热处理对小麦籽粒蛋白质组分的影响

根据小麦籽粒蛋白质的溶解性不同，将3个不同面筋强度的小麦品种在不同温度下处理，分析了其籽粒中球清蛋白，醇溶蛋白，乙酸可溶性麦谷蛋白和乙酸不溶性谷蛋白的含量和比例。结果表明，高温（90℃和110℃）处理强筋和中强筋小麦，球清蛋白和乙酸可溶性麦谷蛋白的含量下降，醇溶蛋白的含量不变，乙酸不溶性蛋白的含量上升，高温处理弱筋小麦，球清蛋白，醇溶蛋白和乙酸可溶性麦谷蛋白的含量下降，乙酸不溶性蛋白的含量上升，讨论了高温处理使强面筋和中强面筋小麦品质劣化，使弱面筋小麦的品质改善的原因。     

不同品质类型小麦籽粒游离氨基酸、蛋白质及其组分的动态变化

为了解小麦氮素营养代谢的动态变化规律,给优质专用小麦品种选育与应用提供科学依据,选用不同品质类型的四个小麦品种(系)济南17、PH82-2-2、PH97-4、PH97-5,在两种施氮水平和两种追肥时期下研究了籽粒游离氨基酸、蛋白质及其组分的动态变化.结果表明,籽粒发育初期游离氨基酸含量高,随籽粒发育其含量逐渐下降;蛋白质含量积累呈现"高-低-高"的变化趋势,品种之间差异显著,成熟期蛋白质含量高的品种一般有较高的游离氨基酸和蛋白质积累水平.不同品质类型小麦籽粒蛋白质组分含量变化动态基本一致,灌浆初期清蛋白含量较高,随籽粒发育逐渐下降,灌浆中后期下降趋缓;球蛋白总体含量水平较低,随籽粒发育缓慢下降,灌浆末期略有上升.醇溶蛋白在籽粒发育前期积累较少,花后14 d快速积累;谷蛋白在花后7 d已有一定的积累,随后其含量逐渐上升,强筋高蛋白品种有较高的醇溶蛋白和谷蛋白积累水平,在成熟籽粒蛋白质中谷蛋白和醇溶蛋白所占比例也高,弱筋低蛋白品种有相对较低的醇溶蛋白和谷蛋白积累,醇溶蛋白和谷蛋白所占比例也低.     

不同基因型和环境下小麦面粉蛋白组份与最终使用品质的关系

与小麦最终使用品质变异有关的生化因素鉴定对育种者，生产者，粮食管理者，面粉厂主格面包师来说非常重要据报道，面粉蛋白质组成及其按分子大小和溶解性划分的面粉蛋白类别是影响小麦加工品质的重要变异因素。来自１７种内布拉斯加环境下的３０个基因型，采用ＳＥ－ＨＰＬＣ技术分别对其面粉样品五种主要蛋白质组份的比例进行了测定，同时也测定了面粉总蛋白含量和ＳＤＳ沉降值，以检验面粉蛋白的综合特性。     

小麦籽粒蛋白质组分含量的QTL定位

为了给分子标记辅助选择和小麦品质育种提供依据,以小麦杂交组合99G44×京771重组自交系群体(RIL)为材料,采用复合区间作图法对小麦籽粒蛋白质组分含量进行了QTL分析,结果检测出1个与清蛋白含量有关的显著加性效应QAIb-3A,位于3A染色体,位点总贡献率为1.65%;检测出1个与球蛋白含量有关的显著加性效应QGlo-2A,位于2A染色体,位点的总贡献率为7.08%;检测出2个与醇溶蛋白含量有关的显著加性效应QGli-1B和QGli-6D,分别位于1B、6D染色体,位点总贡献率为16.11%;检测出2个与谷蛋白含量有关的显著加性效应QGIu-2D和QGlu-5A,分别位于2D、5A染色体,位点总贡献率为14.71%.     

水氮互作对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响

为了给强筋小麦高产优质高效栽培提供理论依据,选用高产强筋小麦品种济麦20为材料,研究了施氮量和灌溉量对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响.结果表明,施氮量由120 kg/ha(N1)增加至240 kg/ha(N2),籽粒蛋白质含量、清蛋白和球蛋白含量增加(醇溶蛋白+麦谷蛋白含量)/(清蛋白+球蛋白含量)比值(谷醇/清球比值)降低,面团稳定时间降低.同一施氮量条件下,由不灌水(W0)到灌2水(W1),籽粒蛋白质含量增加,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间缩短;由灌2水(W1)到灌3水(W2)和5水(W3),籽粒蛋白质含量降低,蛋白质组分中清蛋白和球蛋白含量升高,醇溶蛋白和麦谷蛋白含量降低,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间亦缩短.试验结果表明, 在本试验条件下,增加施氮量和灌水量导致面团稳定时间缩短,其原因是清蛋白和球蛋白占总蛋白含量的比例,即谷醇/清球比值降低.     

水氮互作对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响

为了给强筋小麦高产优质高效栽培提供理论依据,以高产强筋小麦品种济麦20为材料,研究了施氮量和灌溉量对小麦籽粒蛋白质组分和品质的影响.结果表明,施氮量由120 kg*ha-1(N1)增加至240 kg*ha-1(N2),籽粒蛋白质含量、清蛋白和球蛋白含量增加,(醇溶蛋白+麦谷蛋白含量)/(清蛋白+球蛋白含量)比值(谷醇/清球比值)降低,面团稳定时间缩短.同一施氮量条件下,由不灌水(W0)到灌2水(W1),籽粒蛋白质含量增加,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间缩短;由灌2水(W1)到灌3水(W2)和5水(W3),籽粒蛋白质含量降低,蛋白质组分中清蛋白和球蛋白含量升高,醇溶蛋白和麦谷蛋白含量降低,谷醇/清球比值降低,面团稳定时间亦缩短.以上结果表明,在本试验条件下,增加施氮量和灌水量导致面团稳定时间缩短,原因是清蛋白和球蛋白占总蛋白含量的比例,即谷醇/清球比值降低.     

盐分胁迫对小麦籽粒蛋白质及其组分含量变化动态的影响

为了明确盐分对小麦籽粒蛋白质及其组分含量的影响,分析了3种不同盐分含量的土壤上小麦籽粒蛋白质及其组分含量的动态变化。结果表明,随着土壤盐分浓度的增加,小麦籽粒蛋白质含量提高,表现为S3（土壤盐分含量1．6129g／kg）〉S2（土壤盐分含量1．2656g／kg）〉SI（土壤盐分含量0．674g／kg）;小麦籽粒蛋白质积累量随盐分浓度的提高而下降,S2与S1处理间籽粒蛋白质含量和积累量差异均达显著水平,S3与S2和S1间差异均达极显著水平。盐分胁迫条件下小麦籽粒蛋白质含量呈高一低一高的“V”型变化,与正常生长条件下蛋白质含量的变化动态一致。小麦籽粒蛋白质各组分含量随土壤盐分浓度的增加而增加,各处理间的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白含量差异均达显著或极显著水平。从各组分占总蛋白的比例来看,清蛋白、球蛋白、谷蛋白的比例随着土壤含盐量的增加而下降,醇溶蛋白的比例则随土壤含盐量的增加而增加,谷／醇比随着土壤含盐量的增加而下降。     

小麦籽粒品质形成及其调控研究进展

本文介绍了蛋白质含量和质量及淀粉组份与小麦籽粒品质的关系,论述了小麦籽粒品质的形成特点及影响因子和技术调控途径,分析了小麦籽粒产量与品质的关系,提出通过基因型,生态环境,技术调控等综合运用来实现小麦优质,高产,高效的发展的手段。     

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。     

小麦籽粒品质形成及其调控研究进展

本文介绍了蛋白质含量和质量及淀粉组份与小麦籽粒品质的关系,论述了小麦籽粒品质的形成特点及影响因子和技术调控途径,分析了小麦籽粒产量与品质的关系,提出通过基因型、生态环境、技术调控等综合运用来实现小麦优质、高产、高效的协同发展的手段。     

Wheat (Triticum aestivum L.) grain proteome response to elevated [CO2] varies between genotypes

The impact of rising carbon dioxide concentration ([CO₂]) in the atmosphere on wheat grain protein concentration and proteome was investigated in this study. Wheat genotypes (H45, SB003, SB062 and Yitpi) were grown in the Australian Grains Free-Air CO₂ Enrichment (AGFACE) facility, Horsham, Victoria, Australia under ambient [CO₂] (a[CO₂], 391 μmol mol⁻¹) and elevated [CO₂] (e[CO₂], 550 ± 20 μmol mol⁻¹). Grain yield and grain protein concentration were measured. Global grain proteome comparison was carried out using stable isotope dimethyl labelling followed by liquid chromatography - mass spectrometry (LC-MS/MS). Grain yield was significantly increased at e[CO₂], whereas protein concentration was significantly decreased and responses varied between genotypes. Proteome-wide analysis revealed that protein composition was also altered under e[CO₂]. Grain protein concentration and composition of SB003 was very responsive to e[CO₂]. Mainly storage proteins were decreased at e[CO₂] and the responses varied between genotypes. These findings suggest that e[CO₂] may have a major impact on grain protein quality and thus bread quality and human and animal nutrition. Further, these findings suggest that [CO₂] insensitive cultivars can be identified for grain quality improvement under changing climate.     

基因型和环境对安徽小麦品质性状的影响

为了解基因型和环境对小麦面粉类胡萝卜素含量、LOX活性、白度、蛋白质含量、湿面筋含量和总淀粉含量的影响,选用15个小麦品种连续2年在安徽省4个试点进行试验,分析了15个小麦品种籽粒类胡萝卜素含量和其他5个品质性状的异同。结果表明,供试材料的6个被测品质性状在基因型间的差异均达到极显著水平;类胡萝卜素含量和蛋白质含量在环境间差异达到显著或极显著水平。被测品质性状在年份间差异均达显著或极显著水平(湿面筋含量除外);环境×年份的互作对LOX活性、白度、蛋白质含量、湿面筋含量和总淀粉含量的效应极显著;基因型×环境互作对类胡萝卜素含量、LOX活性、白度的影响极显著;基因型×年份、环境×年份、基因型×环境×年份互作对蛋白质含量、湿面筋含量、总淀粉含量的效应极显著。     

小麦化粉的离体萌发研究

为筛选适合小麦花粉离体萌发的培养基配方,建立有效的离体萌发方法体系,以小麦品种西农1376为材料研究了不同浓度组合的蔗糖和聚乙二醇4000(PEG4000)在小麦花粉离体萌发中的作用,在此基础上又研究了硼酸(H3BO3)、钙离子(Ca2 )以及生理活性类物质维生素B1(VB1)对小麦花粉离体萌发的影响。结果表明:(1)一定浓度的蔗糖、PEG4000、H3BO3、Ca2 对小麦花粉的萌发有明显的促进作用,而VB1对花粉萌发的效果不明显;(2)18%蔗糖 9%PEG4000 2 g/L Ca(NO3)2.4H2O 60 mg/L H3BO3的培养基成分比较适合小麦花粉的离体萌发;(3)在28℃的条件下培养50 min最适合小麦花粉的萌发及观察与统计;(4)在上述培养基和培养条件下直接采用本研究设计的离心管封闭培养方法可使西农1376的花粉萌发率达到70%以上。     

Effects of Ammonium Chloride Fertilizer and its Application Stage on Cadmium Concentrations in Wheat (Triticum aestivum L.) Grain

Abstract

Chloride (Cl) in saline soil increases the cadmium (Cd) concentration in crops. Here, we conducted a field experiment to investigate changes in Cd concentrations in wheat grain after the application of the Cl-containing fertilizer ammonium chloride (NH₄Cl), with the aim of reducing its potential health risk. Effects of the application stage of NH₄Cl fertilizer and leaching treatment (i.e., heavy rainfall) were also investigated in field and pot experiments. Both field and pot experiments showed that the Cd concentration of wheat grain was higher with NH₄Cl fertilizer than with ammonium sulfate or urea fertilizers. Grain Cd concentration in wheat fertilized with NH₄Cl at the tillering–jointing and flowering stages in the field experiment was 0.223 mg kg^–1, which was about 1.5 times higher than that fertilized with urea. This finding is important because, in Japan, compound fertilizers containing NH₄Cl are commonly used in fields for wheat cultivation. NH₄Cl fertilizer application at the tillering–jointing and flowering stages had nearly equal effects on the Cd concentration in wheat grain. Basal dressing with NH₄Cl fertilizer increased Cd concentrations in wheat grain to a greater extent than topdressing (at thetillering–jointing and flowering stage applications) in a pot experiment that was protected from rain. Leaching treatment (assuming two lots of 100 mm rainfall) negated the effect of NH₄Cl fertilizer application on Cd concentration in wheat grain. We recommend the use of ammonium sulfate or urea preferentially as the nitrogen fertilizer because heavy rainfall rarely occurs during this period in Japan.     

施磷水平对小麦根系生理及籽粒蛋白质含量的影响

为明确磷肥对小麦品质及根系发育的调控效应,以强筋小麦品种郑麦9023、中筋小麦品种周麦18号、弱筋小麦品种郑麦004为材料,研究了3个磷肥水平（0、90、180 kg P₂O₅·hm^-2）对不同筋力型小麦籽粒蛋白质含量和根系数量性状及生理生化特性的影响。结果表明,施磷在不同程度上增加了小麦次生根数,提高了根系活力,降低了根系可溶性糖含量,但高磷（180 kg P₂O₅·hm^-2）并不利于根系生长。3个小麦品种次生根数在籽粒灌浆期均达最高值,其中,郑麦004的单株次生根数和主茎次生根数较多;根系活力在拔节期达到最大值,成熟期降到最低,其中,郑麦9023根系活力较弱;根系可溶性糖含量在冬前达到最大值,其中,周麦18号的根系可溶性糖含量较高。施磷可增加周麦18号和郑麦9023的籽粒蛋白质含量,但降低郑麦004的籽粒蛋白质含量;在中磷（90 kg P₂O₅·hm^-2）条件下,小麦蛋白质产量最高。综合考虑,在本试验条件下,以中磷处理效应最佳。     

生态环境和播期对小麦籽粒产量及品质性状间相关性的影响

为了解不同生态环境下小麦产量与品质性状间的相关性及其受主要气候生态因子影响的变化规律,选用6个不同类型小麦品种在5个不同生态点分期播种。研究结果表明,小麦产量与品质性状间的相关性在不同品种、不同生态点与不同播期条件下存在显著差异。在6个小麦品种中,淀粉含量与面粉筋力间存在负相关关系。南京与姜堰两地在提高小麦品质时产量水平相应降低,而徐州、泰安与保定三地可以同步增加产量与蛋白质含量,但面粉筋力与烘烤品质不能保证相应的提高。晚播与早播、适播相比,蛋白质含量虽有所增加,但产量与其它品质性状都有所下降。随着灌浆期日均温的升高以及日较差的增大,蛋白质含量与沉淀值的相关系数减小;灌浆期间日较差越大,蛋白质含量与千粒重的相关性以及淀粉含量与沉淀值间的相关性均由负相关逐渐趋向于正相关;随灌浆期间的总日照时数增加,淀粉含量与沉淀值间的相关系数增大,由负相关逐渐变为正相关。因此,在小麦生态育种和调优栽培研究中,需要重视不同生态环境因子对小麦籽粒品质性状影响的不同步性。     

蛋白质含量不同的春小麦开花后籽粒内源激素的变化

利用蛋白质含量和产量不同的３个春小麦品种,在盆栽条件下,研究了开花后籽粒内源激素活性的变化方式,结果表明：３个品种籽粒发育期间ｉＰＡ含量变化方式基本一致,但低蛋白品种出现峰值后,下降的速率明显高于高蛋白品种,而且含量最低水平的出现时期比高蛋白品种提前１０ｄ;ＧＡ含量变化呈双峰曲线,ＩＡＡ含量为单峰曲线;高蛋白品种的ＩＡＡ峰植显著高于其他两个品种,而低蛋白品种的ＡＢＡ峰植显著高于高蛋白品种。初步认为     

施氮量对冬小麦籽粒蛋白质及其组分含量和比例的影响

为研究高有机质土壤条件下施氮量对不同品质类型冬小麦籽粒蛋白质及其组分含量和比例的影响,以强筋小麦品种临优145和郑麦9023及弱筋小麦品种宁麦9号和宝丰949为材料进行了不同施氮量的试验。结果表明,增施氮肥可以提高籽粒蛋白质及其各组分的含量。总蛋白质、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量均随着施氮量的增加显著提高,N2处理较NO处理分别提高0．78、0．12、0．31和0．35个百分点;清蛋白含量也随施氮量的增加而提高,但不同施氮处理间差异不显著。强筋小麦和弱筋小麦贮藏蛋白含量差异显著,但可溶性蛋白含量差异不显著。随着施氮量的增加,品种间可溶性蛋白含量差异加大,但贮藏蛋白含量差异减小。氮肥施用量对小麦籽粒各蛋白组分在总蛋白中所占的比例影响不大．不同品种籽粒中各蛋白组分在总蛋白中所占比例受施氮量的影响也不同。     

孕穗期施氮对小麦蛋白质组分积累和蛋白质体发育的影响

为了揭示氮素对小麦蛋白质品质的调节效应,以扬麦9号为材料,研究了孕穗期施氮对小麦籽粒蛋白质组分积累及胚乳细胞蛋白质体发育的影响.结果表明:(1)随花后天数的增加,小麦籽粒清蛋白含量呈现由高到低的变化,球蛋白含量先下降,后期又升高;而醇溶蛋白和麦谷蛋白含量基本呈现由低到高的变化;(2)孕穗期施氮能显著提高醇溶蛋白和麦谷蛋白含量,而对清蛋白和球蛋白含量影响较小;(3)小麦胚乳细胞中蛋白质体约在花后12 d出现,花后16 d蛋白质体开始大量合成,其数目迅速增多,体积变大.成熟后期,蛋白质体因胚乳细胞中大小淀粉体的充实被挤成片层结构而填充在淀粉体缝隙中.胚乳边缘细胞中蛋白质体大而多,中部细胞蛋白质体小而少;(4)孕穗期施氮可促进蛋白质体的形成,使其数目增多.