紫粒小麦籽粒发育过程中色素含量的动态变化

为了解紫粒小麦籽粒色素的形成机理,以绵阳26和川麦107为对照,研究了紫粒小麦(032-1、漯珍1号、黑粒小麦76、XNZ-1)籽粒发育过程中色素含量的动态变化,结果表明: (1)在紫粒小麦籽粒发育进程中,籽粒总色素与花色素含量都呈先升后降的趋势,在花后29 d达到最高,且显著高于对照;(2)籽粒总黄酮含量呈先上升后缓慢下降的趋势,而且紫粒颜色越深含量越高,除黑粒小麦76在花后15 d含量达到最高外,其他紫粒小麦都在开花后22 d左右达到最大值,并且在各个时期都与对照川麦107与绵阳26含量差异显著;(3)籽粒叶绿素含量随着籽粒发育天数先上升后下降,到花后22 d达到最高,到开花后 36 d 时含量已降到很低;(4)类胡萝卜素含量在籽粒整个发育过程中呈下降趋势,在花后36 d左右含量达到最低.因此,可以看出,总色素与花色素是紫粒小麦的关键性色素,在色素的形成过程中主要转化为呈色物质;黄酮是紫粒小麦呈色深浅的重要中介代谢物;黑色素是紫粒小麦的构成色素,且黑色素的形成与叶绿素和类胡萝卜素的降解存在一定的关系.     

东北大豆与北美大豆维生素E含量的分析

采用超声波法从大豆籽粒中萃取维生素E,以DIKNA公司生产的反相柱作为固定相,以甲醇作为流动相,流速为1.5 mL·min-1,并采用荧光检测器(Ex=295 nm,Em=330 nm)的高效液相色谱技术,测定了我国东北与北美大豆品种(系)中的α-、γ-、δ-生育酚和维生素E(VE)总含量,并进行比较及聚类分析.结果表明:供试144份大豆材料基于α-、γ-、δ-生育酚和维生素E总含量均可聚成高、中、低3类,我国东北大豆维生索E含量明显高于北美大豆,是丰富的大豆维生素E资源,为大豆高维生素E育种提供参考.     

有色小麦籽粒发育过程中籽粒色素含量动态变化

为了加强有色小麦的色素研究,以通过外源DNA导入普通小麦获得的3个紫粒(紫色从深到浅分别为紫红、深红、咖啡)及1个黑粒不同粒色小麦(共4个)的T3代变异后代为材料,对其籽粒发育过程中的色素含量进行了分析。结果表明,在4个不同粒色变异后代的籽粒发育过程中,籽粒中的叶绿素、类胡萝卜素的含量随着发育天数的增加呈逐渐降低趋势,其中3个紫色变异后代的叶绿素、类胡萝卜素的含量与籽粒颜色有关,颜色越深,含量越低。花青素含量的测定结果表明,紫粒小麦和黑粒小麦籽粒中花青素的含量变化趋势存在明显差异,前者呈单峰曲线,后者呈双峰曲线。研究还表明,不同颜色的籽粒在不同发育时期花青素的具体组成成分不同。     

叶面喷施硒酸钠对不同小麦品种(系)籽粒硒及其他矿质元素含量的影响

为了解叶面喷施硒酸钠对不同小麦品种(系)籽粒硒含量及其他矿质元素的影响,对114个不同小麦品种(系)进行叶面喷施硒酸钠,试验设4个梯度,分别为0 mg·kg~(-1)(CK)、100 mg·kg~(-1)(Se10)、200mg·kg~(-1)(Se20)、300mg·kg~(-1)(Se30),利用离子发射光谱-原子吸收仪测定了籽粒硒、钙、镁、铜、铁、锰、锌、硫含量。结果表明,叶面喷施硒酸钠可以提高小麦籽粒的硒含量,增幅因品种(系)而异;CK、Se10、Se20及Se30处理下,籽粒的总硒含量分别为1.54、5.70、10.01和13.10mg·kg~(-1)。籽粒中不同矿物质元素对叶面喷施硒酸钠的响应不同;籽粒中硒与其他元素的积累既有协同也有拮抗作用,因元素种类、小麦品种(系)和施硒量而异。总体而言,高浓度硒处理降低了籽粒中钙、镁、铜、铁、锰和硫的含量,但提高了锌的含量。     

不同大豆品种籽粒维生素E含量积累比较分析

采用高效液相色谱技术法(HPLC)以东北三省及内蒙古大豆产区的180份种质资源为研究材料,检测其籽粒总维生素E含量及各组分含量,进而分析维生素E总含量及各组分含量间的相关性,选用代表性大豆品种在不同生育时期维生素E积累动态进行分析。结果表明:大豆种质资源籽粒维生素E积累是从R5期开始,初期积累量呈上升趋势,R6期积累量开始大幅度减少,但从R6至R8期积累量又呈现大幅度上升趋势,在R8期积累量趋于稳定。经筛选合丰50和L-21为高维生素E含量品种,黑秣食豆和茶秣食豆为低维生素E含量品种,代表性大豆品种籽粒维生素E含量差异主要体现在R6~R7时期,该时期最终决定代表性大豆品种最终维生素E含量,这为研究高维生素E大豆新品种选育提供了理论基础,同时为高维生素E相关基因位点和候选基因的挖掘奠定了表型鉴定基础。     

Wx基因变异对小麦籽粒胚乳质地的影响

为了明确Wx基因变异与小麦籽粒胚乳的关系,以玉米花粉诱导扬麦10号(角质胚乳品种,非糯小麦)与糯质供体Waxy C杂种F1产生的不同Wx基因变异类型的55个双单倍体系以及以扬麦9号(粉质胚乳品种)与不同糯质供体亲本杂交、回交育成的12个糯小麦品系为材料,研究了Wx基因变异对籽粒胚乳质地的影响,同时测定了12个不同来源的粉质胚乳糯小麦籽粒蛋白质含量.结果表明,角质胚乳品种扬麦10号与粉质胚乳糯质供体Waxy C杂交获得的3个糯质品系籽粒角质率分别为26%、38%和74%,非全糯质品系的角质率都在90%以上;粉质胚乳品种扬麦9号与不同糯质供体亲本杂交或回交产生的糯质品系籽粒胚乳都表现为粉质.说明3个Wx基因同时发生变异会导致籽粒角质率降低,而部分Wx基因变异类型之间及其与Wx基因正常类型之间胚乳质地无显著差异.12个不同组合的糯小麦品系的平均蛋白质含量为13.79%,显著高于非糯质供体亲本扬麦9号、扬麦12、扬麦16和扬麦158的平均值(12.60%),表明糯质小麦胚乳表现为粉质不是由蛋白质含量低引起的.     

小麦籽粒戊聚糖含量及相关遗传特性分析

2001～2002年选用18个小麦品种为试验材料,测定了其籽粒总戊聚糖含量和水溶性戊聚糖含量,探讨了戊聚糖含量的遗传特性及与穗部性状的相关性,以期为专用小麦的选育提供理论依据。研究结果表明,同一生态环境条件下,不同小麦品种间的籽粒总戊聚糖含量、水溶性戊聚糖含量均存在极显著差异;总戊聚糖含量和水溶性戊聚糖含量具有较高的遗传力,水溶性戊聚糖含量遗传进度较大;结实小穗数与总戊聚糖含量呈显著正相关,单位面积穗数与水溶性戊聚糖含量呈极显著正相关,穗粒数、穗粒重与水溶性戊聚糖含量呈极显著负相关。     

光照对紫粒小麦籽粒花色素和黑色素含量的影响

为探讨光照时期和光照时间对小麦籽粒色素含量的影响,在紫粒、红粒小麦籽粒发育的不同时期对穗部进行遮光处理,成熟后分别测定籽粒中花色素和黑色素的含量.结果表明,花色素和黑色素的形成积累与光照时期关系密切.从开花后15 d开始,光照时间直接影响花色素和黑色素的形成,处理Ⅱ较处理Ⅰ花色素含量高,黑色素含量更高.紫粒、红粒小麦色素对光照时间反应不一,花色素和黑色素含量随光照时间的增加迅速增加,且品种间差异极显著.当光照时间达到376.5 h时,花色素含量均达到最高值,之后逐渐降低.籽粒成熟时,三个紫粒品种花色素含量较红粒品种高2.2倍.当光照时间达到89.6 h时,紫粒品种黑色素开始积累,且呈直线增加趋势,至籽粒成熟时达最高值;红粒品种在光照时间达到305.3 h时黑色素才开始积累.籽粒成熟时,紫粒品种高原115、黑小麦76和陇春432黑色素含量分别为0.281、0.241和0.223,分别较红粒品种陇春15高2.77、3.23和2.56倍.     

小麦单籽粒性状与品质的关系

目前测定小麦单籽粒品质的方法有单籽粒谷物品质测定法和谷蛋白溶涨指数法(SIG)。为了揭示单籽粒品质检测的作用,选用16个小麦品种(系)进行单籽粒性状的研究,结果表明,品种内单籽粒硬度、籽粒直径、单籽粒重量及SIG的变异较大,水分含量变异不大。单籽粒品质指标硬度、粒重、粒径及SIG与磨粉品质、面团流变学特性、蛋白质品质、籽粒品质部分指标呈显著或极显著相关,这些指标对于预测磨粉品质、早代株系品质筛选及食品品质具有快速、方法简单及预测能力强的优点。将单籽粒谷物品质测定参数及SIG相结合,可以有效地进行小麦育种后代筛选及品质预测。     

不同生态环境对四川小麦品种(系)籽粒淀粉含量及理化特性的影响

为了明确不同生态点对不同小麦品种籽粒淀粉含量及理化特性的影响,对四川省27个小麦品种(系)在四个生态点(温江、西昌、崇州、仁寿)3年的籽粒淀粉总含量、直链/支链淀粉比例(直/支比)以及小麦淀粉糊化温度等参数进行了分析。结果表明,同一个生态点的小麦淀粉品质指标在不同年份间没有显著差异;同一性状在不同生态点间存在一定的差异,仁寿地区的小麦淀粉直/支比和直链淀粉含量显著高于其他三个生态点,总淀粉含量显著高于崇州点;仁寿和崇州地区的小麦淀粉糊化初始温度显著高于其他两个生态点,且仁寿地区的小麦淀粉糊化峰值温度和结束温度均显著高于温江地区。淀粉组成对淀粉的糊化特性有一定影响,且总淀粉含量、直链淀粉含量、直/支比与淀粉的糊化特性之间均存在显著正相关关系。不同气象因子对小麦淀粉不同品质指标影响程度不同,其中,降雨量、温度和光照时间对大多数淀粉品质指标有显著影响。     

不同品质类型小麦籽粒蛋白质、淀粉积累过程的基因型差异

对 3个具有不同蛋白质含量的大面积推广小麦品种宁麦 9号 (低蛋白 )、苏麦 6号 (中蛋白 )和重庆面包麦(高蛋白 )籽粒灌浆期蛋白质、淀粉含量的动态变化进行了研究。结果表明 ,(1) 3个品种在籽粒灌浆过程中 ,粒重的增加、籽粒蛋白质、淀粉含量存在极显著的差异 ;(2 ) 3个品种在开花后 2 2 d前经历了淀粉含量的快速增加、蛋白质含量下降期 ;(3)三个品种在整个灌浆至乳熟阶段淀粉持续积累 ,至花后 37d仍有较高的积累速率 ;重庆面包麦乳熟期(开花后 32 d之后 )蛋白质积累较宁麦 9号和苏麦 6号快 ,而宁麦 9号乳熟期蛋白质积累几乎停止     

不同种质茶叶籽皂素含量及组成分析

茶皂素是一类在山茶科植物种子中含量丰富且具有特异生物活性的化合物,但不同种质茶叶籽中皂素含量及组成尚不清晰。以浙江省同一地区采集的21个茶树品种（系）的茶叶籽为试验材料,对茶叶籽的基本特征、皂素含量及组成进行测定和分析。结果表明,不同品种（系）的茶叶籽的百粒质量、壳仁比、皂素含量均有显著性差异（P<0.05）。紫外分光光度法和高效液相色谱法（HPLC）测得21个茶树品种（系）的茶叶籽的皂素含量范围分别为30.82%~48.16%和16.93%~31.82%,其中黄观音的茶叶籽皂素含量最高。利用高效液相色谱-四极杆-静电轨道阱质谱（UHPLC-Q-Exactive/MS）同时检测出68种茶叶籽皂素单体,其中Theasaponin E1的峰相对强度最大。正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）显示,21个品种（系）的茶叶籽以树型为依据被明显地划分为2组,组间差异单体物质有21种。结合相关性分析,高积累的Theasaponin E12、Camelliasaponin B1/B2、Theasaponin A5/A6、Camelliasaponin C1/C2和Assamsaponin G可能是灌木型种质资源有别于小乔木型、乔木型种质资源的重要特征物质。研究结果为生产茶叶籽皂素原料的选择和高值化利用奠定了基础。     

不同品质类型小麦戊聚糖含量及其与品质的关系

为给小麦品质的遗传改良提供依据,选用不同品质类型的7个小麦推广品种和1个密穗小麦,研究了戊聚糖含量及其与品质的关系.结果发现,中强筋小麦品种具有比弱筋小麦品种更高的戊聚糖含量,且不同筋力的推广品种戊聚糖含量表现出较大差异.弱筋小麦的水溶性戊聚糖含量与延展性、饼干直径呈极显著和显著负相关;非水溶性戊聚糖、总戊聚糖与饼干直径亦呈极显著负相关;与吹泡示功仪参数、RVA参数也具有较为丰富的相关性.本研究进一步证实宁麦9号和扬麦13具有良好的饼干品质.密穗小麦具有较低的戊聚糖含量,同时其饼干直径、厚度、直径/厚度均与弱筋小麦品种相近,可能是一个优良的弱筋、低戊聚糖含量的饼干小麦资源.     

河南省主要小麦品种重金属污染评价及镉吸收规律研究

为给小麦优质、高效、安全生产提供理论指导和品种保障，2003年对河南省大面积推广小麦品种的重金属含量进行了测定，结果表明，河南省主要小麦品种重金属含量均未超过国家相关标准。2004年对鹤璧市卫河堤岸内侧土壤重金属检测表明，其土壤Cd含量为10．5mg／kg，严重超过国家标准（0．6mg／kg）。在此土壤环境下测定小麦植株各部位重金属含量，结果表明，重金属Cd的积累量因品种、部位的不同而不同，品种间籽粒Cd含量为0．102～0．168mg／kg，均超过国家标准（0．100mg／kg）。小麦各部位Cd积累大小次序为根〉叶〉茎〉鞘〉籽粒〉颖壳。     

不同基因型小麦籽粒、面粉和麸皮中Ca和Zn含量的差异

为了筛选富含人体必需营养元素钙（Ca）和锌（Zn）的小麦品种,改善食品营养结构,以来自长江中下游地区的推广品种和部分国内外引进的小麦品种（共112个）为材料,进行了籽粒Ca和Zn含量的测定和分析,通过聚类分析选出其中39个代表性品种,对其麸皮和面粉中的Ca和Zn含量进行了进一步分析。结果表明,不同基因型品种籽粒中Ca和Zn含量的变异范围较宽,品种间存在极显著差异,面粉、麸皮和籽粒中均存在含量较高的品种。Ca和Zn含量均表现为麸皮中最高,变异幅度最宽,籽粒中次之,面粉中最低且变异幅度也较小,但“面粉麸皮籽粒”中营养元素的含量关系比较复杂,并不总是呈显著正相关。品种NP164、青紫1号和荆州D402等可作为提高当地小麦面粉Ca和Zn含量的重要种质资源加以应用。     

新疆小麦黄色素含量基因等位变异的分子检测及其分布

为了明确新疆小麦材料Psy-A1和Psy-B1位点控制籽粒黄色素含量基因的组成和分布以及与黄色素含量的关系,利用7A和7B染色体上Psy-A1和Psy-B1基因的分子标记YP7A和YP7B,对326份新疆冬、春小麦材料中的等位变异进行检测。结果表明,在Psy-A1位点,含有等位基因Psy-A1a和Psy-A1b的品种(系)分别占83.74%和16.26%,两种基因型黄色素含量平均值的差异达到极显著水平(P<0.01);在Psy-B1位点,含有等位基因Psy-B1a和Psy-B1b的品种(系)分别占83.44%和16.56%,但两种基因型黄色素含量平均值的差异不显著(P>0.05)。不同变异组合类型的分布比例表现不同,Psy-A1a/Psy-B1a所占比例最高,为69.63%;其次是Psy-A1a/Psy-B1b组合类型,为14.11%;Psy-A1b/Psy-B1a组合类型为13.8%;Psy-A1b/Psy-B1b所占比例最低,为2.45%,没有扩增出Psy-B1c和Psy-B1d基因位点。总体来看,新疆小麦高黄色素含量的等位变异类型所占比例较高,冬、春小麦黄色素含量基因型存在一定差异;YP7A可以作为一个稳定、高效的功能标记用于分子标记辅助选择,而YP7B标记则不能独立作为黄色素含量辅助选择的实用性标记。     

小麦面粉白度与色泽因子配合力及相关分析

为探讨面粉白度与色泽相关因子的遗传特性及相互关系,选择11个在面粉白度等性状方面具有不同特点的小麦品种作亲本,按5×6不完全双列杂交设计组配杂交组合,对30个F₁杂种和11个亲本的面粉白度与色泽相关因子进行了分析。结果表明,面粉白度、黄色素含量、多酚氧化酶活性在亲本表型值与其一般配合力效应值间存在显著的正相关。在亲本表型值间和一般配合力效应值间,面粉白度与黄色素含量均呈显著负相关,与多酚氧化酶活性间无显著相关性。面粉白度、黄色素含量和多酚氧化酶活性的广义遗传力和狭义遗传力都较高,主要受基因加性效应影响,适合在早代进行选择。德麦3号、济麦22号和济麦20号都能较好地降低后代的黄色素含量和多酚氧化酶活性,是小麦白度育种中较适宜选择的亲本。在优质中强筋小麦育种中,不应过分追求面粉的白度和亮度,但可通过对低多酚氧化酶活性和低黄色素含量的选择,培育面粉色泽优良的小麦新品种。     

高产小麦氮素积累及其与产量和蛋白质含量的关系

利用８个高产小麦品种,通过定期取样测定生育期各器官氮素含量,研究其氮素动态变化,进而探讨不同品种各器官氮素含量与产量和蛋白质含量的关系。结果表明,除籽粒外,不同品种各器官的氮素含量均随生育期进程而降低。其中茎秆的降低幅度最大,其次为叶片,再次为根系。叶片、茎秆及颖壳在收获时的含氮量与籽料产量呈负相关,而与籽粒蛋白质含相相关不显著。     

Benzoxazinoid and alkylresorcinol content,and their antioxidant potential,in a grain of spring and winter wheat cultivated under different production systems

The health-promoting properties of the grains of common wheat (Triticum aestivum L.) are associated with the presence of unique phytochemicals. This study determines the profile of alkylresorcinols (ARs) and benzoxazinoids (BXs) in T. aestivum spring and winter cultivars grown in Poland under the two different production systems: conventional and organic. Wheat grain extracts were subjected to qualitative and quantitative UPLC-UV-MS/MS analyses. The ARs profile consisted of five 5-n-alkylresorcinol derivatives, among which 5-n-heneicosylresorcinol (C21:0) and 5-n-nonadecanylresorcinol (C19:0) predominated; while six different BXs were determined in hydrothermally treated grains. Our research shows significant differences in the contents of ARs and BXs among wheat cultivars, as well as the two production systems used. Organically grown varieties had their total contents of ARs and BXs significantly higher than those grown conventionally. Another aim of the study was to determine the antioxidant capacity of alkylresorcinol extracts from tested wheat cultivars. The quantitative TLC-DPPH• method for determining the antiradical capacity of wheat ARs extracts was developed. We observed a positive relationship between the free radical scavenging activity of extracts and the total amount of ARs. The biological activity research is important for developing value-added wheat cultivars, having an improved profile and composition of nutritional substances.     

Detection of the lunasin peptide in oats (Avena sativa L)

We report the first discovery of lunasin in oats (Avena sativa L). Lunasin is a novel cancer preventive, anti-inflammatory and cholesterol-reducing peptide originally isolated from soy and later found in cereals (barley, rye, wheat, triticale). Lunasin was detected in oats using LC–MS/MS analysis. The chromatograms and mass spectra of lunasin isolated from five oat genotypes were compared with those of the synthetic lunasin peptide. We measured the lunasin content in harvests of two years and found that all tested oat genotypes contained the lunasin peptide. However, we observed genotype-related fluctuations in the lunasin content. Notably, the middle early oat variety ‘Ivory’ contained the highest and the most stable lunasin level at 0.197 ± 0.01 mg per g of grain in year 2010 and 0.195 ± 0.009 mg per g of grain in 2011. We also characterized the selected oat genotypes by measuring the contents of protein, β-glucans, fat, starch and moisture in the grains. However, we did not find correlation between lunasin and protein, and β-glucan content. Lunasin isolated from oat showed similar to the synthetic lunasin antioxidant effects. The detection of lunasin complements a list of bioactive compounds present in oats and strengthens recommendations to use oat products.