水稻直链淀粉含量选择对淀粉合成关键酶活性影响

选用直链淀粉含量有显著差异的杂交后代及亲本,分析其灌浆过程中籽粒淀粉积累和合成关键酶活性变化。结果表明,通过籽粒直链淀粉含量的选择不仅可以提高或降低杂种后代的直链淀粉合成和积累速度,而且还可以明显改变籽粒淀粉合成关键酶活性大小;直链淀粉含量低的后代ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性达到峰值的时间比含量较高的后代要早,而淀粉分支酶活性达到峰值时间与此相反。     

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。     

小麦籽粒淀粉合成酶基因表达、相应酶活性及淀粉积累三者的关系

为研究小麦籽粒淀粉形成的机制,以秦麦11为试验材料,对小麦籽粒灌浆期淀粉合成酶基因表达、相应酶活性及淀粉积累变化进行了研究。结果表明,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因(AGPase)、束缚态淀粉合成酶基因(GBSSI)、可溶性淀粉合成酶基因(SSS)、淀粉分支酶基因(SBE)表达均呈单峰曲线变化,AGPase和SSS基因于花后12 d左右相对表达量最大,GBSSI和SBE基因于花后15 d左右相对表达量最大。4种淀粉合成酶活性变化趋势一致,花后25 d或30 d之前呈上升趋势,之后急剧下降。淀粉及其组分积累量随着灌浆的进行呈不断上升趋势。直、支链淀粉及总淀粉积累速率峰值在花后25 d或30 d。相关分析表明,AGPase、SSS、SBE基因在花后15 d相对表达量与相应酶活性间呈极显著正相关,而GBSS基因的相对表达量与GBSS活性间未检测到相关。暗示AGPase、SSS、SBE基因在籽粒淀粉合成过程中可能属于转录水平调控,而GBSSI基因可能属于转录后调控。4种淀粉合成酶活性与直、支链淀粉及总淀粉积累速率均呈极显著正相关,说明这几种酶对淀粉合成共同起作用。     

不同类型土壤对郑麦9023籽粒淀粉积累及相关酶活性的影响

【目的】在池栽条件下，研究灰潮土、水稻土、砂姜黑土对强筋小麦郑麦9023籽粒灌浆过程中淀粉及其组分积累动态和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（UGPP）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉粒结合淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）5个与淀粉合成有关的酶活性变化的影响。【方法】试验采用双波长法测定了籽粒中淀粉及其组分含量的变化动态，参照Douglus等的方法测定AGPP、UGPP酶活性，以及SSS、GBSS、SBE酶活性。【结果】不同类型土壤上籽粒灌浆过程中支链淀粉的合成是与直链淀粉的合成同时进行的，而且灌浆中后期支链淀粉的合成要比直链淀粉的合成快。灰潮土上籽粒中支链淀粉和总淀粉积累速率均显著高于其它两种类型土壤。籽粒中AGPP、UGPP、SSS、GBSS、SBE活性均呈单峰曲线变化，AGPP、UGPP、SSS、SBE花后18 d达到峰值，而GBSS则在花后24 d达到峰值。AGPP、SSS、SBE峰值表现为灰潮土＞水稻土＞砂姜黑土，UGPP峰值表现为灰潮土＞砂姜黑土＞水稻土，GBSS峰值则表现为水稻土＞灰潮土＞砂姜黑土。【结论】灰潮土和水稻土有利于强筋小麦籽粒中淀粉的积累。灰潮土、水稻土和砂姜黑土上强筋小麦籽粒中AGPP、UGPP、SSS、SBE活性与籽粒支链淀粉的合成密切相关。     

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.     

高直链淀粉玉米和糯玉米籽粒发育过程中与淀粉合成相关酶活性的比较

为深入了解高直链淀粉玉米籽粒发育时期直链淀粉积累的理化机制,选取1个糯玉米自交系为对照,分析和比较糯玉米和3个高直链淀粉玉米自交系在籽粒发育时期淀粉合成相关酶活性的变化。结果表明,籽粒发育过程中蔗糖合成酶(SS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸(ADPGPPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)、淀粉分支酶(SBE)、淀粉去分支酶(DBE)在糯玉米和高直链淀粉玉米中均呈单峰变化趋势,但是不同酶达到峰值的时间不同。SS和ADPGPPase为淀粉合成提供合成底物;高直链淀粉玉米中直链淀粉大量积累可能是SSS、GBSS、SBE这3种酶综合作用的结果,而DBE在淀粉合成过程中的作用可能是对支链淀粉精细结构的修饰,对淀粉积累没有简单直接的关联。     

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。     

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。     

花后高温对小麦籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响

【目的】研究小麦花后高温对籽粒淀粉合成及相关酶活性的影响,为小麦耐高温品种的选育及响应逆境胁迫提供理论依据。【方法】以新疆春小麦主栽品种新春11号为材料,于花后5~8 d进行高温处理,测定籽粒各时期淀粉含量及相关酶活性。【结果】花后高温处理显著降低了小麦籽粒各时期总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量及其积累速率;总淀粉和支链淀粉的积累速率呈单峰曲线变化,而直链淀粉的积累速率则呈现先下降后逐渐上升最后回落的变化趋势。花后高温处理下小麦籽粒各时期蔗糖合成酶(SS)活性、可溶性淀粉合成酶(SSS)活性和淀粉分支酶(SBE)活性显著低于对照,而焦磷酸化酶(ADPGase)活性虽然在各时期均低于对照,但差异不显著。在灌浆中后期SS、SSS、SBE活性与总淀粉含量、支链淀粉含量显著相关。【结论】高温胁迫显著降低了小麦籽粒淀粉合成相关酶的活性,进一步影响到小麦籽粒淀粉的积累。在小麦生产过程中,做好高温防范尤为重要。     

氮肥对水稻籽粒淀粉合成关键酶活性及蒸煮食味品质的影响

选用稻米蒸煮食味品质有显著差异的4个粳稻品种,研究了氮肥对水稻灌浆成熟期籽粒淀粉合成关键酶活性及蒸煮食味品质的影响。结果表明,增施氮肥使籽粒蛋白质含量增加的比率明显大于直链淀粉;灌浆过程中不同品质类型的品种籽粒ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性均为抽穗后18d出现峰值,但淀粉分支酶活性出现峰值的时间劣质品种比优质品种早;灌浆过程中籽粒ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性不因氮肥的高低而发生变化,淀粉分支酶活性在灌浆前期受氮肥的影响很小,但灌浆后期随氮肥的增加酶活性呈下降趋势;灌浆部分时期籽粒ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性品种和氮肥间表现互作,但淀粉分支酶活性在整个灌浆过程中均没表现互作。     

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.     

Effect of Soil Texture on Starch Accumulation and Activities of Key Enzymes of Starch Synthesis in the Kernel of ZM 9023

Three kinds of soil texture （clay-loam, mid-loam, and sand-loam soil） were used to study the effects of soil texture on starch accumulating rate and the changes in activities of the key enzymes of starch synthesis in the kernel during grain filling in high gluten content wheat ZM 9023, under conditions of pond culture. The content of starch and its components were measured according to the method of double-wave length described by Bao （1996）. ADP-glucose pyrophosphorylase （AGPP） activity was tested according to the method described by Doehlert et al. （1988）. Soluble starch synthase （SSS） and starch branching enzyme （SBE） activities were tested according to the method described by Nakamura et al. （1989）. The amylose, amylopectin, and total starch accumulating rate in the kernel of ZM 9023 were found to be a single-peak curve in three different soil textures during grain filling, and peaked 20, 15, and 15 d after anthesis, respectively. The activities of the enzymes, AGPP, SSS, and SBE, in the kernel of ZM 9023 had a single-peaked curve, which peaked 20, 15, and 15 d after anthesis, respectively. The activities of the above three enzymes of ZM 9023 were higher in the sand-loam soil. The accumulating peak of amylose formed later compared to that of amylopectin. The sand-loam soil could help high gluten content cultivars to synthesize starch.     

土壤质地对不同面筋含量冬小麦品种籽粒淀粉合成关键酶活性的影响

 在池栽条件下，研究了粘土、壤土、沙土对3个不同面筋含量冬小麦品种籽粒灌浆过程中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、可溶性淀粉合成酶（SSS）和淀粉分支酶（SBE）活性的影响。结果表明，高面筋含量的藁麦8901在沙土上种植3个酶活性都较高，AGPP活性变化呈双峰曲线，在花后10 d和20 d分别有两个峰值，且第二个峰值显著高于第一个峰值；SSS和SBE变化趋势均呈单峰曲线，花后20 d达到峰值，表明沙土可能有助于藁麦8901籽粒淀粉的合成。豫麦49 AGPP和SSS活性表现为沙土＞壤土＞粘土；而SBE活性粘土和壤土较高，沙土较低，表明3种土壤质地对该品种籽粒淀粉合成可能都是有利的。低面筋含量的洛麦1号在粘土上种植3个酶活性都较高，其变化均呈单峰曲线，峰值出现在花后20 d，表明粘土可能有助于洛麦1号籽粒淀粉的合成。