小麦淀粉粒蛋白表达差异及其与淀粉糊化特性的关系

为探明小麦淀粉粒蛋白与淀粉糊化特性的关系,对河南省18个主栽小麦品种淀粉粒蛋白进行分离,并对淀粉粒蛋白类型、淀粉含量、糊化特性参数进行了研究.结果表明,18个小麦品种分离出了8种主要的淀粉粒蛋白,9种组合带谱,并以组合类型Ⅰ和组合类型Ⅶ所占比例最高,为55.56%,均表现为7条谱带.通过对淀粉粒蛋白条带数量以及谱带光密度总量和淀粉特性的相关性分析表明,淀粉粒蛋白光密度总量和直链淀粉含量、峰值黏度、低谷黏度、最终黏度呈显著负相关,表明淀粉粒蛋白表达量影响淀粉的糊化特性.同时选取6个小麦品种,分别采用盐、SDS、蛋白酶对淀粉进行处理后,淀粉峰值黏度显著提高,其中以盐处理提高幅度最大,且不同处理之间差异达显著水平.对处理后淀粉粒蛋白进行电泳分析表明,处理后的条带明显减少,说明处理后小麦淀粉粒蛋白含量下降.综合试验结果,不同小麦品种淀粉粒蛋白表达存在差异,同时淀粉粒蛋白表达量高低影响淀粉峰值黏度.     

花后干旱对小麦胚乳淀粉粒发育和理化特性的影响

我国小麦主产区在籽粒灌浆期往往频发干旱,常导致小麦产量下降和品质变劣。为了解花后干旱对小麦籽粒淀粉粒发育及淀粉理化特性的影响,以中强筋小麦新冬20号和新冬23号为供试材料,在花后干旱胁迫下对小麦籽粒灌浆过程中淀粉粒形态、粒径、淀粉降解酶活性以及淀粉相对结晶度、持水力、膨胀势、溶解度和破损淀粉粒含量进行了研究。结果表明,花后干旱处理下两个参试小麦品种的淀粉粒基本形态未发生明显变化。对比新冬20号,花后干旱对新冬23号淀粉粒的形成、发育影响更大。花后干旱处理下,新冬20号和新冬23号胚乳中的淀粉降解酶活性均在灌浆后期达到峰值,花后35 d时,籽粒淀粉降解酶活性均明显高于同时期的对照。花后干旱未改变参试小麦品种淀粉粒的结晶类型,但降低了其相对结晶度。花后干旱处理的新冬23号籽粒中淀粉粒的持水力和破损淀粉含量显著低于对照。试验说明花后干旱胁迫影响了小麦籽粒灌浆过程中淀粉降解酶活性,进而作用于淀粉粒的表观结构,最终对淀粉粒的理化特性产生影响,影响程度与参试小麦品种的遗传特性有关,干旱敏感型品种受其影响更为明显。     

灌浆期高温对冬小麦淀粉粒发育的影响

为探讨灌浆期高温对小麦籽粒中淀粉粒发育的影响,选用新疆主栽的冬小麦品种新冬20号和新冬23号为试验材料,在籽粒灌浆期设2个昼夜温度水平(24/17℃,37/28℃),研究高温对小麦籽粒发育、淀粉粒表观特性、淀粉合成关键酶活性以及淀粉降解酶活性的影响。结果表明,花后灌浆期高温胁迫使两个参试小麦品种籽粒灌浆进程缩短、籽粒瘦瘪,粒重明显下降。高温胁迫影响了A-和B-型淀粉粒的发育进程,从花后14 d开始淀粉粒表面出现孔洞,成熟期B-型淀粉粒数量明显减少。两个参试小麦品种籽粒中淀粉合成关键酶活性对高温的耐受性不同,新冬23号受影响较大。高温处理下两个小麦品种的AGPase和SSS酶活性峰值出现时间提前,SS酶活性明显降低;灌浆后期籽粒α-淀粉酶活性明显增强。花后高温胁迫打破了小麦籽粒灌浆过程中淀粉合成酶和降解酶之间的平衡,α-淀粉酶活性增强导致淀粉粒表面出现孔洞,最终影响淀粉的品质。     

稻茬晚播小麦胚乳淀粉粒度分布的粒位差异

为研究稻茬晚播小麦胚乳淀粉粒分布的粒位差异,以小麦品种山农1391和藁城8901为材料,设适期播种和晚播2种播期处理,研究小麦强势、弱势籽粒胚乳淀粉粒粒度分布特征。结果表明,小麦强、弱势籽粒中均具有A、B型淀粉粒,但淀粉粒的分布因不同处理具有显著差异。不同小麦品种、播期和粒位下,淀粉粒的体积分布均呈双峰分布,峰值分别为4.878~6.453μm和21.7~23.82μm;淀粉粒数目分布呈单峰分布,峰值为0.520~0.571μm。藁城8901的B型淀粉粒的体积、数目、表面积占比均显著高于山农1391;山农1391的A型淀粉粒的体积、数目、表面积百分比显著高于藁城8901。晚播处理使小麦B型淀粉粒占比显著升高,A型淀粉粒占比显著降低;弱势粒中B型淀粉粒占比降低,A型淀粉粒占比显著上升。晚播处理对山农1391的影响大于藁城8901。     

小麦胚乳 A、B 型淀粉粒发育特征及黏度特性

利用扫描电镜对4个小麦品种不同发育时期籽粒自然断面和分离提纯的A、B型淀粉粒进行观察,并采用黏度糊化仪对小麦面粉和成熟小麦胚乳A、B型淀粉粒分别进行黏度测定.电镜扫描结果显示,小麦授粉3d有凝胶状物质产生于造粉体内壁,6d可明显看到部分造粉体被淀粉粒充满,此时淀粉粒雏形已现,9d淀粉粒体积增大,基本充满所有造粉体,12d前观察到的均为A型淀粉粒,15d有B型淀粉粒出现,18d以后造粉体被完全破坏降解,只留存有A、B型淀粉粒和各自表面的结合蛋白.这说明12d前是A型淀粉粒形成时期,后逐渐形成B型淀粉粒.黏度糊化测定结果表明,A、B型淀粉粒糊化后呈天蓝色,而面粉糊化后呈白色.其次,所测小麦样品糊化焓变和峰值黏度大小表现为B型淀粉粒＞A型淀粉粒＞小麦面粉.     

糯小麦籽粒淀粉粒度分布特征

为进一步加深对糯小麦淀粉特性的认识,选用2个糯小麦和2个普通非糯小麦品种为材料,利用激光粒度分析仪分析了糯小麦完熟籽粒中淀粉的粒度分布特征,及其与普通非糯小麦品种的差异。结果表明,糯小麦淀粉粒的粒径分布范围为1.0~43.7 μm,不同粒径淀粉粒的数目比例分布呈单峰曲线变化,体积和表面积分布均呈双峰曲线变化;糯小麦籽粒中存在2种类型淀粉粒,即A型大淀粉粒（直径≥10 μm）和B型小淀粉粒（直径<10 μm）,B型淀粉粒的数目、体积和表面积比例均高于A型淀粉粒。与普通非糯小麦相比,糯小麦籽粒中B型小淀粉粒的数目、体积和表面积比例较高,淀粉粒的平均粒径和中位粒径较大。糯小麦与普通非糯小麦不同粒径淀粉粒的数目、体积和表面积比例分布曲线存在差异。糯小麦B型淀粉粒处的峰高显著高于普通非糯小麦,A型淀粉粒处的峰值低于后者。糯小麦体积和表面积分布中B型淀粉的峰值粒径显著小于普通非糯小麦。     

磷肥对玉米子粒淀粉粒度分布特性与黏度参数的影响

以玉米品种中单909为材料,设置2个氮素水平、3个磷素水平,分析玉米子粒的淀粉粒度分布特征和黏度参数的变化及之间的关系。结果表明,玉米子粒淀粉粒体积、表面积分布基本呈双峰曲线,数目分布呈单峰曲线;玉米子粒胚乳中绝大多数为小型淀粉粒。在不同施氮条件下,施磷60～120 kg/hm~2范围内,随着磷水平增加,玉米子粒中、小型淀粉粒体积百分比显著降低,大型淀粉粒体积百分比增加,说明磷素有利于大型淀粉粒体积所占比例的提升。随着施磷水平提高,玉米淀粉峰值黏度、低谷黏度与最终黏度显著提高。相关分析表明,玉米淀粉峰值黏度、低谷黏度与最终黏度等黏度参数与大型淀粉粒体积百分比呈显著正相关,与中、小型淀粉呈显著负相关。磷素通过影响胚乳淀粉粒度分布,即增加大型淀粉粒比例,进而提高了玉米淀粉峰值黏度等黏度参数。     

施氮水平对小麦籽粒淀粉粒分布与加工品质的影响

为明确施氮对小麦淀粉粒分布与加工品质的影响,选用强筋小麦藁城8901和弱筋小麦豫麦50为材料,分析了不同施氮水平下小麦籽粒淀粉粒分布特征与部分加工品质指标。结果表明,适量施氮(240kg.hm-2)显著提高籽粒B型淀粉粒体积百分比,过量施氮(360kg.hm-2)时小麦籽粒B型淀粉粒体积百分比降低。施氮水平对两个小麦品种籽粒A、B型淀粉粒数目百分比无显著影响。在施氮0～240kg.hm-2范围内,增施氮肥可以提高籽粒直、支链淀粉积累量,而过量施氮不利于籽粒直、支链淀粉的积累。小麦湿面筋、沉淀值、面团形成时间和稳定时间等参数与A型淀粉粒体积百分比呈显著负相关,与B型淀粉粒体积百分比呈显著正相关。适量施氮能使强筋小麦加工品质变优;增施氮肥导致弱筋小麦加工品质变劣。     

种植密度对小麦胚乳淀粉粒度分布特征及产量的影响

为研究种植密度对小麦胚乳淀粉粒度分布特征的调控效应,选用2个冬小麦品种(京冬8号和京冬11号),设计4个密度水平(210、300、390、480株·m-2),利用激光衍射粒度分析仪(LS13320)测试分析了提纯淀粉粒的数目、体积和表面积分布特征.结果表明,京冬8号在基本苗390株·m-2的条件下,胚乳淀粉粒度分布呈3峰曲线变化,其他3个密度处理呈双峰曲线变化;京冬11号在低密度(210株·m-2)情况下胚乳淀粉粒度分布呈双峰曲线变化,密度提高后则呈3峰曲线变化.随着种植密度的提高,小麦胚乳淀粉中A型淀粉粒的含量、淀粉粒的平均粒径和中位粒径均呈增大趋势,但当密度增大到一定程度后上述参数降低.     

小麦胚乳A、B型淀粉粒分离纯化方法研究

为了能够准确研究小麦籽粒胚乳中A、B型淀粉粒的形成机理、化学组分及理化特性,对前人分离提纯A、B型淀粉粒的方法进行改进,提出了适于小麦A、B型淀粉粒分离提纯的常量法和微量法。用4个不同淀粉含量类型的小麦品种籽粒对此方法进行验证,结果表明4个品种A、B型淀粉粒在常量法中的分离纯度分别达到79.46%~85.23%和90.27%~96.43%,在微量法中的分离纯度分别达到92.68%~96.70%和96.48%~99.00%。在常量法和微量法中,A型淀粉粒的分离纯度与品种淀粉含量成正相关, B型淀粉粒分离纯度与品种淀粉含量成负相关;而A、B型淀粉粒在两种方法中的分离产率与品种淀粉含量没有显著关系。     

小麦淀粉的粒度分布、组分及糊化特性对氮硫肥的响应

为明确氮硫肥对小麦淀粉粒度分布及主要理化特性的影响,以强筋小麦品种西农9718和中筋品种陕农138为材料,采用不同氮硫肥水平进行处理,系统分析了小麦A、B淀粉的粒度分布、淀粉组成、膨胀势及糊化特性对氮硫肥的响应。结果表明,强筋和中筋小麦品种的淀粉粒度分布基本一致。A淀粉粒体积分布占总淀粉的74.95%～75.43%,但淀粉粒数量远少于B淀粉粒。A淀粉的直链淀粉、峰值黏度、低谷黏度、崩解值、最终黏度以及回生值高于B淀粉,而B淀粉有更高的支链淀粉、膨胀势和糊化温度。不同氮硫肥处理改变了小麦淀粉的粒度分布,进而影响淀粉的组成和糊化特性。在施氮(230kg.hm-2)条件下,强筋品种西农9718和中筋品种陕农138的A、B淀粉分别在硫肥施用量为46和56kg.hm-2时有较低的直链淀粉含量、较高的膨胀势及较好的糊化特性。陕农138淀粉的粒度分布、组成及糊化特性对氮硫肥的响应比西农9718更敏感。适当的氮、硫肥配施有利于改善小麦的淀粉品质。     

脂肪酸对小麦淀粉糊化特性及热特性的影响

为了解脂肪酸对小麦淀粉糊化特性和热特性的影响,在小麦淀粉中分别添加月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸,采用快速黏度分析仪(RVA)、X-射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)对淀粉-脂质复合物糊化特性、晶体结构和热特性进行分析。结果表明,小麦淀粉与四种饱和脂肪酸所形成的复合物的晶体结构均为V型晶型。加入脂肪酸后小麦淀粉的峰值黏度、热浆黏度和崩解值降低,而最终黏度和回生值升高,起始糊化温度(To)、峰值糊化温度(Tp)、终点糊化温度(Tc)略降,而糊化焓值(ΔH)则显著下降。综合来看,添加脂肪酸对小麦淀粉的糊化特性和热特性有显著影响,其中月桂酸对小麦淀粉糊化特性及热特性的影响最显著。     

小麦籽粒淀粉粒粒级分布特征及其与淀粉理化特性关系研究进展

小麦籽粒淀粉粒粒级分布范围大,而且呈现梯度分布,这是小麦淀粉粒区别于其他植物淀粉粒的一个显著特征。不同粒径的淀粉粒在理化特性上有极大的差异,因此除直/支链淀粉比例之外,淀粉粒粒级分布也是影响淀粉品质的重要指标。本文综述了国内外在小麦籽粒淀粉粒粒级分布及其与淀粉品质特性关系方面的研究进展,提出应注意小麦籽粒不同粒级淀粉粒分布特征及其形成机理与调控途径等领域的研究,以促进优质小麦品种选育和调优栽培技术的建立。     

不同直链淀粉含量小麦品种的淀粉粒度分布特征

为研究不同类型小麦品种淀粉粒的分布特征,以直链淀粉含量(Am)不同的3组小麦品种为供试材料,分析其成熟期胚乳的淀粉粒度分布。结果表明,9个小麦品种淀粉粒粒径大小范围均为0.4~45.0μm,体积与表面积分布均呈双峰曲线,数目分布表现为单峰变化;B型淀粉粒数目占总数目的99.8%~99.9%。Am不同的3组小麦品种的A、B型淀粉粒体积百分比存在显著差异,糯小麦B型淀粉粒体积百分比最高,高Am组的最低。不同类型小麦籽粒A、B型淀粉粒的数目百分比无显著差异,说明糯小麦籽粒B型淀粉粒体积百分比升高主要是由于其个体体积较大所致。     

小麦籽粒淀粉合成动态及糊化特性的基因型差异

为了明确不同基因型小麦品种籽粒灌浆过程中的淀粉合成动态,为小麦的高产优质栽培提供参考信息,对6个不同基因型小麦籽粒形成过程中淀粉组分的变化及淀粉糊化特性进行了分析。结果表明,非糯性小麦的直链淀粉含量随着花后天数的增加呈上升的趋势,糯性小麦则呈先上升后下降的趋势,所有品种的支链淀粉含量均呈上升的趋势;不同基因型小麦直链、支链淀粉积累速率均呈单峰曲线图,不同品种直链淀粉最大积累速率出现的时间不同,而支链淀粉最大积累速率出现的时间均在花后21d;不同小麦品种的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度均随着花后天数的增加而上升;不同品种淀粉糊化特性不同:糯性小麦之间在糊化时间、反弹值上无差异,而在峰值粘度、低谷粘度、最终粘度、稀懈值上的差异达显著水平;对于非糯性小麦,豫麦50和其他品种的多数糊化参数差异达显著水平;糯小麦和非糯小麦在糊化参数上的差异达1%显著水平。     

茶叶粉对小麦面粉流变学及糊化特性的影响

为进一步提高茶叶在食品工业中的应用范围,以小麦西农538(中筋)为供试材料,分别添加0、2%、4%、6%、8%和10%的绿茶、红茶和黑茶3类茶叶粉于面粉中,并对其进行面团流变学特性及糊化特性分析。结果表明,3类茶叶粉均可显著改善面团的流变学特性及糊化特性。随着茶叶粉添加量的增加,面团吸水率均显著增大;添加2%~10%的绿茶粉及6%~10%的黑茶粉,面团的形成时间和稳定时间均显著提高,弱化度均显著降低。添加6%的绿茶粉时,面团的拉伸能量和最大拉伸阻力增幅均达到最大值,延伸度出现小幅度升高的拐点;添加4%的红茶粉,面团的拉伸面积显著增大,继续增加添加量则变化不明显;黑茶和红茶粉添加量分别大于4%和6%时,面团延伸度均显著降低。面粉中添加适量的茶叶粉可改善面粉的品质,绿茶粉的添加对面团网络结构形成速度和面团筋力的改良效果大于红茶粉和黑茶粉。面粉糊化的峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、峰值时间、回生值随着茶叶粉添加量的增大均呈不同幅度的降低趋势;3类茶叶粉对面粉糊化的热稳定性具有不同程度的改善作用。     

追氮时期对冬小麦籽粒灌浆及淀粉特性的影响

为给小麦高产优质栽培中氮素的合理运筹提供依据,在大田高产栽培条件下,以大穗型小麦品种兰考矮早八为试验材料,研究了返青、拔节、抽德三个关键时期追氮对其籽粒灌浆特征和淀粉糊化特性的影响.结果表明,不同时期追氮处理小麦籽粒灌浆进程均呈"慢-快-慢"的"S"型变化曲线,Logistic方程决定系数均在0.99以上,达到极显著水平,拟合效果良好.籽粒干物重随灌浆进程的推进呈逐渐增加趋势,籽粒灌浆速率与粒重呈显著正相关,而灌浆持续时间与粒重形成无显著相关,表明提高籽粒灌浆速率对增加该品种粒重尤为重要.不同时期追氮对兰考矮早八籽粒灌浆及淀粉特性的效应不同,以抽穗期追氮籽粒干物质积累量和灌浆速率最大.随施氮时期的后移,籽粒直链淀粉含量下降,而支链淀粉、总淀粉含量及淀粉糊化特性则以拔节期追氮处理最高(优).     

藁城8901与豫麦50籽粒淀粉粒的粒度分布特征

为研究小麦籽粒发育过程中胚乳淀粉粒形成与粒度分布特征,以小麦品种藁城8901与豫麦50为材料,研究了籽粒胚乳淀粉粒形成、生长与分布特征。结果表明,花后4d,小麦胚乳出现不同范围大小的淀粉粒,最大粒径8μm。花后7d,籽粒中淀粉粒增多增大,最大粒径20μm左右。花后10~14d,淀粉粒体积继续增大,并产生了一个新的小淀粉粒群体。花后17d,淀粉粒以体积增大为主。花后21d,淀粉粒最大粒径较成熟期变化较小。花后24d,小于0.6μm的淀粉粒数目急剧增加,大于0.6μm的淀粉粒数目占比则明显减少,表明这一时期又产生了一个新淀粉粒群体(后期形成的B型淀粉粒)。花后24~28d,小于0.6μm的淀粉粒数目仍不断增加,而直径较大的淀粉粒数目增加减少,表明籽粒中新淀粉粒的产生仍在继续,但以小粒径淀粉粒为主。花后28d至成熟期,最小粒径淀粉粒进一步生长,其他淀粉粒粒径变化相对较小。     

小麦胚乳Wx蛋白缺失对淀粉含量和淀粉特性的影响

为给面条小麦亲本材料的筛选提供可靠依据,用SDS-PAGE和STS-PCR结合的方法鉴定了24个品种的Wx蛋白亚基组成,测定了这些品种的淀粉含量、膨胀势和RVA参数。结果表明,与正常材料相比,Wx蛋白亚基缺失材料的胚乳中直链淀粉含量减少,支链淀粉和总淀粉含量变化不明显,Wx蛋白亚基缺失的数目越多,直链淀粉含量减少得就越多,糯麦的直链淀粉含量最少。在本研究参试材料特定遗传背景干扰的情况下,在Wx蛋白的三个亚基中Wx-A1蛋白亚基对直链淀粉含量影响最大。Wx蛋白亚基的缺失还使面粉的膨胀势、RVA参数的高峰粘度、崩解值增大,峰值时间延长,而使最终粘度、回生值和糊化温度降低,Wx蛋白亚基缺失的数目越多,这些特性变化的幅度越大。在缺失单个亚基的情况下,Wx-B1亚基的缺失使小麦粉的淀粉特性表现最好。相关分析表明,直链淀粉合成数量的减少是导致上述淀粉特性发生变化的主要原因。     

铜、镉胁迫对冬小麦籽粒淀粉含量和糊化特性影响的初步研究

为给小麦优质安全生产提供理论依据,以中筋型冬小麦品种豫麦70为供试材料．于2004～2005年度在盆栽试验条件下,设置Cu、Cd两种重金属元素各三个浓度水平,即Cu1（100mg／kg）、Cu2（200mg／kg）、Cu3（300mg／kg）和Cd1（10mg／kg）、Cd2（50mg／kg）、Cd3（100mg／kg）,共6个处理,以不施重金属元素处理为对照,研究了Cu、Cd胁迫对冬小麦籽粒淀粉含量及其糊化特性的影响。结果表明,籽粒淀粉含量随Cu、Cd浓度的增加而降低,与对照相比,Cu处理最大降幅为9．58个百分点,Cd处理最大降幅为11．45个百分点。Cu处理对籽粒淀粉糊化特性的影响随浓度的增大而增加,其中,对峰值粘度、低谷粘度、最后粘度和反弹值的影响较大,对稀懈值的影响较小;Cd处理对淀粉糊化特性的影响表现为随浓度的增大．各性状值先增加后降低的变化特点,且以Cd。处理的影响最大。Cu、Cd胁迫下,籽粒产量和籽粒蛋白质产量随Cu、Cd浓度的增加而急剧下降;籽粒蛋白质含量也随浓度的增高而降低,但处理间差异均未达显著水平。这些结果表明,在本试验条件下,过量施用重金属Cu、Cd对小麦植株产生了明显的胁迫危害,致使小麦籽粒淀粉含量下降,并造成严重减产。