著或极显著正相关.ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性对直、支链淀粉含量变化均有同等重要的作用.侧重后期施氮处理有利于提高直、支链淀粉积累速率.     

模拟酸雨对小麦产量及籽粒蛋白质和淀粉含量及组分的影响

以宁麦13和徐麦31两种小麦(Triticum aestivum)品种为材料,通过盆栽试验研究了不同pH值酸雨对小麦产量和籽粒品质的影响。结果表明:模拟酸雨抑制了小麦的生长,减少了生物量的积累。pH值2.0酸雨处理后宁麦13的单穗粒数和单茎产量分别较对照下降了48.6%和56.7%,徐麦31则分别下降了31.2%和39.7%,差异显著。小麦籽粒主要营养成分对酸雨胁迫响应不同,酸雨处理提高了籽粒氨基酸、蛋白质含量,pH值2.0酸雨处理后,宁麦13和徐麦31小麦籽粒中氨基酸含量分别比对照高36.6%和30.9%,总蛋白含量分别比对照高20.6%和15.1%,均与对照差异显著。而小麦可溶性糖、淀粉和脂肪含量较对照降低,且总体表现为酸度增强变化幅度增大。不同蛋白组分也对酸雨胁迫反应不同,酸雨处理提高了籽粒中清蛋白和球蛋白含量,而降低了谷蛋白含量和谷/醇。pH值2.0的酸雨处理后,宁麦13和徐麦31的清蛋白含量较对照分别增加了13.1%和23.9%,但与对照差异不显著。酸雨胁迫降低了总淀粉和支链淀粉含量,宁麦13和徐麦31的pH值2.0酸雨处理总淀粉含量分别较对照下降了11.8%和20.2%,与对照差异显著,但对直链淀粉含量影响不明显。可见酸雨不仅影响小麦的产量,而且对品质也有明显影响。酸雨处理尽管提高了籽粒总蛋白含量,但降低了谷蛋白和谷/醇,降低了其加工品质。     

不同施氮时期对水稻淀粉积累及淀粉合成 相关酶类活性变化的研究

 选用2个不同直链淀粉含量的杂交水稻组合，采用不同施氮期处理，对水稻开花后籽粒灌浆、淀粉积累、淀粉合成关键酶类活性及其之间的关系进行研究。结果表明，侧重后期施氮可以促进籽粒灌浆、增加粒重，同时还可适当提高稻米支链淀粉含量。不同施氮期处理条件下，与淀粉合成相关的3个关键酶的活性峰值出现的时间基本上未明显变化，但是酶活性大小及峰值高低有所不同，其中淀粉合成酶和ADPG焦磷酸化酶活性差异较大，而分支酶活性变化较小。侧重前期施氮有利于提高淀粉合成酶活性，而侧重后期施氮则可提高ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性。籽粒灌浆期淀粉合成酶平均活性及灌浆中、后期的ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性与籽粒灌浆速率及直链淀粉、支链淀粉积累速率呈显著或极显著正相关。ADPG焦磷酸化酶和淀粉分枝酶活性对直、支链淀粉含量变化均有同等重要的作用。侧重后期施氮处理有利于提高直、支链淀粉积累速率。     

氮素对中筋小麦扬麦10号淀粉合成特性的影响

[目的]了解氮素运筹对中筋小麦淀粉合成调控的效应,为专用小麦优质、高产、高效栽培提供措施依据。[方法]以优质中筋小麦扬麦10号为材料,测定不同氮素运筹下小麦籽粒中淀粉含量以及小麦面粉的黏度特性。[结果]低氯水平下,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量、积累量和积累速率均呈上升趋势;氮肥施用后移,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量下降,但积累量和积累速率上升。[结论]中筋小麦栽培应降低总氮肥施用量,控制中后期施氮量并使氮肥后移。     

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。     

Changes in Starch Accumulation and Activity of Enzymes Associated with Starch Synthesis of Rice at Different N Supplying Dates

The changes in grain-filling, starch accumulation and activity of enzymes associated with starch synthesis in two different hybrid rice varieties were analyzed at different N supplying dates (earlier-date-emphasized, mean-date-emphasized and later-date-emphasized). The results showed that the N application of later-date-emphasized could promote grain-filling rate, increase grain weight and amylopectin content. The peak of activity in three enzymes of ADPglusoce pyriphosphorylase (ADPG), starch synthesis enzyme (SSS) and starch branching enzyme (SBE) in grains of two different rice varieties was not changed obviously, but the mean and maximum activity of these three enzymes changed, and the changes of SSS and ADPG were bigger than that of SBE as N supplying date changed. The N application of earlier-date-emphasized increased SSS activity and the N application of later-date-emphasized increased ADPG and SBE activities. The mean SSS activity during whole grain-filling period, and ADPG and SBE activities at middle and late period of grain-filling were significantly or very significantly correlated with grain-filling rate and accumulating rate of amylose and amylopectin. Both of ADPG and SBE played an equal important role in the changes of amylose and amylopectin content. The N application of later-date-emphasized increased amylose and amylopectin accumulating rate.     

施氮量对小麦籽粒蛋白质组分含量及加工品质的影响

 研究了氮肥用量对不同小麦品种籽粒蛋白质组分含量变化及加工品质的影响 ,分析了蛋白质各组分含量和比例与加工品质的关系。结果表明 ,增施氮肥能够显著提高籽粒蛋白质各组分的含量 ,但对各组分含量提高的幅度存在差异 ,其中清蛋白、球蛋白和谷蛋白随着施氮量的增加 ,所占的比例升高 ,而醇溶蛋白和剩余蛋白则随着施氮量的增加 ,所占比例下降。增施氮肥能够显著提高湿面筋含量和沉降值 ,延长面团形成时间和稳定时间 ,提高吸水率。面团吸水率、形成时间和稳定时间与麦谷蛋白含量均呈极显著正相关。发现增施氮肥提高了小麦籽粒蛋白质含量并改变了蛋白质各组分所占的比例 ,增施氮肥是改善小麦加工品质的重要原因。     

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。     

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。     

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。     

灌浆期遮光对糯小麦和非糯小麦淀粉组分及理化特性的影响

【目的】揭示灌浆期遮光对糯小麦和非糯小麦籽粒淀粉理化特性影响的差异,探讨籽粒淀粉组分与理化特性的内在联系。【方法】大田条件下,选用非糯小麦品种轮选987和糯小麦品种农大糯50222,分别于灌浆前期(花后1—10 d)、灌浆中期(花后11—20 d)和灌浆后期(花后21—30 d)遮去60%的光合有效辐射处理,以大田自然光强为对照(CK),研究灌浆期遮光对糯小麦和非糯小麦籽粒淀粉组分和理化特性的影响。【结果】灌浆期遮光显著降低小麦籽粒总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量,其中灌浆前期遮光降低幅度最大,而灌浆后期最小,且弱光对轮选987总淀粉含量的影响大于农大糯50222。灌浆期遮光轮选987直/支比值增大;而农大糯50222的直/支比值在灌浆前期和中期遮光后减小,灌浆后期遮光无变化;灌浆前期和后期遮光显著提高轮选987淀粉B型淀粉粒的体积、表面积和数目比例,降低A型淀粉粒的体积、表面积和数目比例,而灌浆中期遮光则呈相反趋势。灌浆期遮光均显著提高了农大糯50222淀粉B型淀粉粒的体积、表面积和数目比例,降低了A型淀粉粒的体积、表面积和数目比例。灌浆期遮光两小麦淀粉的相对结晶度呈降低趋势,遮光对其影响程度随遮光时期的延迟而减小,且农大糯50222淀粉的相对结晶度显著大于轮选987。灌浆前期和灌浆中期遮光降低了轮选987淀粉的峰值黏度、谷值黏度、最终黏度和稀懈值。灌浆各时期遮光均降低了农大糯50222淀粉的上述指标,但仍高于轮选987。相关性分析表明,直链淀粉含量、直支比值与最终黏度、反弹值、峰值黏度、谷值黏度及糊化时间呈显著负相关,支链淀粉含量与其呈显著正相关。B型淀粉粒的体积比例与最终黏度和反弹值呈显著负相关。B型淀粉粒表面积比例和相对结晶度、最终黏度、反弹值、糊化时间呈显著正相关,与糊化温度呈显著负相关。【结论】灌浆期遮光改变了小麦胚乳淀粉组分、粒度分布、相对结晶度及其主要糊化特征参数。小麦胚乳淀粉组分与晶体特性和糊化特性之间均存在明显的相关性,表明遮光影响了小麦淀粉组分,间接影响了其理化特性。