小麦籽粒蛋白质组分的变异及其与面粉品质的关系

为了探究小麦籽粒蛋白质组分的变异及其相对比例的变化对小麦籽粒品质的影响,在两个不同的小麦品质生态区,选用大面积推广的40个小麦品种(系)为材料,研究了小麦籽粒蛋白质各组分在基因型与环境间的变异,以及蛋白质组分与面粉品质的关系。结果表明,小麦籽粒蛋白质各组分含量在基因型间差异显著,而在环境间各组分含量的变异是一种非比例的增减,导致了籽粒蛋白质质量在环境间的显著差异。徐州点生态环境利于谷蛋白的合成,谷醇比显著大于南京点。在蛋白质各组分的关系中,清蛋白含量的增加降低了谷蛋白和醇溶蛋白含量,球蛋白含量的增加则降低了谷醇比,从而降低了沉淀值。蛋白质各组分含量及比例与面粉品质密切相关,是理想的品质微量评价指标。在高蛋白品种中,当谷醇比为1.3左右时,面粉面包烘烤品质较好。     

离子束介导大豆DNA小麦后代的蛋白质变异性分析

用离子注入法转大豆DNA至小麦，结果表明，当代转基因小麦籽粒蛋白质含量有明显变化，得到高蛋白（＞19％）和低蛋白含量（≤13.99%)两种极端变异新材料。蛋白质含量大于19％（对照为15．9％）的有22株，占处理总株数（3626株）的0．7％；13．99％以下的有5株，总有株数的0．1％，DNA导入方式对当代籽粒蛋白质含量无影响，无论导入大豆全长DNA还是片段DNA，均引起当代小麦籽粒蛋白质含量发生显著变化，但介导时间对当代籽粒蛋白质含量有影响。     

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.     

小麦谷蛋白聚合体含量和粒度相对分布及其与品质性状的关系

为了给小麦早代品质筛选提供科学有效的生化指标,以黄淮麦区57个小麦品种为材料,对其籽粒品质性状、谷蛋白总聚合体(TGP)含量、大聚合体(GMP)含量及谷蛋白聚合体粒度相对分布(GMP/TGP)等进行了分析.结果表明:(1)供试品种的籽粒硬度、全麦粉蛋白质含量变化幅度较小,SDS-沉淀值变化幅度较大,按这三个品质指标可将57个品种聚为三大美;(2)供试品种的TGP和GMP含量变异较大,其变化幅度分别为3.63%～8.38%和0.95%～3.63%,变异系数分别为19.68%和26.94%,且多数强筋粉小麦品种的TGP和GMP含量都大于弱筋粉小麦品种;(3)对品质性状与生化性状的相关和回归分析结果表明,全麦粉GMP含量(X3)、蛋白质含量(X1)是影响其SDS-沉淀值(Y1)的关键生化性状,其回归方程为:Y1=6.396X1 6.430X3-47.276;全麦粉TGP含量(X2)是影响小麦籽粒硬度(Y2)的主要生化性状,其回归方程为:Y2=2.050X2 42.947.这些研究结果可为黄准麦区小麦品质育种的亲本选配及后代材料品质筛选提供一些重要信息.     

小麦粉溶剂保持力与籽粒硬度及蛋白质含量的关系

为了探讨小麦粉溶剂保持力(SRC)与籽粒硬度及蛋白质含量之间的相关性,选用19份小麦品种为试验材料,分别对不同生态地点下的小麦粉SRC、籽粒硬度和蛋白质含量进行了测定.结果表明,籽粒硬度与小麦粉水SRC、碳酸钠SRC和乳酸SRC间相关达1%显著水平,相关系数分别为0.8518、0.7453和0.8523,与蔗糖SRC间相关不显著;蛋白质含量与蔗糖SRC、乳酸SRC间相关达5%显著水平,相关系数为0.5545和0.5206,与水SRC及碳酸钠SRC间相关不显著.多元逐步回归分析表明,在小麦粉4种SRC中,籽粒硬度能够解释乳酸SRC变异的72.6%,蛋白质含量能够解释蔗糖SRC变异的30.7%,回归方程分别为Y(Hardness)=1.814X(LASRC)-120.242和Y(Protein content)=0.081X(SSRC)+3.363.参试材料在不同地点的品质指标与所有地点品质指标平均值间极显著正相关,其中合肥点与品质指标平均值之间总体相关程度较高;不同地点间小麦粉4种SRC极显著正相关,差异表现存在一致性.     

小麦西昌69的EMS诱变系蛋白品质变异分析及种质筛选

为探讨甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变在小麦品质育种中的价值,了解EMS诱变小麦籽粒品质变异状况,筛选优良的变异材料,对1667份西昌69的EMS诱变系M 6代籽粒的蛋白质含量、淀粉含量、面筋含量、容重、面团形成时间和稳定时间等多个籽粒性状进行了测定,初步分析了诱变系的品质变化,并通过SDS-PAGE电泳法及高效液相色谱技术分析了其籽粒高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)的组分和不溶性蛋白聚合体的含量。共筛选到101份HMW-GS变异诱变系,分别为亚基缺失、亚基增生、亚基置换和亚基缺失且置换4种变异类型。其中,有28份诱变系的蛋白质含量、面筋含量、形成时间、稳定时间等多个籽粒品质性状及不溶性蛋白聚合体含量优于亲本,且千粒重相对稳定,可以作为优质种质资源用于小麦品质育种。     

施硫对小麦旗叶糖含量和籽粒淀粉积累的影响

为了研究硫对小麦糖类和淀粉积累的影响,以国审中筋高产小麦品种豫农949和兰考矮早8为供试材料,研究了施硫对小麦旗叶可溶性糖含量、蔗糖含量以及籽粒淀粉积累的影响.结果表明,与对照(S0)相比,施硫(S1)有利于提高小麦旗叶净光合速率,增加花后旗叶可溶性糖和蔗糖含量,提高"源"器官碳同化物的供应能力,尤其提高了灌浆前期籽粒中可溶性糖和蔗糖的含量,促进了籽粒可溶性糖、蔗糖的转化.加速了籽粒淀粉的积累.在本试验条件下,施硫显著提高了小麦籽粒产量和淀粉含量,豫农949和兰考矮早8分别增产12.74%和6.16%,籽粒淀粉含量分别增加4.66%和6.20%.     

小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累及其关键酶活性的研究

为明确小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累的演进规律,以二倍体野生一粒小麦(T. boeoticum)、栽培一粒小麦(T.monococcum)、节节麦(Ae.tauschii)和黑麦(S.cereale),四倍体野生二粒小麦(T.dicoccoides)、栽培二粒小麦(T.dicoccum)和硬粒小麦(T.durum),六倍体普通小麦(T. aestivum)扬麦9号、豫麦34和扬麦158为材料,采用盆栽试验研究了小麦不同近缘种籽粒蛋白质积累的动态变化及相关酶活性的差异.结果表明,与六倍体普通小麦相比,二倍体和四倍体材料籽粒产量和蛋白质产量低,但蛋白质含量高,其灌浆初期氮代谢能力比较强,硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)活性较高,蛋白质积累速度快;除黑麦外,其他二倍体和四倍体材料蛋白质合成关键酶活性下降早而快,在灌浆中后期低于普通小麦,蛋白质积累的功能期较短.因此,普通小麦灌浆后期较高的氮代谢酶活性和较长的持续期是提高籽粒产量和蛋白质合成的重要生理原因.     

灌浆前期高温对小麦籽粒氮代谢关键酶活性的影响

为探讨花后高温胁迫对小麦籽粒氮代谢及蛋白质合成的影响机制,以黄淮地区高产小麦品种郑麦366为材料,利用人工气候室模拟花后高温的方式,在盆栽条件下研究了灌浆前期短暂高温对小麦强势粒和弱势粒谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)活性的影响.结果表明,灌浆前期高温显著提高了籽粒蛋白质含量,降低了籽粒蛋白质积累量和氮代谢关键酶GPT、GOT活性,其中强势粒GPT活性受高温胁迫的影响较大.小麦籽粒蛋白质含量与GPT和GOT活性均呈负相关,但相关性在不同时期间、强势粒与弱势粒间有差异,强势粒GPT活性与蛋白质含量的关系更密切.     

小麦异源（黑麦）重组系籽粒蛋白质分析

以选自10-A/88-1643//川育12号的60个小麦异源(黑麦)重组系为供试材料,对籽粒蛋白质含量进行了检测,并分析了籽粒蛋白质含量与农艺及产量性状的相关性质与程度。结果表明,重组系籽粒蛋白质含量存在着明显的变异,超过高亲川育12号（15.0%）的后代品系占60%。蛋白质含量高达17.0%以上的高蛋白品系占被测品系的13.3%。蛋白质含量仅与株高呈显著正相关,而与小穗数、穗粒数、千粒重和穗粒重等产量性状的相关不显著,说明在该三交组合中容易克服蛋白质含量与产量的不良相关。本文还对蛋白质含量的超亲遗传现象进行了讨论。     

60Co-γ射线诱变小麦M3代品质性状的遗传变异分析

为探讨~(60)Co-γ射线辐射处理对郑麦9023的诱变效应,用200 Gy的~(60)Co-γ射线辐射处理郑麦9023干种子,对M_3代群体166个株系的籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、硬度、沉降值、高分子量谷蛋白(GMP)含量、脂肪氧化酶(LOX)活性和多酚氧化酶(PPO)活性共7个品质性状进行了遗传变异分析及高分量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)鉴定。结果表明,M_3代群体籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量、LOX活性均值高于亲本,硬度、沉降值、GMP含量和PPO活性均值低于亲本。以超过群体均值±1.96×标准差[P(|u|≥1.96σ)≤0.05]为标准确定变异株系,蛋白质含量和湿面筋含量仅发生正向变异,发生变异的株系分别为5个和3个;硬度没有产生正向变异,发生负向变异的株系有7个。M_3代群体中发生高分子量谷蛋白亚基(HMW-GS)变异株系6个,亚基组成从郑麦9023的Null/7+8/2+12突变为1/7+8/2+12,品质得分提高了2分。在M_3代群体中筛选出13个强筋小麦株系,无弱筋小麦突变体。说明~(60)Co-γ射线可以诱导蛋白质亚基发生变异,拓宽小麦的遗传基础。     

小麦粒重和籽粒蛋白质含量的父、母体效应

通过普通小麦及硬粒小麦栽培品种与蛋白质含量高的六倍体及四倍体育种系间的杂交,对籽粒蛋白质含量和粒重的遗传进行了研究。所有高蛋白育种系都是四倍体野生二粒小麦(Triticum turgidum var.dicoccoides)的后裔。所有杂交都是在低蛋白和高蛋白基因型间进行的,并且对所有组合都进行了正反交;有些杂交是在相同倍体水平的基因型间进行的,有些则是在六倍体和四倍体间进行的。测定了同一个穗子上的自交和杂交籽粒之粒重和蛋白质含量。也测定了相同倍性水平(四倍体或六倍体)间所有F_2代的平均粒重和籽粒蛋白质含量。在两种倍性水平下,F_1代的粒重和籽粒蛋白质含量与其母本自交籽粒的相近,这表明在这2个性状上均存在着较大的母体效应。F_2代的粒重接近于粒重大的亲本,而其蛋白质含量接近中亲值。通过对多数正反交杂种的比较,发现有轻微迹象表明籽粒蛋白质含量存在细胞质遗传效应。种间杂交(六倍体与四倍体组合)产生了粒重大幅度降低而蛋白质含量变化不大的皱缩籽粒。与自交籽粒相比,六倍体母本植株上皱缩的杂种籽粒之粒重比四倍体母本植株上的降低得更多。文章还讨论了籽粒的不同组织在决定粒重和蛋白质含量方面的意义。     

叶面喷施糖和氮对春小麦籽粒蛋白质含量及面粉加工品质的影响

为了探究花后养分供应对小麦加工品质的效应,选用不同筋力的春小麦品种克旱19(KH19)和龙麦33(LM33)为试验材料,通过齐穗后叶面喷施5%蔗糖和2%尿素,分析籽粒建成期籽粒中氮含量的变化、成熟期籽粒蛋白质及其各组分含量的变化与面粉加工品质(面筋含量、粉质特性和拉伸特性)的关系。结果表明,与对照(CK)相比,蔗糖处理后小麦籽粒含氮量升高幅度最大;蔗糖和尿素的喷施均增加了小麦籽粒总蛋白质含量(KH19:8.34%,6.67%; LM33:9.36%,6.66%)及蛋白质各组分含量,蔗糖处理后小麦籽粒中蛋白质含量比尿素处理的高1%～3%;蔗糖处理后麦谷蛋白+醇溶蛋白含量在总蛋白中的比例下降1～5%;蔗糖和尿素处理均提高了小麦籽粒的干、湿面筋含量、面粉吸水率和面团形成时间;尿素处理延长了面团断裂时间与面团稳定时间,而蔗糖处理缩短了面团断裂时间与面团稳定时间;尿素处理增加了小麦拉伸能量(拉伸面积),而蔗糖处理降低了拉伸能量,尿素处理较蔗糖处理对面团的拉伸比值影响更大。     

面条色泽与小麦品种品质性状的关系

为了筛选与面条色泽相关的小麦籽粒性状,以陕西关中及河南豫北农户大田种植的80份小麦品种为材料,研究面条放置0h、24h时的色泽特性、不同时间面条色泽之间的关系,及其与小麦品种品质性状的关系。结果显示,鲜面条恒温(25℃)放置24h后,面条色泽L*值显著下降,a*值和b*值显著升高;0h面条色泽L*值、a*值、b*值与24h面条色泽均呈极显著正相关(P<0.01),鲜面条色泽可以预测放置后面条的色泽。逐步回归分析结果表明,籽粒容重、蛋白质含量、湿面筋含量、面粉色泽L*值、弱化度等决定面条色泽L*值57.5%的变异;面粉色泽b*值、拉伸阻力决定面条色泽b*值51.1%的变异。面粉色泽与鲜面条色泽呈正相关关系。籽粒蛋白质含量、湿面筋含量与鲜面条色泽L*值呈负相关关系。面粉色泽、籽粒蛋白质含量、湿面筋含量是影响面条色泽的主要品质性状。     

豫北小麦籽粒质量性状空间变异特征

为探索区域小麦籽粒质量性状空间变异特征,给小麦收贮和加工企业提供区域小麦籽粒质量信息,筛选可用于优质小麦生态区域划分的参考性状,以2008-2012年豫北地区新乡市、鹤壁市和安阳市9个县(区)27个乡镇定点采集的405份农户大田小麦样品为材料,采用GS+9.0软件分析小麦籽粒质量性状半方差函数,以ArcGis9.3软件地统计分析模块绘制研究区域小麦籽粒质量性状空间分布图。结果表明,豫北小麦籽粒蛋白质含量和面团稳定时间较高,湿面筋含量和沉淀值较低。小麦千粒重、容重空间分布呈现由东北至西南方向递减的趋势;籽粒蛋白质含量、湿面筋含量、沉淀值和面团稳定时间呈现由东北至西南方向递增趋势。小麦千粒重、籽粒蛋白质含量、沉淀值和面团稳定时间年际间表现为强或中等程度空间相关性;容重和面粉湿面筋含量空间相关性年际间变化较大。由以上分析可知,豫北地区具有生产强筋小麦的潜在优势。新乡市的小麦籽粒质量优于鹤壁市和安阳市。面团稳定时间、千粒重和沉淀值可以作为优质强筋小麦生态区划的重要参考性状。     

新疆小麦籽粒SOD活性及TaSOD-A1位点等位变异的分布

为了解新疆小麦品种(系)籽粒超氧化物歧化酶(SOD)的活性及TaSOD-A1位点等位变异的分布,用两个功能标记SODA1和SODA11对117份新疆小麦品种(系)的 TaSOD-A1位点(基因ID为TraesCS5A01G290800)进行等位变异检测,并结合SOD活性检测结果,分析 TaSOD-A1位点不同等位变异与SOD活性的相关性。结果表明,含有 TaSOD-A1a等位变异材料的籽粒SOD活性显著高于含有 TaSOD-A1b等位变异材料的籽粒,二者占比分别为50.4%和49.6%;新疆冬小麦品种(系)中, TaSOD-A1a等位变异的分布频率高低依次为引进品种(系)>自育品种(系)>地方品种;新疆春小麦品种(系)中,只有3份材料含有 TaSOD-A1a等位变异,早期品种(系)中未发现含有 TaSOD-A1a等位变异的材料。新疆冬小麦品种(系)的籽粒SOD活性平均值显著高于新疆春小麦品种(系),且新疆冬小麦引进品种(系)中含有 TaSOD-A1a等位变异材料的籽粒SOD活性平均值也显著高于含有 TaSOD-A1b等位变异材料的籽粒SOD活性。     

不同类型专用小麦氮肥施用参数研究

为了给氯高效小麦品种的筛选与培育以及不同类型专用小麦的优质高效栽培提供依据,以强筋小麦皖麦38、中筋小麦扬麦10号和淮麦18、弱筋小麦宁麦9号和建麦1号为材料,研究了不同类型专用小麦施氮参数的特征.结果表明,不同类型专用小麦要实现籽粒目标产量和蛋白质含量指标,氮肥当季利用率和百公斤籽粒吸氮量适宜范围不同.强筋小麦皖麦38要实现产量7 500 kg/ha以上、蛋白质含量14%以上,百公斤籽粒吸氯量为2.9～3.2 kg,适宜值为3.2 kg,氮肥当季利用率为68%左右(58%～78%).中筋小麦要实现产量7 500 kg/ha以上、蛋白质含量12%以上,扬麦10号百公斤籽粒吸氮量适宜范围为2.6～2.9 kg,适宜值为2.9 kg,氮肥当季利用率为55%左右(50%～60%);淮麦18百公斤籽粒吸氮量2.8 kg左右,氮肥当季利用率为55%左右.弱筋小麦宁麦9号要实现产量6 000 kg/ha以上、蛋白质含量低于11.5%,百公斤籽粒吸氮量适宜范围为2.4～2.8 kg.适宜值2.5 kg,氮肥当季利用率为50%左右(45%～55%).     

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。     

高温胁迫对小麦蛋白质和淀粉品质影响的研究进展

灌浆期高温胁迫是导致小麦产量降低和品质变劣的主要生态因子之一,严重影响小麦生产的稳定性。本文综述了生育后期高温胁迫对小麦籽粒蛋白质数量和质量、淀粉含量和组成的影响以及导致品质变异的遗传、生理生化和分子生物学方面的最新研究进展。加深小麦品质变异分子机理的研究将有助于培育品质稳定的品种,提高对品质稳定性的控制能力。     

土壤水分对不同筋力型小麦花后旗叶氮素同化酶活性和籽粒蛋白质含量的影响

为给不同类型小麦栽培中土壤水分管理提供依据,在盆栽条件下,研究了土壤水分对不同筋力型小麦花后旗叶氮素同化酶活性和籽粒蛋白质含量的影响.结果表明,强筋小麦豫麦34花后旗叶中硝酸还原酶(NR)活性表现为:土壤含水量为田间持水量(FC)60%处理的活性最强,其次为40%FC处理, 80%FC处理最低,谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)活性大小关系均为:80%FC处理＞60%FC处理＞40%FC处理.中筋小麦豫麦49旗叶NR、GS总体上以60%FC处理最高.弱筋小麦豫麦50旗叶NR活性基本表现为60%FC处理＞40%FC处理＞80%FC处理,GS活性以80%FC处理为最高.土壤水分适度胁迫可提高籽粒蛋白质含量,豫麦34以 60%FC处理籽粒蛋白质含量最高,豫麦49、豫麦50则以40%FC处理籽粒蛋白质含量最高.不同土壤水分处理下小麦籽粒蛋白质含量与旗叶NR、GS均呈正相关,与GOGAT均呈不显著负相关.