小麦胚乳 A、B 型淀粉粒发育特征及黏度特性

利用扫描电镜对4个小麦品种不同发育时期籽粒自然断面和分离提纯的A、B型淀粉粒进行观察,并采用黏度糊化仪对小麦面粉和成熟小麦胚乳A、B型淀粉粒分别进行黏度测定.电镜扫描结果显示,小麦授粉3d有凝胶状物质产生于造粉体内壁,6d可明显看到部分造粉体被淀粉粒充满,此时淀粉粒雏形已现,9d淀粉粒体积增大,基本充满所有造粉体,12d前观察到的均为A型淀粉粒,15d有B型淀粉粒出现,18d以后造粉体被完全破坏降解,只留存有A、B型淀粉粒和各自表面的结合蛋白.这说明12d前是A型淀粉粒形成时期,后逐渐形成B型淀粉粒.黏度糊化测定结果表明,A、B型淀粉粒糊化后呈天蓝色,而面粉糊化后呈白色.其次,所测小麦样品糊化焓变和峰值黏度大小表现为B型淀粉粒＞A型淀粉粒＞小麦面粉.     

专用小麦胚乳背部和腹部淀粉粒发育的差异

为从微观角度了解小麦胚乳淀粉体的发生和发展过程,以强筋小麦徐麦30、中筋小麦扬麦11和弱筋小麦扬麦13为材料,利用显微技术研究了小麦胚乳背部和腹部淀粉粒的大小、数量和发育等特性。结果表明：（1）小麦胚乳淀粉粒粒径在颖果发育前期增加速率较快,而在发育后期增加较慢。同一品种腹部大淀粉粒粒径长度高于背部。品种间大淀粉粒粒径表现为扬麦13>扬麦11>徐麦30,小淀粉粒径表现为扬麦13>徐麦30>扬麦11。（2）在小麦胚乳发育过程中单位面积大淀粉粒的数量呈现先降后升的变化趋势。小麦胚乳大淀粉粒数量表现为徐麦30>扬麦11>扬麦13。胚乳细胞中小淀粉粒数量呈现持续增加的趋势,前期增加速率较快,后期较慢,品种间大小淀粉粒总数量均表现为扬麦13>扬麦11>徐麦30。（3）不同专用小麦成熟籽粒背部和腹部淀粉粒的形态及分布存在差异。同一品种腹部大淀粉粒数量较多,小淀粉粒数量较少,而背部小淀粉粒数量较多,大淀粉数目较少。三种专用小麦相比,弱筋小麦扬麦13小淀粉粒的数量最多,且排列疏松;而强筋小麦徐麦30小淀粉粒数量较少,且与蛋白体紧密结合,质地致密;中筋小麦扬麦11介于两者之间。     

花后干旱对小麦胚乳淀粉粒发育和理化特性的影响

我国小麦主产区在籽粒灌浆期往往频发干旱,常导致小麦产量下降和品质变劣。为了解花后干旱对小麦籽粒淀粉粒发育及淀粉理化特性的影响,以中强筋小麦新冬20号和新冬23号为供试材料,在花后干旱胁迫下对小麦籽粒灌浆过程中淀粉粒形态、粒径、淀粉降解酶活性以及淀粉相对结晶度、持水力、膨胀势、溶解度和破损淀粉粒含量进行了研究。结果表明,花后干旱处理下两个参试小麦品种的淀粉粒基本形态未发生明显变化。对比新冬20号,花后干旱对新冬23号淀粉粒的形成、发育影响更大。花后干旱处理下,新冬20号和新冬23号胚乳中的淀粉降解酶活性均在灌浆后期达到峰值,花后35 d时,籽粒淀粉降解酶活性均明显高于同时期的对照。花后干旱未改变参试小麦品种淀粉粒的结晶类型,但降低了其相对结晶度。花后干旱处理的新冬23号籽粒中淀粉粒的持水力和破损淀粉含量显著低于对照。试验说明花后干旱胁迫影响了小麦籽粒灌浆过程中淀粉降解酶活性,进而作用于淀粉粒的表观结构,最终对淀粉粒的理化特性产生影响,影响程度与参试小麦品种的遗传特性有关,干旱敏感型品种受其影响更为明显。     

紫糯小麦籽粒石蜡切片制作技术优化及淀粉粒累积分析

为了探明糯性小麦授粉后籽粒淀粉粒的累积情况,以山农紫糯2号授粉后不同天数的籽粒为试验材料,通过对传统石蜡切片技术的脱水、透明和浸蜡等环节进行改进,制作切片后对小麦籽粒结构发育进行观察研究。结果显示,与传统石蜡切片方法相比较,技术改良70%乙醇和无水乙醇脱水时间与逐级透明和渐进式浸蜡环节后,小麦籽粒（授粉后0~14 d）不皱缩变形,石蜡切片完整,且染色分明,结构显示清晰。授粉后0~2 d,果皮中已经开始积累少量淀粉粒,随着授粉后天数推移而逐渐增多;授粉后第6天,胚乳内部逐渐由游离核期向细胞化过渡;授粉后第8天,胚乳细胞进一步增大,淀粉粒开始累积,但体积较小;授粉后第10~12天,胚乳细胞向无核化发展,不同部位胚乳细胞和淀粉粒的排列分布呈现明显差异;授粉后第14天,胚乳细胞中几乎完全充满淀粉粒。表明改进的石蜡切片制作方法适合于早期小麦籽粒的结构研究。     

小麦胚乳小淀粉粒是复粒淀粉的结构观察

为了查明小麦胚乳淀粉粒是单粒淀粉还是复粒淀粉,利用电子显微镜技术系统观察了小麦胚乳发育过程中淀粉粒的发育过程.结果表明,大淀粉粒在胚乳发育早期发生与发育,包含大淀粉粒的淀粉体通过缢缩进行增殖,每个淀粉体只包含一个大淀粉粒;小淀粉粒在胚乳发育的中、后期发生与发育,包含大淀粉粒的淀粉体被膜向细胞基质突起,出芽产生许多淀粉体,小淀粉粒在这些淀粉体内发生与发育;包含小淀粉粒的淀粉体也可以通过缢缩或被膜外突出芽产生新淀粉体,用来形成小淀粉粒;多个小淀粉粒可以同时在一个淀粉体内发生与发育;当淀粉体被淀粉粒所充满,淀粉体被膜降解消失,释放淀粉粒到细胞基质中.上述结果表明,小麦胚乳大淀粉粒为单粒淀粉,而小淀粉粒为复粒淀粉.     

灌浆期遮阴对小麦胚乳淀粉粒度分布及糊化特性的影响

为了解灌浆期遮阴对小麦胚乳淀粉粒度分布及淀粉糊化特性的影响,研究了灌浆期对扬麦13、宁麦13和烟农19进行30%遮阴后籽粒的淀粉粒度分布与糊化特性的变化。结果表明,小麦灌浆期遮阴显著降低了<10μm的B型淀粉粒体积和表面积占比,增加了>10μm的A型淀粉粒的体积和表面积占比,其中A型淀粉粒中主要增加了10~20μm淀粉粒的体积和表面积占比;遮阴处理对淀粉粒数目分布无显著影响。遮阴处理后,峰值粘度、低谷粘度、稀懈值、最终粘度、回升值等糊化参数指标均显著降低。小麦籽粒硬度、容重、出粉率等指标也因遮阴处理而显著降低。综上所述,遮阴处理改变了小麦籽粒淀粉粒粒度分布,降低了淀粉糊化参数和加工品质。     

稻茬晚播小麦胚乳淀粉粒度分布的粒位差异

为研究稻茬晚播小麦胚乳淀粉粒分布的粒位差异,以小麦品种山农1391和藁城8901为材料,设适期播种和晚播2种播期处理,研究小麦强势、弱势籽粒胚乳淀粉粒粒度分布特征。结果表明,小麦强、弱势籽粒中均具有A、B型淀粉粒,但淀粉粒的分布因不同处理具有显著差异。不同小麦品种、播期和粒位下,淀粉粒的体积分布均呈双峰分布,峰值分别为4.878~6.453μm和21.7~23.82μm;淀粉粒数目分布呈单峰分布,峰值为0.520~0.571μm。藁城8901的B型淀粉粒的体积、数目、表面积占比均显著高于山农1391;山农1391的A型淀粉粒的体积、数目、表面积百分比显著高于藁城8901。晚播处理使小麦B型淀粉粒占比显著升高,A型淀粉粒占比显著降低;弱势粒中B型淀粉粒占比降低,A型淀粉粒占比显著上升。晚播处理对山农1391的影响大于藁城8901。     

小麦族植物淀粉粒形态研究

为深入研究小麦族植物的淀粉粒形态特征,利用光学显微镜和电子显微镜对收集于中国的16种小麦族植物淀粉粒形态进行分析。结果表明,小麦族植物淀粉粒均为单粒淀粉粒,二维形状上大多为近圆形,部分呈椭圆形。从淀粉粒组合形式上来看,16个样品均包含有A型(10μm)和B型(10μm)淀粉粒。其粒径大小与圆度存在正相关关系(R2=0.401 3),即平均粒径越大,其圆度越高,在二维形态上越接近正圆。聚类结果表明,16个样品可以分为5类,鹅观草与黑麦淀粉粒差异最为明显,各为一类;二棱皮大麦、六棱皮大麦、披碱草、硬粒小麦为第三类;斯卑尔托山羊草、野生大麦、大麦为第四类;二棱裸大麦、新疆大麦、六棱裸大麦、纤毛鹅观草、春小麦、小麦无芒蚂蚱、野生二粒小麦为第五类。根据多变量分析结果,提出了小麦族植物淀粉粒鉴定的判别方程式。研究成果充实了小麦族植物淀粉粒数据库和图谱。     

不同类型小麦品种大、小淀粉粒的分离和特性

为给小麦品质育种提供依据,以3个不同类型的小麦品种(济南17号、扬麦12号和扬麦9号)为材料,分离了大、小淀粉粒,并对它们的特性(形状、大小、膨胀势、晶体特性、糊化特性等)进行了测定和分析.结果表明,大、小淀粉粒形状为椭球形或球形,品种间无差别,但其大小和含量在品种间存在很大差异;大淀粉粒的膨胀势大于小淀粉粒.大、小淀粉粒都为A型淀粉晶体,大淀粉粒的相对结晶度差别不大,但小淀粉粒的相对结晶度差别较大,表现为济南17号＜扬麦12号＜扬麦9号.品种内大淀粉粒的起始温度To、峰值温度Tp值和吸收热焓△H高于小淀粉粒,终止温度Tc值却比小淀粉粒低.     

小麦淀粉粒结合蛋白多态性及蛋白表达差异的研究

为了解小麦淀粉粒结合蛋白(Starch granule proteins,SGPs)的多样性及与淀粉品质性状的关系,对来自中国、墨西哥和埃及的149份春小麦材料淀粉粒结合蛋白进行SDS-PAGE电泳分析,探讨了淀粉粒结合蛋白多态性及表达差异。结果表明,供试材料的SGP组成存在多态性,149份材料中分离了10种主要的SGPs和56种组合带谱,其中SGP-g和SGP-e是小麦中出现频率最高的淀粉粒结合蛋白(出现频率均在90%以上),而绝大多数小麦材料(92.6%)中包含了7～9条SGPs条带。材料的地理来源与SGPs蛋白谱带聚类的结果并不完全一致。     

小麦淀粉粒蛋白表达差异及其与淀粉糊化特性的关系

为探明小麦淀粉粒蛋白与淀粉糊化特性的关系,对河南省18个主栽小麦品种淀粉粒蛋白进行分离,并对淀粉粒蛋白类型、淀粉含量、糊化特性参数进行了研究.结果表明,18个小麦品种分离出了8种主要的淀粉粒蛋白,9种组合带谱,并以组合类型Ⅰ和组合类型Ⅶ所占比例最高,为55.56%,均表现为7条谱带.通过对淀粉粒蛋白条带数量以及谱带光密度总量和淀粉特性的相关性分析表明,淀粉粒蛋白光密度总量和直链淀粉含量、峰值黏度、低谷黏度、最终黏度呈显著负相关,表明淀粉粒蛋白表达量影响淀粉的糊化特性.同时选取6个小麦品种,分别采用盐、SDS、蛋白酶对淀粉进行处理后,淀粉峰值黏度显著提高,其中以盐处理提高幅度最大,且不同处理之间差异达显著水平.对处理后淀粉粒蛋白进行电泳分析表明,处理后的条带明显减少,说明处理后小麦淀粉粒蛋白含量下降.综合试验结果,不同小麦品种淀粉粒蛋白表达存在差异,同时淀粉粒蛋白表达量高低影响淀粉峰值黏度.     

小麦胚乳充实特性研究初报

通过剪叶去穗试验探讨了小麦籽粒从乳熟始到面团期不同小穗位、不同粒位籽粒胚乳的容积扩充和物质填充特性以及源库改变对不同小穗位、不同粒位籽粒胚乳充实的影响。结果表明:（1）不同部位相同粒数的小穗间,下部小穗籽粒胚乳的容积扩充量和物质填充量大于上部小穗同一粒位;不同类型小穗的相同粒位间,3粒小穗大于2粒小穗,2粒小穗又大于1粒小穗;同一小穗不同粒位间,3粒小穗的第2粒位最大,基部粒位次之,最上粒位最少;2粒小穗相应粒位的籽粒胚乳相差不大;胚乳充实量大的小穗位、粒位,更突出表现在胚乳的容积扩充量上,这导致胚乳充实比的下降,相反则导致上升。（2）剪叶去穗后,籽粒胚乳的各种参数都发生了较大变化。去穗处理籽粒胚乳容积扩充量和物质填充量均变大,但胚乳充实比变小;剪叶处理籽粒胚乳,与上面各种参数的变化相反。这是因为容积扩充量更为敏感,变化幅度更大。     

小麦淀粉粒结合蛋白与面粉蛋白质和淀粉品质的关系

为了解14个淀粉粒结合蛋白组合类型出现频率较高的28份小麦材料淀粉粒结合蛋白(Starch granule proteins,SGP)组成、品质特性,对其相关蛋白质品质性状、淀粉品质性状进行了检测分析。结果表明,不同蛋白组合类型对蛋白品质性状的效应值不同。在蛋白质性状中,湿面筋含量(WGC)和干面筋含量(DGC)效应值最高的蛋白组合类型均为SGPa+b+c+d+e+f+g+h+i;面筋指数(GI)效应值最高的为SGPa+c+d+e+f+g+i+j;沉降值(SV)效应值最高的为SGPb+c+d+e+f+g+h+j和SGPa+c+d+e+f+g+i+j;蛋白质含量(PC)效应值最高的为SGPa+d+e+f+g+h+i+j。SGPb对干、湿面筋含量的效应值均最高;SGPi对蛋白质含量和籽粒硬度效应值最高,但其对干、湿面筋含量和面筋指数的效应值最低;SGPa对沉降值、蛋白质含量和籽粒硬度(GH)的效应值最低,对面筋指数的效应值最高。综合各项蛋白品质指标,贡献率综合排序最高的为SGPh,最低的为SGPa。在淀粉性状中,SGPa+c+d+e+f+g+i+j对峰值黏度(PV)、低谷黏度(LV)、最终黏度(FV)的效应值最高;SGPb+c+d+e+f+g+h+i+j和SGPa+c+e+f+g+h+i+j分别对直链淀粉(Am)和支链淀粉(Ap)含量的效应值最高;SGPb+c+d+e+f+g+h+j对直、支链淀粉之比的效应值最高。对峰值黏度、低谷黏度和最终黏度效应值最大的均是SGPj,SGPb对被测指标的效应值均较低;SGPd对直链淀粉含量和直/支比的效应值均最高,对支链淀粉含量效应值最低。SGPj对淀粉品质性状的贡献率综合排序最高,SGPb的贡献率最低。     

小麦籽粒淀粉粒粒级分布特征及其与淀粉理化特性关系研究进展

小麦籽粒淀粉粒粒级分布范围大,而且呈现梯度分布,这是小麦淀粉粒区别于其他植物淀粉粒的一个显著特征。不同粒径的淀粉粒在理化特性上有极大的差异,因此除直/支链淀粉比例之外,淀粉粒粒级分布也是影响淀粉品质的重要指标。本文综述了国内外在小麦籽粒淀粉粒粒级分布及其与淀粉品质特性关系方面的研究进展,提出应注意小麦籽粒不同粒级淀粉粒分布特征及其形成机理与调控途径等领域的研究,以促进优质小麦品种选育和调优栽培技术的建立。     

不同直链淀粉含量小麦品种的淀粉粒度分布特征

为研究不同类型小麦品种淀粉粒的分布特征,以直链淀粉含量(Am)不同的3组小麦品种为供试材料,分析其成熟期胚乳的淀粉粒度分布。结果表明,9个小麦品种淀粉粒粒径大小范围均为0.4~45.0μm,体积与表面积分布均呈双峰曲线,数目分布表现为单峰变化;B型淀粉粒数目占总数目的99.8%~99.9%。Am不同的3组小麦品种的A、B型淀粉粒体积百分比存在显著差异,糯小麦B型淀粉粒体积百分比最高,高Am组的最低。不同类型小麦籽粒A、B型淀粉粒的数目百分比无显著差异,说明糯小麦籽粒B型淀粉粒体积百分比升高主要是由于其个体体积较大所致。     

春小麦淀粉粒的分布及其与品质的相关性

为了研究小麦淀粉粒的大小及分布对小麦品质状况的影响,对不同筋力类型的8份春小麦品种进行了A、B型淀粉颗粒的电镜分析,并测定这些品种的直/支淀粉含量、膨胀势及面粉吸水率等品质指标。结果表明,强筋型小麦直径小于16 μm的淀粉粒占A型淀粉粒总数的比例最大,而中筋和弱筋型小麦直径大于20 μm的淀粉粒占A型淀粉粒总数的比例最大,与其他筋力型差异显著;B型淀粉粒直径大小在不同筋力型品种间差异不显著,其形状在弱筋品种武春121中呈现不规则形。相关分析表明,A型淀粉粒的平均直径与支链淀粉含量、膨胀势和吸水率呈显著正相关,而B型淀粉粒的平均直径与上述品质参数相关不显著,说明A型淀粉粒的大小对上述小麦品质指标具有一定的影响,而B型淀粉粒的影响较小。     

小麦胚乳传递细胞发育的结构观察

为从细胞学方面了解小麦产量和品质的形成机制,以扬麦5号为材料,利用光镜和透射电镜观察了小麦颖果发育过程中胚乳传递细胞的结构变化,并探讨了胚乳传递细胞的生理功能。结果表明：（1）胚乳传递细胞是胚乳发育过程中最早分化的细胞类型,它们发生在紧邻胚乳腔的胚乳表层,由位于外侧1~2层糊粉层传递细胞和位于内侧1~2层内胚乳传递细胞构成;（2）颖果发育成熟时,内胚乳传递细胞核衰亡,糊粉层传递细胞核依然完整;（3）胚乳传递细胞发育呈明显的极性,且具时空性;（4）糊粉层传递细胞胞质较浓,富含粗面内质网、线粒体、高尔基体和脂质体;质膜皱褶,在局部区域外翻,形成众多的原生质管;（5）内胚乳传递细胞胞质较稀,液泡化程度较高,富含淀粉体;（6）胚乳传递细胞未加厚以及未形成壁内突的壁区域分布有大量的胞间连丝;（7）胚乳传递细胞中线粒体呈极性分布,即质膜附近线粒体的密度较大。根据胚乳传递细胞的结构特点推测,经胚乳传递细胞的养分输送既可通过质外体途径又可通过共质体途径来完成。     

西藏冬青稞胚乳淀粉粒发育特征研究

为了解青稞胚乳淀粉及淀粉粒形成与生长特征,以西藏育成青稞品种冬青8号为材料,对籽粒发育过程中胚乳灌浆速度、淀粉积累量及淀粉粒的产生、二维面积、粒径变化进行了分析。结果表明,胚乳发育过程中,干物质和淀粉积累量呈S型曲线,两者呈正相关。花后5d,青稞胚乳中可零星见到粒径和二维面积较小的A型小淀粉粒;花后10~15d,A型小淀粉粒数量显著增大,但粒径和二维面积增加较慢;花后20d,B型小淀粉粒可能已经形成,与A型小淀粉粒组成一个复合群体;花后25d,形成了粒径10μm的A型淀粉粒、粒径5~10μm的B型淀粉粒和粒径5μm的C型淀粉粒;花后30~55d,不同粒径的淀粉粒数量和二维面积逐渐增加,其中,C型淀粉粒数量不断增加直至籽粒成熟。青稞成熟籽粒胚乳中,淀粉粒的粒径为1.45~44.76μm,二维面积为3.56~1 750.8μm2;A型淀粉粒形状为近圆形,表面光滑,个别表面附着有C型淀粉粒,B型淀粉粒形状有近圆形、椭圆形多种类型,C型淀粉粒形状比B型淀粉粒的变异更大。