小麦籽粒淀粉合成、淀粉特性及其调控研究进展

淀粉是小麦籽粒中的主要成份,与中国传统食品(如面条、馒头等)的加工品质关系极为密切。目前淀粉品质的研究相对薄弱。本文综述了小麦淀粉合成关键酶、灌浆期间淀粉合成酶的变化与调控、灌浆期间淀粉的积累动态、淀粉特性及其农艺调控措施、淀粉特性与面食加工品质的关系等,以促进对小麦淀粉品质的了解和深入研究,为相关领域研究人员提供有益的参考信息。     

小麦籽粒淀粉合成动态及其相关酶活性的研究

为了研究小麦籽粒淀粉形成机理与调控技术,选取2个小麦品种,对小麦胚乳发育期间籽粒中直、支链淀粉的积累动态及淀粉合成代谢的几个关键酶——ADPG焦磷酸化酶(ADPG-PPase)、UDPG焦磷酸化酶(UDPG-PPase)、可溶性淀粉合成酶(S-STS)、束缚态淀粉合成酶(B-STS)与淀粉分支酶(Q-酶)——的活性变化进行了分析。研究结果表明,在小麦籽粒灌浆过程中,直、支链淀粉几乎是同步积累的,不同品种的淀粉积累形成差异表现在两者的相对积累比率上。小麦籽粒发育过程中直链淀粉的含量变化呈“S”形曲线;支链淀粉的含量较直链淀粉含量上升略快。ADPG-PPase、UDPG-PPase、S-STS、B-STS、Q-酶的活性均与淀粉积累速率呈正相关。     

水稻灌浆期籽粒淀粉合成及其氮素调控作用研究进展

综述了稻米淀粉生物合成、灌浆期淀粉性状特征、氮代谢与淀粉合成的关系以及氮营养对淀粉性状的调控作用等方面的研究进展,并展望了氮素对淀粉性状调控机制以及氮高效利用背景下稻米淀粉性状的研究方向,为水稻高效优质栽培技术的形成提供理论参考.     

磷素对小麦籽粒支链淀粉合成及其链长分布的影响

为探究不同磷水平对小麦籽粒支链淀粉合成与支链淀粉精细结构的影响。以新冬20号（南疆主栽）和新冬23号（北疆强筋面包小麦）为材料,研究了3种施磷(P₂O₅)量 0 kg·hm^-2（CK ）、105 kg·hm^-2（CP ）和210 kg·hm^-2（HP）对小麦籽粒支链淀粉合成相关酶基因表达、相关酶活性、籽粒支链淀粉含量、支链淀粉链长分布以及籽粒全磷含量的影响。结果表明,施磷显著提高了支链淀粉合成相关酶基因（ sbe1、 sbe2a、 sbe2b、 iso1）的表达量和籽粒支链淀粉含量。CP处理提高了支链淀粉B链段的比例,但降低了A链段的比例。两个参试小麦品种籽粒中支链淀粉合成关键酶的活性对磷素的敏感性不同,新冬 20号受磷水平影响较大。施磷提高了新冬20号胚乳中蔗糖合成酶（SS）活性和酶活高峰期的淀粉分支酶（SBE）活性,提前了新冬20号胚乳中淀粉去分支酶（DBE）活性峰值的出现时间。     

宁麦9号花后内源激素和蔗糖含量变化及其与籽粒淀粉合成的关系

为研究小麦花后旗叶和籽粒中内源激素、蔗糖含量及籽粒中淀粉积累的动态变化,以弱筋小麦宁麦9号为供试材料在两种施肥处理条件下分析了花后内源激素和蔗糖含量变化与籽粒淀粉合成的关系.结果表明,氮肥后移的处理旗叶中ZRs、iPAs含量的增加及ABA含量的减少,有利于光合产物的合成;蔗糖含量较高,为籽粒合成淀粉提供了充足的碳源物质.籽粒中淀粉及其组分积累量灌浆期呈不断上升的趋势,积累速率呈单峰曲线,直、支链淀粉和总淀粉积累速率峰值期均在花后21～28 d,氮肥后移表现为增加趋势.相关分析表明,籽粒中内源激素ABA与蔗糖含量呈极显著负相关,GA1/3/ABA与蔗糖含量呈极显著正相关,IAA、GA1/3与淀粉积累速率呈极显著正相关.通径分析表明,籽粒中内源激素IAA对淀粉积累速率有极显著促进作用,直接通径系数达0.9627**,GA1/3主要是通过提高IAA含量间接促进籽粒中淀粉的积累,说明适当提高IAA含量有利于促进籽粒淀粉的积累.     

小麦籽粒发育过程中淀粉和激素含量的变化及其关系

为给小麦籽粒生长发育的化学调控提供依据,以蛋白质含量相近、粒重和淀粉含量差异大的小麦品种川麦32和川麦107为材料,研究了籽粒发育过程中淀粉、激素含量的变化及其相互关系.结果表明,大粒品种川麦32授粉后ZR含量高,灌浆中期IAA峰值高,而小粒品种川麦107籽粒发育期间淀粉含量高,GA含量也一直高于大粒品种川麦32,因而说明ZR和IAA含量与籽粒的大小及粒重关系密切,而GA含量与淀粉含量关系更密切.     

小麦籽粒品质及其影响因素分析

本文论述了小麦籽粒蛋白质品质的内涵，重点分析了影响小麦籽粒蛋白质品质的各种因素，指出了各因素的影响大小，为进一步改良小麦品质提供了依据。     

小麦籽粒品质及其影响因素分析

本文论述了小麦籽粒蛋白质品质的内涵，重点分析了影响小麦籽粒蛋白质品质的各种因素，指出了各因素的影响大小，为进一步改良小麦品质提供了依据。     

面条品质不同的小麦品种籽粒淀粉特性及淀粉合成的差异

为给小麦面条品质改良提供理论依据,以4个携带全部3个Wx蛋白亚基的普通小麦品种为试材,检测其籽粒灌浆期淀粉合成关键酶活性的动态变化,并对籽粒淀粉理化特性和面条加工品质进行比较.结果表明,籽粒灌浆过程中,济麦19和济麦20 的淀粉粒束缚淀粉合成酶(GBSS)活性明显较低,而参与支链淀粉合成的关键酶如ADP-葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉分支酶(SBE)活性差异不明显,最终其籽粒直链淀粉含量显著低于鲁麦14和鲁麦21,面粉膨胀势、糊化峰值粘度和崩解值较高,面条加工品质优良.淀粉合成关键酶活性与直、支链淀粉增长速率显著相关,说明遗传背景不同是造成淀粉合成和最终加工品质差异的重要原因.不同淀粉合成关键酶活性之间密切相关,说明参与淀粉合成的酶是相互影响、共同作用的;直、支链淀粉增长速率高度相关,说明二者的合成是相互制约、同步进行的.携带全部3个Wx蛋白亚基的普通小麦品种的GBSS活性可以存在显著差异,从而形成不同的淀粉理化特性和面条加工品质,因此完全有可能在不缺失Wx蛋白的普通小麦中选育出优质面条品种.参与淀粉合成的关键酶是相互影响的,单独改变一种或几种淀粉合成关键酶的表达或活性,可能对淀粉品质的遗传改良作用较小.     

小麦籽粒硬度研究进展

小麦籽粒硬度是当前小麦育种的主要目标之一,对小麦的制粉品质有重要影响,是小麦品质评价的重要指标之一。本文从小麦籽粒硬度测定方法、籽粒硬度与胚乳结构的关系、籽粒硬度对面粉品质和面制品品质的影响、籽粒硬度的遗传规律、品种与环境对籽粒硬度的影响、籽粒硬度育种改良等方面介绍了国内外相关领域的研究现状,并对未来发展提出展望,为小麦育种中籽粒硬度的改良提供参考。     

不同小麦品种籽粒淀粉合成酶基因的表达及其与淀粉积累的关系

为探寻不同专用类型小麦籽粒品质调控的途径,以不同专用类型小麦品种为材料,比较了其籽粒淀粉合成酶基因表达、淀粉合成酶活性以及淀粉积累速率动态特征,并分析了三者之间的相关性。结果表明,整个灌浆期间,籽粒淀粉合成酶基因（AGPase1、GBSSI、SSSIII、SBEI）相对表达量、淀粉合成酶（AGPase、GBSS、SSS、SBE）活性及直、支链淀粉积累速率均表现为强筋小麦中优9507〉中筋小麦淮麦18〉弱筋小麦宁麦9号〉糯小麦Wx11。相关分析表明,AGPase1、SSSIII、SBEI基因的相对表达量最大值与AGPase、SSS、SBE活性峰值均呈极显著正相关;GBSSI基因相对表达量最大值与GBSS活性峰值相关不显著;4种淀粉合成酶基因相对表达量最大值均与籽粒直、支链淀粉及总淀粉积累速率峰值呈极显著正相关;4种淀粉合成酶活性与籽粒直、支链淀粉及总淀粉积累速率均呈极显著正相关。     

氮肥用量对小麦籽粒粒重及淀粉含量的影响

为明确氮肥对小麦强、弱势粒粒重及淀粉品质的影响与调控,以强筋小麦烟农21和中筋小麦鲁麦21为材料,研究了三个氮肥水平(120、240、360 kg N/ha,分别用N1、N2、N3表示)下小麦籽粒增重过程及直、支链淀粉含量的变化规律。结果表明,随氮肥施用量的增加,强、弱势粒千粒重均降低,且灌浆后期处理间差异显著。两个品种强势粒千粒重均高于弱势粒;随氮肥施用量的增加,烟农21强、弱势粒灌浆速率均降低。两个品种强势粒灌浆速率均高于弱势粒;随氮肥使用量的增加,两品种强、弱势粒直链淀粉含量降低。支链淀粉从花后7 d开始积累,花后35 d含量达到最大值。当氮肥施用量为240 kg N/ha时,鲁麦21强、弱势粒支链淀粉含量较高,分别为48.73%和45.03%;烟农21对氮肥的反应与鲁麦21基本一致,强、弱势粒支链淀粉含量分别为57.04%和55.94%。     

种植密度对不同小麦品种籽粒淀粉含量及其特性的影响

为探明种植密度对小麦籽粒淀粉含量与品质的影响,以2个强筋小麦品种(郑麦158和郑麦366)和2个中筋小麦品种(平安518和鑫华麦818)为材料,分别在3个种植密度(D225:225×10⁴株·hm^-2;D375:375×10⁴株·hm^-2;D525:525×10⁴株·hm^-2基本苗)条件下,研究种植密度对小麦籽粒淀粉含量及其特性的影响。结果表明,随着种植密度的增加,小麦籽粒总淀粉、支链淀粉含量及支直比呈下降趋势,直链淀粉含量呈上升趋势;淀粉峰值粘度、低谷粘度、最终粘度、反弹值均呈上升的趋势,以D525处理下数值最高,且与D225处理间差异达显著水平;稀懈值则呈下降趋势,在低密度处理下表现最高。淀粉冻融析水率均在D225密度下最低,不同品种之间以鑫华麦818析水率最低。随着种植密度的增加,大淀粉粒体积、表面积和数目分布百分比升高,而小淀粉粒体积分布百分比降低。淀粉晶体特征不受种植密度的影响,呈典型的A型特征,相对结晶度则随着种植密度增加呈下降趋势。以上结果说...     

水氮供应对灌浆期冬小麦籽粒淀粉合成相关酶活性及产量的影响

为明确不同水氮供应对冬小麦灌浆期籽粒蔗糖代谢、淀粉合成相关酶活性及籽粒产量的影响,在大田栽培条件下,以冬小麦品种矮抗58为材料,设3种水分处理（低水W₀、中水W₁、高水W₂）和4个施氮水平（无氮N₀、低氮N₁、中氮N₂、高氮N₃）,研究了不同水氮供应下灌浆期籽粒蔗糖代谢、淀粉合成相关酶活性的变化特点。结果表明,水分胁迫能增加籽粒的蔗糖积累速率,缩短灌浆进程,促进小麦早熟;降低了籽粒中腺苷二膦酸葡萄糖磷酸化酶（ADPG-PPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）和淀粉分支酶（SBE）活性。适当增施氮肥能够促进籽粒中蔗糖向淀粉转化,增加4种淀粉合成相关酶活性,其中W₁N₂处理的ADPG-PPase、SSS、GBSS和SBE活性峰值最高, 较W₁N₃、W₁N₁和W₁N₀处理分别增加了1.5%、7.9%、11.9%、5.8%和9.6%、4.5%、4.7%、5.2%和13.6%、7.6%、20.9%、10.5%,氮肥过量会对以上4种酶活性产生抑制作用。适当提高氮肥水平能增加小麦成穗数、穗粒数和千粒重,最终极显著地提高小麦产量,W₁N₂处理较W₀N₀和W₂N₃处理分别增产164.6%、3.0%。在小麦灌浆期间控制土壤田间持水量为60%~65%、配施氮肥240 kg·hm^-2能协同提高小麦籽粒蔗糖含量,保证源器官有足够供应能力,提高淀粉合成酶活性,促进小麦体内碳氮代谢,最终增加产量。     

小麦籽粒淀粉理化特性与品质关系及其生理机制研究进展

淀粉作为籽粒主要组分,是小麦加工品质最重要的决定因素之一。淀粉的加工品质主要取决于直链与支链淀粉含量及其比值、淀粉分子精细结构和淀粉颗粒大小分布等理化特性。明确小麦籽粒不同部位淀粉理化特性、空间分布差异及其形成的调控机制,可深入阐释面粉品质性状差异形成的生理机制。本文从小麦籽粒淀粉理化特性空间分布、淀粉合成关键酶活性及其编码基因时空表达模式等角度综述了小麦籽粒淀粉理化特性空间分布特征形成的生理机制,以期为小麦品质形成机制与调优栽培技术的建立提供理论支持。     

小麦籽粒蛋白质和淀粉代谢及其与品质形成关系的研究进展

蛋白质和淀粉是决定小麦籽粒产量和品质的重要组成物质。本文从小麦籽粒蛋白质和淀粉组成与品质的关系、籽粒蛋白质代谢和淀粉代谢的生理基础及小麦的碳氮代谢对品质的调控等方面对国内外有关小麦品质生理的研究进展进行了综述。这些研究表明,籽粒蛋白质和淀粉组成对小麦品质有不同的影响,品质是蛋白质和淀粉综合作用的结果;小麦的碳氮代谢及其平衡作用于小麦籽粒蛋白质和淀粉的合成与积累;生态条件和栽培措施均可通过调节小麦的碳氮代谢而影响籽粒淀粉和蛋白质的合成,进一步影响小麦品质的形成。     

行距配置对高产冬小麦籽粒灌浆特性及淀粉和蛋白质积累的影响

为研究不同行距配置对小麦籽粒发育及淀粉和蛋白质积累的影响,以4个高产冬小麦品种为材料,在河南浚县农业科学研究所超高产攻关田研究了不同行距配置下小麦籽粒灌浆特性及淀粉、蛋白质的积累动态.结果表明,高产小麦籽粒中可溶性糖含量下降与淀粉含量的增加趋势基本吻合,宽窄行种植模式(S1)籽粒中可溶性糖含量较高,且转化利用较快,促进了籽粒淀粉积累.从行距配置看.周麦22籽粒蛋白质含量以等行距种植模式(S2)较高,偃展4110和矮抗58均以S1较高,而豫麦49-198在两种种植模式下无明显差异.籽粒灌浆速率、千粒重和产量则表现为豫麦49-198、周麦22和矮抗58均以S较高,而偃展4110以S2较高.灌浆模型分析表明,灌浆持续天数和最大灌浆速率出现时间是行距配置影响粒重的主要因素.