不同种质菠萝蜜成熟果实中可溶性总糖与淀粉含量的关系

[目的]测定菠萝蜜不同种质成熟果实的可溶性总糖和淀粉含量,了解现有种质群体果实中可溶性总糖含量与淀粉含量之间的关系。[方法]以39份菠萝蜜种质为材料,其中4份分别在2次不同的时间取样1次,采用蒽酮比色法测定菠萝蜜果实中可溶性总糖含量和淀粉含量。[结果]当可溶性总糖含量在16.00%~20.00%时,淀粉含量在0.36%~4.46%;当可溶性总糖含量在20.01%~25.00%时,淀粉含量在0.42%~3.61%;当可溶性总糖含量在25.01%~30.00%时,淀粉含量在0.28%~3.10%;当可溶性总糖含量在30.01%~35.05%时,淀粉含量在2.08%~2.78%。在不同时间取样的4份种质中,后取样种质的可溶性总糖和淀粉含量相比先取样种质稍有下降。[结论]菠萝蜜果实中可溶性总糖和淀粉在一定含量范围内呈正相关关系。     

籼稻栽培品种中淀粉合成相关基因的遗传变异和群体结构分析

选用34个淀粉合成相关基因分子标记对87份来自不同国家和地区的籼稻栽培品种进行遗传变异和群体结构分析.结果表明,34对引物共检测到80个等位变异,平均每个位点含2.35个等位基因,品种间等位基因变异范围2～6;Shannon's信息指数变幅为0.303 ～0.796,平均为0.539;多态信息含量(PIC)的变幅为0.084～0.658,平均0.295;遗传相似系数变幅为0.265 ～0.990,表明淀粉合成相关基因在品种间存在遗传差异,但不同品种间等位基因的变异频率不同.87份籼稻品种可以分成3个类群,类群内品种遗传背景比较相似,类群间品种遗传背景差异明显,其中,39.1％的籼稻品种遗传组分单一,而遗传背景复杂的籼稻品种达到60.9％.该研究可为水稻淀粉品质的遗传改良提供依据,并为后续淀粉品质性状的关联分析奠定基础.     

三种禾谷类作物强、弱势粒淀粉粒形态与粒度分布的比较

本研究以水稻品种武运粳24和扬两优6号、小麦品种扬麦16和宁麦13及玉米品种登海11和农乐988为试验材料,分别提取其成熟期强、弱势粒的淀粉粒,观察比较不同作物及其强、弱势粒间淀粉粒形态和淀粉粒数量、体积和表面积分布特性。结果表明,3种禾谷类作物间淀粉粒形态大小差异明显,粒径表现为玉米>小麦>水稻。水稻淀粉粒呈有棱角的无规则状,小麦淀粉粒呈透镜体状或球体状,玉米淀粉粒呈椭球体状、多面体状或圆球体状。水稻和玉米淀粉粒数量、体积和表面积分别成单峰、三峰和双峰分布;小麦淀粉粒数量呈单峰分布,体积呈微弱的四峰分布,表面积呈三峰分布。水稻、小麦和玉米淀粉粒按各自粒径不同人为划分为小淀粉粒、中淀粉粒和大淀粉粒,分界线分别为1.5 μm和20.0 μm、5.0 μm和50.0 μm、4.0 μm和50.0 μm。3种作物籽粒淀粉粒的总体积主要决定于中淀粉粒体积。3种作物的强、弱势粒间小淀粉粒粒度分布比例及中淀粉粒所占数量比例没有明显差异,但各作物强势粒的中淀粉粒所占的体积和表面积比例均显著高于弱势粒,大淀粉粒的分布比例低于弱势粒。强、弱势粒的中淀粉粒所占体积比例与其淀粉积累量和粒重的高低变化趋势一致。表明淀粉粒体积是决定粒重的一个重要因素,增加弱势粒的中淀粉粒体积或减小大淀粉粒体积可望增加其粒重。     

不同铵硝比对菠菜有机酸和淀粉含量的影响

【目的】研究不同铵硝比的氮素营养对于菠菜有机酸和淀粉含量的影响。【方法】采用营养液栽培菠菜的方法,营养液中的氮素形态设置硝态氮和铵态氮以一定比例（100﹕0、75﹕25、50﹕50、25﹕75 和 0﹕100）配合。【结果】随着铵硝比的下降,（1）菠菜茎叶丙酮酸、柠檬酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸和苹果酸等6种有机酸含量以及淀粉含量都呈上升趋势;同时,有机酸含量与营养液中初始硝态氮浓度之间呈显著的线性正相关关系;（2）菠菜根系丙酮酸、柠檬酸、琥珀酸和苹果酸含量以及淀粉含量也呈上升趋势,但延胡索酸含量的变化不明显;（3）除了柠檬酸外,菠菜根系其它5种有机酸含量与其茎叶中相应有机酸含量的比值都呈现下降的趋势;在全硝营养条件下,根系中只有琥珀酸和延胡索酸的含量低于其在茎叶中的含量;而在全铵营养时,菠菜根系中上述5种有机酸的含量均明显高于茎叶中的相应有机酸的含量。因此,与根系相比,菠菜茎叶中5种有机酸含量随营养液中硝态氮比例增加而增加的幅度更明显。而随着营养液中硝态氮比例的增加,菠菜根系柠檬酸含量与其茎叶柠檬酸含量的比值逐渐升高,则说明根系柠檬酸含量增加的幅度要大于茎叶柠檬酸含量;（4）菠菜的茎叶和根系中的淀粉含量都呈现下降的趋势,且与营养液中硝态氮浓度之间均呈现为显著的负相关关系。【结论】随着营养液中硝态氮比例的增加,菠菜茎叶和根系有机酸代谢均表现为增强的趋势。     

强筋小麦胚乳淀粉粒度分布特征及其对弱光的响应

 【目的】揭示强筋小麦淀粉粒度分布特征,探讨小麦挑旗后不同阶段弱光对其胚乳淀粉粒度分布特征的影响。【方法】利用自制遮荫棚设挑旗-开花、花后1～10 d、花后11～20 d、花后21～30 d弱光处理,以大田种植小麦为对照,对2个强筋小麦品种（藁城8901和济南17）在不同弱光处理下胚乳中淀粉粒的数目、体积和表面积分布进行分析测定。【结果】小麦胚乳不同粒径淀粉粒数目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。B型淀粉粒（直径<10 µm）占胚乳淀粉粒数目、体积和表面积的百分数分别为99.89%、46.85%和84.43%,A型淀粉粒（直径≥10 µm）的值分别为0.11%、53.15%和15.57%。挑旗后不同阶段弱光处理对小麦胚乳淀粉粒的数目、体积和表面积分布均有明显影响。花后11～20 d弱光处理时A型淀粉粒的数目百分数显著降低,其它处理变化不明显;弱光对B型淀粉粒内部的数目分布状况影响显著,且此影响存在遮光时期、基因型和粒位的差异。挑旗～开花弱光处理后,藁城8901强势粒BS型（直径<1 µm）淀粉粒数目降低,BL型（直径1～10 µm）淀粉粒升高,而弱势粒呈相反趋势;济南17强势粒的淀粉粒数目分布变化不显著,而弱势粒BS型淀粉粒数目降低,BL型淀粉粒升高。灌浆前期弱光处理提高小麦胚乳中BS型淀粉粒数目,中后期弱光处理提高BL型淀粉粒数目,且中期弱光处理的作用大于后期。2个品种B型淀粉粒的体积和表面积在灌浆前期弱光处理后显著提高,而A型淀粉粒的体积和表面积降低;挑旗～开花和灌浆中后期弱光处理后,A和B型淀粉粒的体积和表面积变化呈现与灌浆前期相反的趋势。【结论】强筋小麦胚乳淀粉粒数目分布呈单峰曲线变化,体积和表面积分布呈双峰曲线变化。弱光对强筋小麦胚乳淀粉粒度分布存在显著影响。     

大穗型小麦品种强、弱势籽粒淀粉积累和相关酶活性的比较

在大田条件下, 以两个大穗型小麦品种山农12和PH01-35为材料, 对籽粒发育过程中强、弱势籽粒淀粉积累及其相关酶活性变化进行了比较研究。结果表明, 两品种强势粒直链淀粉积累量和支链淀粉积累量均高于弱势粒。Logistic方程模拟淀粉积累过程, 强势粒淀粉积累起始势(C₀)高, 活跃持续期长, 平均积累速率(R_mean)高, 最终淀粉积累量高。 籽粒蔗糖合酶(SS)、ADPG焦磷酸化酶(AGPase)、UDPG焦磷酸化酶(UGPase)、可溶性淀粉合酶(SSS)和束缚态淀粉合酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化, 强势粒上述酶活性均高于弱势粒。花后7~21 d, 弱势粒蔗糖含量明显高于强势粒, 表明弱势粒淀粉积累量低, 并不以其淀粉合成底物的供给为限制因子, 而主要与淀粉合成能力低有关, 同时与籽粒灌浆前期胚乳细胞的数量关系密切。     

大田遮阴对夏玉米淀粉合成关键酶活性的影响

在大田条件下, 以农大108为试验材料, 采用透光率为50%的遮阴网, 于苗期、穗期和花粒期3个时期分别全天遮阴处理24、28和48 d, 于处理后每隔10 d测定一次淀粉合成关键酶的活性, 并于成熟后测产。结果表明, 遮阴显著降低玉米的生物产量和籽粒产量, 苗期、穗期和花粒期遮阴处理单株生物产量分别较对照(自然光照)降低23.9%、31.4%和38.9%, 籽粒产量分别降低24.6%、35.6%和68.2%。遮阴处理显著降低了籽粒淀粉合成关键酶的活性, 叶片的磷酸蔗糖合成酶(SPS)和籽粒的蔗糖合成酶(SS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉粒结合淀粉合成酶(GBSS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPPase)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPGPPase)活性都显著降低, 但花粒期遮阴影响最显著, 穗期其次, 苗期遮阴影响相对较小。认为大田遮阴使玉米产量和淀粉含量降低, 是由于光合下降, 生物产量降低以及玉米淀粉合成关键酶活性降低, 减少了光合产物向籽粒的运转和分配。     

Effect of endosperm starch granule size distribution on milling yield in hard wheat

Increased flour yield in hard wheat is associated with increased endosperm rheology index, calculated from strength and stiffness as measured by the SKCS. A study of the fractured endosperm of hard wheat varieties grouped according to similar rheology index values was performed using environmental scanning electron microscopy (ESEM). Differing microstructures and fracture patterns were observed between each group. Specifically, the group representing high rheology index had a greater concentration of small starch granules in prismatic cells. Samples of diverse wheat germplasm were grown at two sites and subjected to laboratory milling. Starch granule size distribution (SGSD) analysis using a laser diffraction method was undertaken on a subset of samples in triplicate representing a range in flour yield. The results supported an hypothesis for a significant influence of SGSD on flour yield of hard wheat varieties. In addition, a significant part (R²>0.40 (p<0.05) at two sites) of the association appeared to be under genetic control. Results indicate a more even gradation of distributions involving an increase in the sample volume % of small granule (types B and C) and decrease in type A granules. This was associated with increased rheology index values and higher flour yield. The ratio of type A:C starch granules accounted for up to 58% (p<0.05) of the variation in flour yield in the samples studied. Thus, rheological parameters measured using a rapid SKCS screening method can be linked to the genetic regulation of SGSD with implications for the improvement of commercial processing performance of hard wheat.     

Migration of gluten under shear flow as a novel mechanism for separating wheat flour into gluten and starch

This paper describes a novel principle for the separation of wheat flour into starch and gluten in a concentrated medium. The process is based on the use of simple shear flow in a cone-and-cone device. The separation takes place in two steps. Initially, local segregation of gluten and starch phases occurs, leading to formation of macroscopically visible gluten patches distributed throughout the dough. This local segregation can be understood by considering the dough as a visco-elastic matrix containing an inert filler (starch). Further shearing leads to aggregation of those patches and migration (large-scale separation) towards the apex of the cone. As a result, the wheat dough is separated into a protein-poor fraction, containing less than 4% protein, and a protein-rich fraction containing almost 50% protein on a dry weight basis. However, under the process conditions used, upon a very long shearing, a redistribution of the aggregated gluten structures in the starch phase was observed, demonstrating a processing limit for the separation performance. Compared to traditional processing, the separation process presented shows opportunities for producing high quality gluten accompanied with significant water savings. Considering the fact that simple shear flow in steady rate is less harmful to gluten quality, such a separation process could benefit gluten quality.     

杂交水稻主要亲本材料的垩白性状及其胚乳结构电镜扫描

【研究目的】针对杂交稻米品质问题，研究杂交稻亲本垩白形成与胚乳细胞形态结构和发育以及与淀粉粒之间的关系，为进一步研究杂交稻米高垩白形成机理奠定基础；【方法】对几个应用面积较大的杂交稻主要亲本和两个米质对照品种，按GB/T17891-1999方法调查其垩白性状，对其米粒胚乳结构和淀粉粒的采用扫描电镜观察分析；【结果】亲本材料间垩白性状差异首先表现在垩白率上，其次为垩白度，最后为垩白面积。高垩白的保持系和桂朝2号垩白主要发生在中、腹部，而相对低垩白的恢复系主要在中部，腹白少或无。垩白度与垩白率间存在明显的线性关系，与垩白面积无明显相关性。淀粉粒在米粒横断面上分布的均匀性与垩白率和垩白度有较大的相关性，分布越均匀则垩白率和垩白度越小；而长方柱状细胞层数和多少与垩白率和垩白度有一定的相关性但不明显。5个恢复系和3个保持系垩白米粒的背部淀粉粒普遍发育良好而中部较差；保持系与恢复系的差异主要表现在腹部淀粉粒的发育形态上。【结论】杂交稻保持系与恢复系的垩白发生部位有所差异，垩白形成与其淀粉粒的分布有重要关系；中、腹部淀粉粒发育异常容易产生垩白，主要受胚乳细胞生理发育规律的影响。