基于模拟实验的淀粉粒形态变化及其农业考古学意义——以小麦为例

[目的]为了迅速准确的对中国各农业遗址中的淀粉粒残留物进行鉴定,需要进行现代植物淀粉粒形态变化研究和模拟实验分析不同试剂和实验处理方法对淀粉粒形态的影响。[方法]研究现代小麦成熟过程中淀粉粒形态变化,完成了对成熟小麦的一系列模拟试验,如：研磨、超声波处理、盐酸和双氧水处理、干燥处理。[结果]成熟过程中小麦淀粉粒经历了由小到大的变化,最后稳定在由大、小两组淀粉粒组成;研钵研磨会使小麦淀粉粒粒径增大;较长时间的超声波处理使得小麦淀粉粒粒径增大;浓度为10%的盐酸和浓度为6%双氧水对小麦淀粉粒的影响很小;低温干燥处理不会使小麦淀粉粒出现糊化。[结论]该研究结论可有效地指导考古遗址古代样品淀粉粒分析实验流程以及处理参数的选择,提高了淀粉粒分析的效率和结果的可靠性。同时也为中国的农业起源和作物传播的研究提供了基础实验资料。     

不同密度玉米种皮形态建成及胚乳淀粉粒超微结构差异

试验以鲁单981为材料,研究了30000株/hm~2(低密度)和90000株/hm~2(高密度)种植密度下,玉米种皮的形态及胚乳淀粉粒超微结构。结果表明,随着子粒的发育,内珠被中的细胞质首先作为营养物质被吸收、解体,形成类似珠被绒毡层的黑层。黑层退化消失的同时,子房壁细胞也离散解体,最终使子房壁和内珠被愈合在一起形成种皮。授粉后10～15d是胚乳淀粉粒发育的质变时期;授粉后20～25d是淀粉粒发育的量变时期。高密度处理的种皮细胞总层数约占低密度处理的1/2,但其各层细胞中的内容物相对较多,种皮形态建成的速度较慢。授粉后10～20d,高密度处理的胚乳淀粉粒明显比低密度处理大且多;而授粉后25d表现相反。玉米胚乳淀粉粒的剖面面积多数集中在0.28～0.56μm~2,约占24.8%,剖面面积大于2.52μm~2的淀粉粒仅占5.2%。     

香稻胚乳的垩白性状研究及扫描电镜观察

【目的】研究不同香稻品种垩白性状与胚乳细胞和淀粉粒的形状结构、排列方式及发育情况的关系,为进一步研究香稻垩白性状的形成机理及培育优良品质的香稻新品种打下基础。【方法】通过田间试验,调查11个香稻品种的垩白粒率、垩白面积和垩白度,并对香稻品种胚乳细胞及淀粉粒进行电镜观察。【结果】供试11个香稻品种间差异最明显的垩白性状为垩白粒率,其次是垩白面积,最小的是垩白度,垩白粒率和垩白度成正比,垩白粒率越高则垩白度越高。不同香稻品种稻米胚乳细胞的排列方式、形态及其横断面淀粉粒的分布存在明显差异,其与垩白性状的形成存在一定关联,根据稻米胚乳中垩白形成的位置不同,可将垩白性状分为腹白、心白和背白3种垩白亚类。同一香稻品种,垩白米与无垩白米在淀粉粒形状结构及排列方式等方面也存在明显差异,但垩白米的透明部位和无垩白米的淀粉粒间无明显差异,且垩白度低的部位淀粉粒发育良好。【结论】香稻稻米的垩白性状与胚乳细胞和淀粉粒的形状结构、排列方式及发育情况密切相关,可用于香稻稻米品质鉴定。     

双胚苗水稻种子的扫描电镜观察

以同源四倍体双胚苗水稻品系(D07-04-01)及其衍生后代(01-04-01,D07-02-01,DP07-04-01)为研究材料,利用扫描电镜技术和X射线衍射技术对稻米的垩白性状、淀粉粒的形态特征和淀粉的晶体特性进行了初步研究。研究结果表明,与其他材料相比,双胚苗二倍体品系D07-02-01的垩白粒率、垩白度和垩白大小均最小,稻米的自然横断面中部无明显辐射状,裂痕少且浅,粗短形的不规则多边形胚乳细胞与淀粉粒分布均匀,多面体状淀粉粒呈现典型的晶体结构,数目多且排列致密,球形单粒淀粉粒和块状不规则的复粒淀粉体数目比较少,相对结晶度高,直链淀粉含量低,即外观品质和食味品质均比其他四倍体品系好。     

小麦A型淀粉粒大小对淀粉特性及面包品质的影响

利用扫描电镜对10份小麦种质材料的淀粉粒大小和形态进行了观察,测定了供试样本的直链淀粉含量、面粉膨胀势和Zeleny沉淀值,分析了淀粉粒大小、形状与直链淀粉含量、面粉膨胀势、Zeleny沉淀值的关系。结果表明,不同小麦样本A型淀粉粒的大小有明显差别,淀粉粒的形状有圆形、椭圆型和长圆形。圆形和椭圆型淀粉粒比长圆形淀粉粒要大一些;直链淀粉含量低的小麦样本,A型淀粉粒的直径相对较大,膨胀势较高,Zeleny沉淀值也较高;淀粉粒直径与面粉膨胀势之间的正相关不显著,与直链淀粉含量的负相关达到极显著水平,与Zeleny沉淀值之间的正相关达到极显著水平。研究结果为小麦品质育种以及食品加工提供了理论依据和技术指导。     

苹果枝条冬季淀粉粒动态变化与抗寒力的关系

组织显微化学特性以及扫描电镜观察显示,越冬期间,苹果枝条中淀粉粒的形态结构和转化程度与抗寒力密切相关,抗寒的山定子、八棱海棠淀粉粒小且水解彻底,不抗寒的倭锦淀粉粒大且水解不彻底;抗寒力中等的金红居中。同一时期同一品种不同组织间淀粉粒水解程度与田间抗寒力的大小表现一致。     

水稻籽粒发育和胚乳淀粉粒形成的研究

水稻籽粒长、宽快速增长期为花后０－６天,粒型（长／宽）形成期为花后１５天;抽穗后０－３天粒重发育缓慢,之后迅速增长,至第１８天粒重发育基本完成;受季节影响,水稻晚季粒型值大于早季,尤其是灿稻品种其早、晚季粒型值的差异达极显著水平;淀粉粒在胚乳中形成的时间为子房受粉后２－３天,并于边缘的胚乳细胞中最先出现。     

柑橘体细胞胚发生的组织细胞学研究

以伏令夏橙长期继代培养的愈伤组织诱导体细胞胚发生。切片观察表明:胚性愈伤组织由胚性和非胚性细胞组成,体细胞胚发生以单细胞外起源方式为主,也可能来自胚性细胞团。胚性细胞分裂产生两个细胞,进而分化发育成多细胞原胚、球形胚、心形胚及子叶胚。次生胚和畸形子叶胚的产生较常见。通过PAS反应发现,胚性细胞和球形胚时期有两次淀粉积累高峰,淀粉的消长与体细胞胚发生的能量供应密切相关。     

小麦籽粒淀粉分支酶同种型SBE IIb 的亚细胞定位及遗传多样性

以70个有代表性的小麦品种,采用SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)方法检测淀粉粒结合SBE IIb的品种间差异;并对SDS-PAGE凝胶中SBE IIb进行回收、复性和酶活性测定。结果表明,淀粉粒结合蛋白(SGP)中分子量为85 kD的SGP-2是与淀粉粒结合的SBE IIb,具有淀粉分支酶活性;SBE IIb从淀粉粒释放并去除SDS后活性立即恢复,其活性高峰出现在花后21 d左右;SBE IIb在小麦籽粒发育早期开始表达,不同发育时期表达量有差异,但其表达图谱在品种间没有差异,即编码SBE IIb的基因位点不具有品种的遗传多态性。