中筋和弱筋小麦籽粒蛋白质含量卫星遥感预测探讨

弱筋小麦宁麦9号及其衍生系的蛋白质含量遗传多样性及关联分析姜朋;张平平;张旭;陈小霖;姚金保;马鸿翔【摘要】优质弱筋专用小麦品种宁麦9号是江苏淮南麦区小麦育种的重要亲本，以其为亲本已育成15个新品种。

研究宁麦9号遗传信息的传递特点及蛋白质含量的数量性状位点，对进一步利用其进行优质弱筋小麦育种具有重要意义。

以宁麦9号及其117个衍生品种(系)为材料，利用覆盖小麦全基因组的185对 SSR 引物对其进行基因组扫描，解析宁麦9号遗传信息在其衍生品种(系)中的分布特点，同时于2009—2010、2010—2011连续2个生长季测定宁麦9号及其衍生品种(系)的籽粒及面粉蛋白质含量，应用全基因组关联作图发掘与其相关联的分子标记位点。

结果显示，宁麦9号与其衍生品种(系)的遗传相似系数为0.55~0.88；在Neighbor-Joining 聚类图中，大部分衍生一代品种首先与宁麦9号聚类，其次是衍生二代，衍生一代品种扬辐麦4号最后聚类。

宁麦9号与其衍生一代和衍生二代相同等位变异频率分别为75.60%和67.81%。

籽粒及面粉蛋白含量在宁麦9号衍生品种(系)中均呈现较大变异，变异系数为5.07%~7.28%。

共检测到6个与籽粒蛋白质含量关联的标记位点，其中3个连续两年均检测到；面粉蛋白质含量共有5个关联位点，其中2个连续两年检测到，包括1个同时与籽粒和面粉蛋白质含量关联。

在这4个稳定的关联位点中， Xgwm539、Xwmc397和 Xwmc468对籽粒及面粉蛋白质含量起负向调控作用，可以降低籽粒或面粉蛋白质含量。

%Ningmai 9 is an elite weak gluten wheat cultivar and an important breeding parent in the southern area of Huai River Valley. To date, 15 new cultivars have been developed and released from Ningmai 9. This study aimed at dissecting the genetic mechanism and inheritance of proteincontent in Ningmai 9 and its derivatives. The kernel protein content (KPC) and flour protein content (FPC) of Ningmai 9 and its 117 derivatives were evaluated in the 2009–2010 and 2010–2011 growing seasons and the QTLs associated with KPC and FPC were identified by whole genomes screening with 185 SSR markers. The genetic similarity index ranged from 0.55 to 0.88 among Ningmai 9 and its derivatives. In the Neighbor-Joining cluster tree, Ningmai 9 was clus-tered with most first-generation lines first, then with the second-generation lines, and Yangfumai 4 of first-generation derivative was the last one to incorporate in. The first- and second-generation derivatives inherited 75.60% and 67.81% of Ningmai 9 alleles, respectively. Great variations of KPC and FPC were observed in the Ningmai 9 derived lines with the variation coefficients rang-ing from 5.07% to 7.28%. Six and five QTLs were identified to be associated with KPC and FPC, of which three and two were stably detected in both years, respectively. One QTL was associated with both KPC and FPC. Three stable QTLs, Xgwm539, Xwmc397, and Xwmc468, had negative effects on KPC or FPC in Ningmai 9 and might be used for quality improvement in weak-gluten wheat breeding.【期刊名称】《作物学报》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】8页(P1828-1835)【关键词】小麦;蛋白质含量;关联分析;分子标记【作者】姜朋;张平平;张旭;陈小霖;姚金保;马鸿翔【作者单位】江苏省农业科学院 / 江苏省农业生物学重点实验室，江苏南京210014;江苏省农业科学院 / 江苏省农业生物学重点实验室，江苏南京 210014;江苏省农业科学院 / 江苏省农业生物学重点实验室，江苏南京 210014;江苏省农业科学院 / 江苏省农业生物学重点实验室，江苏南京 210014;江苏省农业科学院 / 江苏省农业生物学重点实验室，江苏南京 210014;江苏省农业科学院 / 江苏省农业生物学重点实验室，江苏南京 210014【正文语种】中文Keywords:Wheat; Protein content; Association analysis; Molecular markers 蛋白质含量是小麦籽粒的重要组分, 不仅影响小麦的营养品质, 同时也是小麦加工品质的基础。

胶东地区小麦品质现状分析刘伟１，李林志１，刘维正１，邹宗峰２，王新语１，刘洁１∗㊀（１．山东省烟台市农业科学研究院，山东烟台２６５０００；２．烟台市农业技术推广中心，山东烟台２６４００１）摘要㊀为响应国家高质量发展要求，提升胶东地区小麦及其小麦产品的品质，以胶东地区为选种主要区域选育的品种和适于胶东地区种植的主要栽培品种的４２份小麦品种为研究材料，对品种审定公告涉及品质方面的籽粒蛋白质含量㊁湿面筋㊁沉淀值㊁吸水率㊁稳定时间㊁面粉白度㊁容重７个方面进行分析㊂结果表明，胶东小麦以中强筋和中筋小麦为主，多数小麦籽粒蛋白质含量㊁湿面筋含量㊁沉降值符合强筋小麦标准，但稳定时间不足，制约了小麦品种品质级别跨越，后期胶东小麦需通过改良稳定时间以寻求品质突破㊂关键词㊀小麦；品质；选育；胶东地区中图分类号㊀Ｓ５１２．１㊀㊀文献标识码㊀Ａ㊀㊀文章编号㊀０５１７－６６１１（２０２３）１２－００３０－０３ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０５１７－６６１１．２０２３．１２．００６㊀㊀㊀㊀㊀开放科学（资源服务）标识码（ＯＳＩＤ）：ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＷｈｅａｔＱｕａｌｉｔｙｉｎＪｉａｏｄｏｎｇＲｅｇｉｏｎＬＩＵＷｅｉ，ＬＩＬｉｎ⁃ｚｈｉ，ＬＩＵＷｅｉ⁃ｚｈｅｎｇｅｔａｌ㊀（１．ＹａｎｔａｉＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｙａｎｔａｉ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２６５０００；２．ＹａｎｔａｉＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｘｔｅｎｓｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，Ｙａｎｔａｉ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ２６４００１）Ａｂｓｔｒａｃｔ㊀Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｅｔｔｈｅｎａｔｉｏｎａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｈｉｇｈ⁃ｑｕａｌｉｔｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｗｈｅａｔａｎｄｗｈｅａｔｐｒｏｄｕｃｔｓｉｎＪｉａ⁃ｏｄｏｎｇＲｅｇｉｏｎ，４２ｗｈｅａｔｖａｒｉｅｔｉｅｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎｉｎＪｉａｏｄｏｎｇｒｅｇｉｏｎａｎｄｖａｒｉｅｔｉｅｓｓｅｌｅｃｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｍａｉｎｒｅｇｉｏｎｓｗｅｒｅｕｓｅｄａｓｒｅｓｅａｒｃｈｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ａｎａｌｙｓｉｓｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｓｅｖｅｎａｓｐｅｃｔｓｏｆｇｒａｉｎｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔ，ｗｅｔｇｌｕｔｅｎ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｖａｌｕｅ，ｗａｔｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ，ｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｉｍｅ，ｆｌｏｕｒｗｈｉｔｅｎｅｓｓａｎｄｂｕｌｋｄｅｎｓｉｔｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｑｕａｌｉｔｙｏｆｖａｒｉｅｔｙｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ．ＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔＪｉａｏｄｏｎｇｗｈｅａｔｗａｓｍａｉｎｌｙｍｅｄｉ⁃ｕｍ⁃ｓｔｒｏｎｇｇｌｕｔｅｎａｎｄｍｅｄｉｕｍ⁃ｓｔｒｏｎｇｇｌｕｔｅｎ，ａｎｄｍｏｓｔｏｆｔｈｅｗｈｅａｔｇｒａｉｎｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔ，ｗｅｔｇｌｕｔｅｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎｖａｌｕｅｍｅｅｔｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｓｏｆｈｉｇｈ⁃ｇｌｕｔｅｎｗｈｅａｔ，ｂｕｔｔｈｅｌａｃｋｏｆｓｔａｂｉｌｉｔｙｔｉｍｅｒｅｓｔｒｉｃｔｓｔｈｅｊｕｍｐｏｆｗｈｅａｔｖａｒｉｅｔｙｑｕａｌｉｔｙｇｒａｄｅ．ＴｈｅｑｕａｌｉｔｙｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈｏｆＪｉａ⁃ｏｄｏｎｇｗｈｅａｔｓｈｏｕｌｄｂｅｓｏｕｇｈｔｔｈｒｏｕｇｈｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀Ｗｈｅａｔ；Ｑｕａｌｉｔｙ；Ｂｒｅｅｄｉｎｇ；Ｊｉａｏｄｏｎｇｒｅｇｉｏｎ基金项目㊀山东省重点研发计划（软科学）项目 基于高质量发展条件下胶东地区小麦品质现状分析及品质提升路径探索 （２０２１ＲＫＹ０６１００）；烟台市科技创新发展计划项目 小麦分子育种技术体系构建及其应用研究 （２０２０ＸＣＺＸ０９２）；国家小麦产业技术体系烟台综合试验站项目（ＣＡＲＳ－３－２－２３）㊂作者简介㊀刘伟（１９８６ ），女，山东烟台人，农艺师，硕士，从事作物遗传育种及栽培生理研究㊂∗通信作者，农艺师，硕士，从事作物育种相关研究㊂收稿日期㊀２０２２－０７－２２㊀㊀小麦是世界第一大口粮作物，是人类生活所依赖的重要食物来源，全球３５％ ４０％的人口以小麦为主要粮食㊂小麦作为重要的食品加工原料，各类型小麦品种品质对专用面粉及其食品加工有重要影响，根据面包㊁面条㊁饼干等的加工技术参数要求不同，对优质小麦的品质要求不同［１］㊂我国小麦粉主要以通用粉形式存在，与美㊁澳㊁法等国家专用粉占８０％的现状还存在巨大差距，目前我国专用麦消费总量不足１５％［２］，面包加工业占小麦消费量的４％ ５％［３］，饼干㊁糕点占小麦消费量５％ ６％［４］，另外小麦品质参差不齐，商品稳定性和一致性差［５］，严重制约了食品加工业的发展㊂因此，及需提升小麦品质，王红日等［６］研究配置粉能显著改良加工品质，这对加工业是一种补偿，但市场对优质品种的需求仍然居高不下㊂胶东地区气候条件适宜优质冬小麦品种选育，高校㊁院所㊁育种企业选育的品种具有较好的丰产性㊁较强的适应性和较高的品质，广受市场欢迎㊂鉴于此，笔者通过分析胶东地区小麦品种的品质现状，以期挖掘优质的品种作为亲本材料，进一步开展分子水平分析，对高产品种提供品质改良的理论依据和技术支撑㊂１㊀材料与方法１．１㊀材料㊀供试材料分为３类：一是２０１６ ２０２０年胶东地区获得山东省审定小麦品种１１个；二是烟台市农业科学研究院２０００年以来审定的小麦品种１７个；三是２０２０年胶东地区主要种植小麦品种２３个；除去类别间的重复品种，总计４３个，详见表１㊂表１㊀胶东地区通过审定和主栽小麦品种统计Ｔａｂｌｅ１㊀Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓｏｆａｐｐｒｏｖｅｄａｎｄｍａｉｎｗｈｅａｔｖａｒｉｅｔｉｅｓ序号Ｃｏｄｅ类别Ｔｙｐｅ品种名称Ｖａｒｉｅｔｙｎａｍｅ１２０１６ ２０２０年胶东地区获得山东省审定小麦品种烟农２１５㊁金海５２５㊁烟农３７７㊁青农１６０８㊁青农１６０４㊁胜麦７１１㊁胶麦５２５㊁青农６号㊁青农１７７号㊁青农７号㊁登海２０２２烟台市农业科学研究院２０００年以来审定的小麦品种烟农１９号㊁烟农２１号㊁烟农２２号㊁烟辐１８８㊁烟农２３号㊁烟农２４号㊁烟２４１５㊁烟农５２８６㊁烟农５１５８㊁烟农０４２８㊁烟农８３６㊁烟农９９９㊁烟农１７３㊁烟农１２１２㊁烟农３７７㊁烟农２１５㊁烟农３０１３２０２０年胶东地区主要种植小麦品种济麦２２㊁山农２８号㊁山农２９号㊁鲁原５０２㊁烟农１２１２㊁烟农９９９㊁泰科麦３３㊁济麦２３㊁山农３８㊁山农２５㊁济麦４４㊁登海２０２㊁太麦１９８㊁青农２号㊁良星７７㊁青丰１号㊁烟农５１５８㊁鲁麦２１号㊁烟农２４号㊁洲元９３６９㊁烟２４１５㊁山农３７㊁山农４０㊀注：数据来源品种审定公告㊂２０２０年胶东地区主栽小麦品种统计来源于地市种子管理站㊂㊀Ｎｏｔｅ：Ｄａｔａｗｅｒｅｆｒｏｍｖａｒｉｅｔｙａｐｐｒｏｖａｌａｎｎｏｕｎｃｅｍｅｎｔ．Ｊｉａｏｄｏｎｇａｒｅａｍａｉｎｗｈｅａｔｖａｒｉｅｔｉｅｓｉｎ２０２０ｗｅｒｅｆｒｏｍｐｒｅｆｅｃｔｕｒａｌｓｅｅｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔｓｔａ⁃ｔｉｏｎ．１．２㊀方法㊀通过种子管理官方平台机构分别收集供试品种的国审或省审审定公告，摘取品质相关的籽粒蛋白质含量㊁湿面筋㊁沉淀值㊁吸水率㊁稳定时间㊁面粉白度㊁容重７个方面数据㊂㊀㊀㊀安徽农业科学，Ｊ．ＡｎｈｕｉＡｇｒｉｃ．Ｓｃｉ．２０２３，５１（１２）：３０－３２１．３㊀数据处理㊀采用Ｅｘｃｅｌ和ＤＰＳ软件进行数据处理与分析㊂２㊀结果与分析２．１㊀胶东地区小麦品种品质概况㊀根据品种审定公告公布的品质情况，由表２可知，胶东地区种植的小麦品种以高蛋白质含量和湿面筋含量㊁较高沉淀值和吸水率㊁白度较高但稳定时间较短的品种为主㊂胶东地区选育和种植的小麦品种籽粒蛋白质含量平均为１３．７％，变幅约为ʃ３．０％，其中烟农２２的含量最高，为１６．１％；湿面筋含量的均值为３２．６％，变幅约为ʃ８．０％，胜麦７１１的含量最大，为４０．４％；沉淀值均值为３１．６ｍＬ，品种间差异度为３０．１ｍＬ，其中济麦４４的沉淀值最大，为５１．５ｍＬ；吸水率平均值为６０５ｍＬ／ｋｇ，变幅约为６０ｍＬ／ｋｇ，其中胜麦７１１的吸水率值最高，为６６８ｍＬ／ｋｇ；稳定时间品种间差异较大，济麦４４的稳定时间最长，为２５．４ｍｉｎ㊂与均值比较得知，籽粒蛋白质含量㊁湿面筋含量㊁沉淀值㊁吸水率及容重５项指标均有半数品种接近或超过均值，侧面反映出品种间存在差异但差异度不大且不存在极端数值；就稳定时间而言，约３０％的品种超过均值，可知个别品种稳定时间特别突出，有待进一步开展蛋白质理化性状分析㊂表２㊀胶东地区小麦品质分析Ｔａｂｌｅ２㊀ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｗｈｅａｔｑｕａｌｉｔｙｉｎＪｉａｏｄｏｎｇａｒｅａ项目Ｉｔｅｍ籽粒蛋白质含量Ｓｅｅｄｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔʊ％湿面筋含量Ｗｅｔｇｌｕｔｅｎｃｏｎｔｅｎｔʊ％沉淀值ＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｖａｌｕｅʊｍＬ吸水率ＷａｔｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍＬ／ｋｇ稳定时间Ｓｅｔｔｌｉｎｇｔｉｍｅｍｉｎ面粉白度Ｆｌｏｕｒｗｈｉｔｅｎｅｓｓ容重Ｖｏｌｕｍｅｗｅｉｇｈｔʊｇ／Ｌ平均值Ａｖｅｒａｇｅ１３．７３２．６３１．６６０５５．６７７．７７９５．９最大值Ｍａｘｉｍｕｍ１６．１４０．４５１．５６６８２５．４９５．４８２９．０最小值Ｍｉｎｉｍｕｍ１０．７２５．１２０．６５３３１．１７０．６７６３．０大于平均数品种比例Ｖａｒｉｅｔｙｒａｔｉｏｇｒｅａｔｅｒｔｈａｎｔｈｅａｖｅｒａｇｅʊ％４７．６５２．４４７．６５４．８２８．６１４．３４０．５２．２㊀胶东地区小麦品种品质标准评价㊀图１为胶东地区小麦的品质情况，与国家标准进行比较，对照表３可知，胶东小麦品种５０％以上的籽粒蛋白含量超过１４％，符合强筋要求；约５０％品种的湿面筋含量超过３０．５％，符合强筋要求，全部品种的湿面筋含量大于２４．０％，符合中筋要求；沉淀值主要集中在３０ ３５ｍＬ，符合中筋要求；稳定时间多数品种为３ ７ｍｉｎ，符合中筋要求，烟农１９㊁烟农５１５８㊁济麦４４稳定时间在１０ｍｉｎ以上㊂由上可知，胶东地区小麦品种主要为中筋和中强筋品种，同时在蛋白质含量㊁湿面筋含量㊁沉淀值均达到强筋标准的情况下，稳定时间是品质分类的短板㊂表３㊀国家小麦品种审定标准［７］Ｔａｂｌｅ３㊀Ａｐｐｒｏｖａｌｓｔａｎｄａｒｄｏｆｎａｔｉｏｎａｌｗｈｅａｔｖａｒｉｅｔｉｅｓ小麦类别Ｗｈｅａｔｔｙｐｅ籽粒蛋白质含量Ｓｅｅｄｐｒｏｔｅｉｎｃｏｎｔｅｎｔʊ％湿面筋含量Ｗｅｔｇｌｕｔｅｎｃｏｎｔｅｎｔʊ％沉淀值ＰｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎｖａｌｕｅʊｍＬ吸水率ＷａｔｅｒａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｍＬ／ｋｇ稳定时间Ｓｅｔｔｌｉｎｇｔｉｍｅʊｍｉｎ强筋Ｓｔｒｏｎｇｇｌｕｔｅｎȡ１４ȡ３０．５ȡ４０ȡ６００ȡ１０中强筋Ｍｅｄｉｕｍａｎｄｓｔｒｏｎｇｇｌｕｔｅｎȡ１３ȡ２８．５ȡ３５ȡ５８０ȡ７中筋Ｍｅｄｉｕｍｇｌｕｔｅｎȡ１２ȡ２４．０ȡ３０ȡ５５０ȡ３弱筋Ｗｅａｋｇｌｕｔｅｎ＜１２＜２４．０＜３０＜５５０＜３２．３㊀胶东地区小麦品种品质指标相关性分析㊀由图１可知，籽粒蛋白质含量与湿面筋含量品种间的变化趋势相近，而沉淀值和稳定时间与蛋白质含量的变化趋势品种间差异较大，与籽粒蛋白质含量和湿面筋含量相关性较弱㊂从１９９６年审定品种鲁麦２１至今，籽粒蛋白质量和湿面筋含量均表现为下降趋势，２０１８ ２０１９审定品种的蛋白质和湿面筋含量有所上升，但到２０２１年再次回落㊂沉淀值的年代关系不明显，稳定时间表现为２００４ ２０１４㊁２０１４ ２０１８㊁２０１８ ２０２１年阶段性上升趋势，但多数在７ｍｉｎ以内变化㊂３㊀讨论有学者研究参试品种得出，籽粒蛋白质与湿面筋含量存在线性相关关系，胶东地区小麦品种的品质特点与前人研究一致［８］㊂近４０年间籽粒蛋白质和湿面筋含量总体降低，可能与突出高产的育种方向有关，品种选育过程中高产相关性状的大量引入，弱化了品质性状的选择，从而导致携带优秀品质基因的育种材料流失㊂在品种改良过程中，我国品质改良的工作重点仍是提高面筋强度，加强高分子量谷蛋白优质亚基和谷蛋白大聚体含量的选择［９］，同时刘艳玲等［１０］研究指出，优质亚基组合㊁合理的醇溶蛋白和麦谷蛋白比例以及较高的沉淀值是提高面筋质量的前提，也是增强面团流变学特性和改善面包烘烤品质的基础㊂前人研究指出，品质受施肥㊁环境和基因型调控作用［１１］，小麦生产中拔节期和孕穗期２次追肥对提高蛋白质含量㊁湿面筋含量㊁沉降值以及面团稳定时间等具有明显的正效应［１２］，而施磷量有一定适宜范围，过高或过低都会产生负效应［１３］㊂在小麦种植区划分类中，胶东适于选育优质强劲㊁中强筋小麦品种，该研究分析已知品种审定公告混种测品质削弱了环境因素，从而排除环境的影响，可知未来胶东小麦品质育种要引入增强稳定时间的种质资源，可通过改变蛋白质组成和结构改良后代材料㊂烟农１９㊁烟农５１５８稳定时间１０ｍｉｎ以上，济麦４４稳定时间２０ｍｉｎ以上，借鉴石玉等［１４］研究蛋白质组分与加工品质关系的实践经验，可以进１３５１卷１２期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀刘伟等㊀胶东地区小麦品质现状分析一步对其开展分子水平研究蛋白质组分㊁结构与稳定时长的关系，为品质改良提供育种材料和理论支撑㊂图１㊀胶东地区小麦品质比较Ｆｉｇ．１㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆｗｈｅａｔｑｕａｌｉｔｙｉｎＪｉａｏｄｏｎｇａｒｅａ㊀㊀前人研究山东省审小麦认为品质改良的重点是提高沉降值和稳定时间［１５］，该研究以胶东小麦为主在扩大了研究范围后得出结果与其一致㊂在评价面粉的众多指标中，稳定时间作为面包粉㊁馒头粉㊁糕点和饼干粉㊁面条等专用小麦粉的重要品质标准与加工品质息息相关［１６－１７］，稳定时间越长，面包的评分越高［１８］，而这主要是受小麦蛋白质含量和结构的影响㊂普通小麦是６倍体，通常在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ电泳图谱上应该有６条ＨＭＷ－ＧＳ带，但由于部分基因处于沉默或不表达状态，所以一般可以得到３ ５条带㊂由于每个位点内存在的等位基因差异会导致ＨＭＷ－ＧＳ种类和含量上的差异［１９］，因此影响小麦和小麦粉的品质㊂胶东地区小麦品种的蛋白质和湿面筋含量双高的前提下稳定时间不高，反映出蛋白质结构有待进一步优化㊂前人研究指出，蛋白质结构主要受基因型调控，邹易等［２０］指出籽粒蛋白质含有的优质亚基㊁亚基对和亚基组合与稳定时间相关性越显著，且相对含量越高，则小麦粉稳定时间越长㊂在小麦品质改良过程加强优质品种资源的引入使亚基㊁亚基对和亚基组合趋向均为优质，从而提升稳定时间，以改良现有高产品种的加工品质㊂４㊀结论胶东小麦以中强筋和中筋小麦为主，多数小麦籽粒蛋白质含量㊁湿面筋含量㊁沉降值符合强筋小麦标准，但稳定时间不足，制约了小麦品种品质级别跨越㊂后期胶东小麦需通过改良稳定时间以寻求品质突破㊂参考文献［１］戴双，訾妍，巨伟，等．面条㊁面包优质兼用小麦研究进展［Ｊ］．中国粮油学报，２０２１，３６（２）：１７２－１７９．［２］陈梅英，赵启学，范永胜．发展优质小麦的意义及原则［Ｊ］．农业科技通讯，２００５（８）：７－８．［３］何中虎，夏先春，陈新民，等．中国小麦育种进展与展望［Ｊ］．作物学报，２０１１，３７（２）：２０２－２１５．［４］张立全，张晓东．我国优质小麦生产现状及其开发对策［Ｊ］．现代农业科技，２００９（２２）：６６－６８．［５］胡学旭，周桂英，吴丽娜，等．中国主产区小麦在品质区域间的差异［Ｊ］．作物学报，２００９，３５（６）：１１６７－１１７２．［６］王红日，巨伟，马晓，等．配粉对小麦面粉理化特性及面包㊁面条品质的影响［Ｊ］．山东农业科学，２０２１，５３（１）：７－１３．［７］闫长生，于立强，马永安．广适性小麦新品种鉴定与评析：２０１６ ２０１７年度［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２０１８．［８］任蓉．小麦湿面筋与粗蛋白含量的相关性分析［Ｊ］．粮油仓储科技通讯，２０１８，３４（４）：５２－５３．［９］赵振东，宋建民，刘建军，等．关于小麦育种若干问题的探讨［Ｊ］．山东农业科学，２００３，３５（４）：７－１１．［１０］刘艳玲，田纪春，陈洪美．小麦面筋强度研究进展［Ｊ］．山东农业科学，２００５，３７（１）：７４－７８．［１１］孙彩玲，田纪春，彭波．不同基因型和环境影响小麦主要品质的研究［Ｊ］．中国粮油学报，２０１０，２５（３）：６－１０，２１．［１２］徐恒永，赵振东，刘爱峰，等．氮肥对优质专用小麦产量和品质的影响Ⅱ氮肥对小麦品质的影响［Ｊ］．山东农业科学，２００１，３３（２）：１３－１７．［１３］王旭东，于振文．施磷对小麦产量和品质的影响［Ｊ］．山东农业科学，２００３，３５（６）：３５－３６．［１４］石玉，张永丽，于振文．小麦籽粒蛋白质组分含量及其与加工品质的关系［Ｊ］．作物学报，２００９，３５（７）：１３０６－１３１２．［１５］王冬梅，于经川，冯烨宏，等．１９９９ ２０１８年山东省审定小麦品种的品质分析［Ｊ］．山东农业科学，２０２０，５２（８）：７－１１．［１６］ＮＩＵＭ，ＨＯＵＧＧ，ＷＡＮＧＬ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｕｐｅｒｆｉｎｅｇｒｉｎｄｉｎｇｏｎｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｗｈｏｌｅ⁃ｗｈｅａｔｆｌｏｕｒａｎｄｉｔｓｒａｗｎｏｏｄｌｅｐｒｏｄｕｃｔ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆｃｅｒｅａｌｓｃｉｅｎｃｅ，２０１４，６０（２）：３８２－３８８．［１７］ＭＡＳ，ＬＩＬ，ＷＡＮＧＸＸ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｌｙｄａｍａｇｅｄｓｔａｒｃｈｆｒｏｍｗｈｅａｔｆｌｏｕｒｏｎｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｆｒｏｚｅｎｄｏｕｇｈａｎｄｓｔｅａｍｅｄｂｒｅａｄ［Ｊ］．Ｆｏｏｄｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１６，２０２：１２０－１２４．［１８］于振文．优质专用小麦品种及栽培［Ｍ］．北京：中国农业出版社，２００１．［１９］ＷＩＥＳＥＲＨ，ＳＥＩＬＭＥＩＥＲＷ，ＫＩＥＦＦＥＲＲ，ｅｔａｌ．ＦｌｏｕｒｐｒｏｔｅｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｒａｎｓｇｅｎｉｃｒｙｅｌｉｎｅｓｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇＨＭＷｓｕｂｕｎｉｔｇｅｎｅｓｏｆｗｈｅａｔ［Ｊ］．Ｃｅｒｅａｌｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２００５，８２（５）：５９４－６００．［２０］邹易，王晶，肖安红．专用小麦粉中高分子麦谷蛋白亚基的组成及含量对稳定时间的影响［Ｊ］．粮食与饲料工业，２０１６（８）：２２－２６．２３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀安徽农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２３年。

基于线性回归的冬小麦籽粒淀粉含量卫星遥感预测模型王君婵;谭昌伟;朱新开;李春燕;王妍;童璐;施乐;郭文善【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2011(039)006【摘要】以环境减灾卫星HJ及与其同步或准同步实地观测的冬小麦长势参数和籽粒品质指标为基础,分析了试验样点卫星遥感变量、叶片SPAD值及开花期冬小麦籽粒淀粉含量间的相关性,建立及评价运用HJ影像遥感变量监测冬小麦籽粒淀粉含量的间接定量关系模型.结果表明:应用HJ影像数据监测冬小麦籽粒淀粉含量是可行的.归一化遥感植被指数NDVI可作为预测籽粒淀粉含量的敏感遥感光谱指数；以此为基础可建立冬小麦品质遥感预测模型,为遥感技术监测小麦品质提供理论依据,也为农业生产进行实时指导提供实时信息支持.【总页数】3页(P625-627)【作者】王君婵;谭昌伟;朱新开;李春燕;王妍;童璐;施乐;郭文善【作者单位】扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室,江苏扬州225009;扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室,江苏扬州225009;扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室,江苏扬州225009;扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室,江苏扬州225009;扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室,江苏扬州225009;扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室,江苏扬州225009;扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室,江苏扬州225009;扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室,江苏扬州225009【正文语种】中文【中图分类】S127【相关文献】1.利用卫星遥感进行冬小麦籽粒淀粉含量监测研究2.基于气候因子效应的冬小麦籽粒蛋白质含量预测模型3.基于NDVI和氮素积累的冬小麦籽粒蛋白质含量预测模型4.冬小麦籽粒可溶性糖和淀粉含量的动态变化5.水氮对冬小麦花后籽粒淀粉含量及产量的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

作物学报ACTA AGRONOMICA SINICA 2009, 35(5): 962−966/zwxb/ ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9E-mail: xbzw@本研究由国家自然科学基金项目(30600383)和扬州大学大学生学术科技创新基金资助。

*通讯作者(Corresponding author): 熊飞, E-mail: feixiong@; Tel: 0514-********, 136******** Received(收稿日期): 2008-08-11; Accepted(接受日期): 2009-02-24.DOI: 10.3724/SP.J.1006.2009.00962强、中、弱筋小麦籽粒中淀粉、蛋白质积累和淀粉体发育的比较孟秀蓉熊飞*孔妤陈永惠马守宝陆巍王忠扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室, 江苏扬州225009摘要: 以强、中、弱筋小麦品种烟农19、扬麦16和宁麦13为试验材料, 研究了籽粒中淀粉和蛋白质积累动态及差异, 比较了三者胚乳细胞中淀粉体发育的异同。

结果表明, 小麦成熟籽粒中总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量由高到低依次为宁麦13、扬麦16、烟农19。

蛋白质含量积累变化“V”形曲线, 表现为烟农19>扬麦16>宁麦13。

在籽粒发育过程中, 胚乳中大、小淀粉体的发生具有严格的时序性, 发育前期大淀粉体比例高, 后期小淀粉体比例高。

3种类型小麦相比, 细胞中大淀粉体数目由多到少依次为烟农19、扬麦16、宁麦13, 而小淀粉体数目的排序恰好相反。

总淀粉、直链淀粉、支链淀粉积累量均呈“S”型曲线变化, 积累速率呈抛物曲线变化, 积累量和积累速率表现为烟农19>扬麦16>宁麦13。

在成熟胚乳细胞中烟农19大淀粉体多, 小淀粉体少, 且结合紧密, 而宁麦13大淀粉体少, 小淀粉体多, 胚乳结构疏松。

扬麦16结构介于两者之间。

关键词: 淀粉; 直链淀粉; 支链淀粉; 淀粉体; 蛋白质; 小麦品质Comparison of Starch, Protein Accumulation and Amyloplast Development in Wheat Cultivars with Strong, Medium, and Weak GlutenMENG Xiu-Rong, XIONG Fei*, KONG Yu, CHEN Yong-Hui, MA Shou-Bao, LU Wei, and WANG Zhong Jiangsu Provincial Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology, Yangzhou University, Yangzhou 225009, ChinaAbstract: Wheat cultivars Yannong 19, Yangmai 16, and Ningmai 13 responsible for strong-, medium-, and weak-gluten types respectively, were used to compare the accumulations of starch and protein during grain filling as well as the amyloplast compo-nents in mature grains. The contents of starch, amylose, and amlylopectin in grains showed similar dynamic changes in the three cultivars, and ranked as Ningmai 13>Yangmai 16>Yangnong 19. The accumulation quantities of starch, amylose, and amly-lopectin varied in trends of S-curve during the grain-filling period, and the accumulation rate was in a parabola. Among the three cultivars, Yangnong 19 possessed the highest quantity and rate in the accumulation of starch and its components, and Ningmai 13 the lowest. The changes of protein content during grain filling in three cultivars all presented V-curves with the highest content in Yannong 19 and the lowest content in Ningmai 13. During the development of grains, large amyloplast formed in earlier period and small amyloplast was observed mainly in later period. The quantity of large amyloplast in the three cultivars showed Yannong 19>Yangmai 16>Ningmai 13, whereas those of small amyloplast randed in the opposite direction. In endosperm cells of mature grain, large amyloplast was more than small amyloplast in Yannong 19, and the amyloplasts were in compact structures. In Ning-mai 13, the opposite status was observed.Keywords: Starch; Amylose; Amylopectin; Amyloplast; Protein; Wheat quality近年来我国强、中、弱筋小麦生产发展较快, 但由于品质研究起步较晚, 淀粉品质的研究还比较薄弱。

小麦籽粒品质遥感预测研究综述谭昌伟1,2,周清波1,郭文善2(1.农业部资源遥感与数字农业重点开放实验室,北京100081;2.扬州大学江苏省作物遗传生理重点实验室/农业部长江中下游作物生理生态与栽培重点开放实验室,江苏扬州225009)摘要 介绍了小麦籽粒品质的定义、划分标准及评价指标,概括了利用遥感技术预测小麦籽粒品质的生理机制及国内外研究进展,分析和总结了该研究的存在问题,并对其研究前景进行了展望。

关键词 遥感;籽粒品质;小麦中图分类号 S512.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)17-08292-02R e se a rch R e v iew o n th e Pre d ic tio n o f G ra in Q u a lity o f W h e a t b y U s in g R em o te Se n s in g T AN Ch an g -w e i e t a l (M in is try o f A g ricu ltu re K e y L abo ra to ry o f R e sou rce s R e m o te S en sin g &D ig ita l A gr icu ltu re ,B e ijin g 100081)A b s tra c t T h e de fin ition ,cla ss ifica tion s tanda rds an d eva lu a tionind ices o f w h e a t g ra in qu a lity w e re in trodu ced.T h e ph ys io log ica l m ech an ism s o f pre-d ictin g th e w h ea t g ra in qu a lity by u sin g rem o te sen sin g te chn o logy ,an d its resea rch p ro gre sse s a t h om e an d ab road w e re sum m ar ized.T h e e x istin g prob lem s in th e re sea rch e s w e re an a lyzed an d sum m a r ized .A n d its re sea rchfo reg roun d w a s pred icted.K e y w o rd s R e m o te sen s in g ;G ra in qu a lity ;W h ea t基金项目 农业部资源遥感与数字农业重点开放实验室开放基金项目(RDA 0805);农业部公益性行业专项(200803037);国家自然科学基金(40801122)资助。

麦类作物学报 2022,42(7):808-814J o u r n a l o fT r i t i c e a eC r o ps d o i :10.7606/j.i s s n .1009-1041.2022.07.04网络出版时间:2022-06-10网络出版地址:h t t ps ://k n s .c n k i .n e t /k c m s /d e t a i l /61.1359.S .20220609.1435.010.h t m l 小麦强、弱势籽粒品质研究进展收稿日期:2021-09-08 修回日期:2021-10-24基金项目:国家自然科学基金项目(31971810);江苏省自然科学基金项目(B K 20190889);江苏省自然科学基金高校面上项目(19K J B 180033)第一作者E -m a i l :006949@y z u .e d u .c n通讯作者:熊飞(E -m a i l :f e i x i o n g@y z u .e d u .c n )吴云飞,段玉仁,张勇,王磊磊,余徐润,熊飞(扬州大学生物科学与技术学院,江苏扬州225009)摘 要:小麦籽粒因所处穗位和粒位的不同而存在明显的异步灌浆过程,并分为强㊁弱势籽粒㊂源库理论是小麦生长与发育的关键理论基础,且对小麦产量和淀粉品质影响较大㊂为充分了解小麦强㊁弱势籽粒的发育机制,本文从发育㊁生理㊁遗传和分子生物学角度,归纳了小麦强㊁弱势籽粒的概念及形成假说,并总结了小麦强㊁弱势籽粒淀粉生长发育过程中的差异,分析了源库协调对小麦强㊁弱势籽粒的影响,指出了某些方面(如源库协调性㊁内源激素变化㊁营养物质等在强㊁弱势籽粒中的差异)研究的不足,也为今后更深入地研究小麦强㊁弱势籽粒中淀粉的合成过程理清思路,为提高小麦产量及品质提供相关知识,同时为作物遗传改良提供参考㊂关键词:源库协调;强㊁弱势籽粒;小麦品质中图分类号:S 512.1;S 330 文献标识码:A 文章编号:1009-1041(2022)07-0808-07P r o g r e s s o n W h e a tG r a i n Q u a l i t y o f S u pe r i o r a n d I nf e r i o rG r a i n s W UY u n f e i ,D U A NY u r e n ,Z H A N GY o n g,W A N GL e i l e i ,Y UX u r u n ,X I O N GF e i (S c h o o l o fB i o l o g i c a l S c i e n c e s a n dT e c h n o l o g y ,Y a n g z h o uU n i v e r s i t y ,Y a n g z h o u ,J i a n gs u225009,C h i n a )A b s t r a c t :D u e t o t h e d i f f e r e n c e o f t h e e a r p o s i t i o n a n d t h e g r a i n p o s i t i o n ,t h ew h e a t g r a i n s h a v e o b v i -o u s a s y n c h r o n o u s f i l l i n g p r o c e s s a n d a r e d i v i d e d i n t o s u p e r i o r a n d i n f e r i o r gr a i n s .T h e s o u r c e -s i n k t h e -o r y i s t h e k e y t h e o r e t i c a l b a s i s o fw h e a t g r o w t h a n d d e v e l o pm e n t ,w h i c h a f f e c t s t h e y i e l d o fw h e a t a n d t h e q u a l i t y o f s t a r c h .I n o r d e r t o f u l l y u n d e r s t a n d t h e d e v e l o p m e n t a lm e c h a n i s mo fw h e a t s u p e r i o r a n d i n f e r i o r g r a i n s ,f r o mt h e p e r s p e c t i v e so fd e v e l o p m e n t ,p h y s i o l o g y ,g e n e t i c sa n d m o l e c u l a rb i o l o g y ,w es u mm a r i z e dt h ec o n c e p ta n df o r m a t i o n h y po t h e s i so f w h e a t g r a i n s ,a n d t h ed i f f e r e n c e si nt h e g r o w t ha n d d e v e l o p m e n t p r o c e s sb e t w e e ns u p e r i o ra n di n f e r i o r g r a i n s ,a n a l yz e dt h ei n f l u e n c eo f s o u r c e -s i n kc o o r d i n a t i o no n t h e s u pe r i o r a n d i nf e r i o rg r a i n s o fwh e a t ,a n d p oi n t e do u t t h e d e f i c i e n c i e s i n t h e s t u d y o f i n f e r i o rw h e a t g r a i n s ,s u c h a s s o u r c e -s i n k c o o r d i n a t i o n ,e n d o g e n o u s h o r m o n e c h a n g e s ,a n dn u t r i e n t s i n t h e s u p e r i o r a n d i n f e r i o r g r a i n s .T h e s y n t h e s i s p r o c e s s o f s t a r c h i n s u pe r i o r a n d i nf e r i -o rw h e a tg r a i n sw e r ec l a r i f i e df o r f u r th e rs t u d y ,p r o vi d i n g r e l e v a n tk n o w l e d g e f o r i m p r o v i n g w h e a t y i e l d a n d q u a l i t y ,a sw e l l a s r e f e r e n c e s f o r c r o pg e n e t i c i m pr o v e m e n t .K e y w o r d s :S o u r c e -s i n kc o o r d i n a t i o n ;S u p e r i o r a n d i n f e r i o r g r a i n s ;W h e a t q u a l i t y 小麦是中国重要的粮食作物之一[1],其产量随着栽培技术的进步和品种改良稳步提高㊂据统计,2020年中国小麦种植面积为2338万h m 2,与往年相比,种植面积进一步降低,但产量比前一年增加0.5%,稳居世界第一[2]㊂然而,随着社会经济的快速发展,人们更加注重饮食健康,对品质优良的小麦需求量日益增加㊂因此,优质与高产的协同发展成为今后小麦生产和科研的重要任务㊂1强、弱势籽粒的研究进展小麦籽粒因着生位置不同导致颖花在发育及形成时间顺序存在明显差异[3],进而导致麦穗不同位置籽粒的产量和品质不同㊂一般将开花早㊁灌浆快㊁粒重高的籽粒称为强势籽粒,弱势籽粒则相反㊂小麦穗中部籽粒相对于顶部和基部籽粒开花早,优先获得花前积累物质和光合同化物,所以也将穗中部籽粒称为强势籽粒,顶部和基部籽粒称为弱势籽粒[4]㊂对于穗中部小穗而言,第1㊁2位籽粒粒重大于第3㊁4位籽粒,第1㊁2位籽粒为强势籽粒,第3㊁4位籽粒为弱势籽粒,但因品种不同也会有一定差异[5]㊂强㊁弱势籽粒异步发育现象也存在于其他禾谷类作物中,如水稻㊁玉米和大麦㊂因此,对弱势籽粒发育和调控的研究已成为植物学家和农业技术人员的研究热点㊂1.1强㊁弱势籽粒的产生假说禾谷类作物弱势籽粒灌浆慢㊁产量低的原因及其机理在国内外已经开展了大量的研究工作,而学者们的解释存在众多分歧,可以归纳为 源㊁流㊁库 三种学说㊂源 限制学说认为,籽粒的最终产量取决于同化物的合成与分配㊂同化物在分配过程中总是优先供给强势籽粒,导致弱势籽粒灌浆速率降低或不能完全灌浆,这也是形成强弱势籽粒灌浆差异的主要原因[6]㊂有学者发现,小麦剪叶或包穗处理后,穗粒数和千粒重显著降低,且弱势籽粒更易受到影响[7];粳稻去穗处理后,弱势籽粒的大小㊁灌浆速率和结实率均显著增加,推断弱势籽粒灌浆不良可能是在灌浆特定阶段 源 供应不足而导致[8]㊂也有学者认为 源 不足并不是导致强㊁弱势籽粒灌浆差异的主要原因, 源 只会影响输入 库 中同化物的总量,但不会对 库 间的分配产生影响[9]㊂K a t o[10]也发现,去除水稻同一穗上强势籽粒并不能显著改善穗下部弱势籽粒的灌浆能力㊂流 不畅学说认为,籽粒结实率低的主要原因是灌浆期同化物向穗部转运不畅㊂作物的维管束系统是连接 源 和 库 的总通道,所以维管束的发达程度以及韧皮部的分化状况是运输能力的主要决定因素[11]㊂与强势籽粒相比,弱势籽粒穗基部枝梗的维管束数目少㊁导管面积和韧皮部面积小,导致在灌浆过程中同化物向强势籽粒运输流畅,向弱势籽粒运输速率较低,从而产生强㊁弱势籽粒的灌浆能力差异[12]㊂何启平等[13]在玉米发育过程中,发现果穗中下部的穗轴维管束横截面积㊁导管的数量与大小均高于果穗顶部,进而导致果穗顶部籽粒灌浆不良或败育㊂但范平等[14]发现小麦维管束的数目和总面积与每穗的总颖花数并无显著的关系,且维管束可能还有过剩(冗余)的运输能力,因此,籽粒灌浆不同步的主要原因并不是 流 不畅㊂库 限制学说认为,强㊁弱势籽粒灌浆差异的主要原因是库容与库活性不同㊂与强势籽粒相比,弱势籽粒的库容小㊁库活性低㊂库容和库活性与胚乳细胞数目㊁淀粉合成相关酶活性和激素水平密切相关[15]㊂胚乳细胞的数目受激素调控,如细胞分裂素(C T K)和脱落酸(A B A),其含量与胚乳细胞的增殖速率呈显著或极显著正相关㊂外源喷施低浓度C T K或A B A可以促进弱势籽粒胚乳细胞分裂,增大库容[5,16]㊂强势籽粒中蔗糖合成酶(S u S)㊁腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(A D-P G a s e)㊁可溶性淀粉合成酶(S S S)和结合态淀粉合成酶(G B S S)的活性均显著高于弱势籽粒[17]㊂而适当浓度的A B A可以提高弱势籽粒中S u S的活性,进而促进弱势籽粒的灌浆[18];高浓度的乙烯(E T H)和赤霉素(G A)会降低弱势籽粒中S u S 和S S S的活性,导致小麦的结实率和产量显著下降[19]㊂由此可见,相对于强势籽粒,弱势籽粒中较低的淀粉合成关键酶活性是限制弱势籽粒灌浆的一个重要原因㊂1.2小麦强㊁弱势籽粒的品质差异小麦籽粒品质决定了籽粒的最终用途,可分为营养品质和加工品质㊂营养品质一般指籽粒中的营养组成,主要包括淀粉和蛋白质的含量及质量㊂只有胚乳细胞中积累优质的淀粉以及具有合适的直支比(直链淀粉与支链淀粉含量比值)和谷醇比(麦谷蛋白与醇溶蛋白)的优质蛋白才能称为优良品质的小麦粉㊂而加工品质一般指小麦面粉对制作不同食物的适用性,主要包括蛋白含量㊁面团流动学特性㊁淀粉糊化特性等[20]㊂一般来说,小麦籽粒中蛋白质可分为麦谷蛋白㊁醇溶蛋白㊁清蛋白㊁球蛋白和剩余蛋白㊂其中麦谷蛋白与醇溶蛋白合称为贮藏蛋白,占胚乳总蛋白的80%以上,是面筋蛋白的主要成分㊂麦谷蛋白决定面团的筋力和弹性,醇溶蛋白决定面团㊃908㊃第7期吴云飞等:小麦强㊁弱势籽粒品质研究进展的黏性和延展性,两者的比值与和面时间㊁面团稳定性及面包品质相关,是影响加工品质的重要因素[21]㊂周亮[22]研究表明,谷醇比与面筋指数㊁沉淀值㊁降落值呈正相关,且在强㊁弱势籽粒中,蛋白质的含量及其组分不同㊂强势籽粒的总蛋白质㊁醇溶蛋白及麦谷蛋白含量均显著高于弱势籽粒,这也导致强势籽粒面粉比弱势籽粒面粉拥有更高的黏度和更好的延展性,进而显著地影响小麦的品质[23]㊂淀粉占小麦籽粒干重的65%,以不同大小的淀粉粒存在于小麦胚乳中,可分为直链淀粉和支链淀粉㊂一般将粒径ȡ10μm的饼形淀粉粒称为A型,2~10μm的椭圆形淀粉粒称为B型,ɤ2μm的近圆形淀粉粒称为C型[24]㊂直链淀粉有利于面团成形,其含量与相对结晶度㊁糊化特性㊁膨胀势和黏度呈负相关,含量低时所加工的面条弹性和韧性好,质地细腻,品质突出㊂而支链淀粉有利于增大面团的膨化面积,其含量与峰值黏度㊁低谷黏度㊁终结黏度和稀懈值呈显著或极显著正相关[25]㊂与B型淀粉粒相比,A型淀粉粒中直链淀粉含量较高,但脂肪和结合蛋白含量较低[26]㊂研究发现,强势籽粒的淀粉粒粒度呈三峰分布,而弱势籽粒呈双峰分布;与弱势籽粒相比,强势籽粒中B㊁C型淀粉粒所占比例较高,总淀粉含量㊁支链淀粉含量也较多,而直链淀粉含量较低[5,27]㊂所以,强势籽粒淀粉表现为较低的峰值温度㊁热焓值和凝胶化温度,以及更高的回升值㊁溶解度和水解度[3]㊂2 源 的供应对小麦强㊁弱势籽粒品质的影响源 是指合成和输出有机物的组织或器官㊂小麦的 源 系统由成熟叶片㊁茎鞘和穗组成,叶片为主要的光合源[28]㊂小麦籽粒灌浆过程中所需的原料主要来自开花前储藏的同化物和花后的光合产物,而花后的光合产物为主要的物质基础㊂因此,通过调控花后光合产物的供应可以调控籽粒的灌浆进程,从而影响籽粒品质㊂2.1 叶 的光合产物对籽粒品质的影响长期以来,人们将绿叶面积或绿叶光合速率作为源的衡量指标㊂研究表明,小麦的光合作用与产量和品质密切相关,如提高C O2浓度可增加粒重[29];延长光照时间可提高小麦总淀粉含量,但总蛋白质含量降低,其中清蛋白㊁球蛋白㊁醇溶蛋白和谷蛋白含量随着光照时间的增加而下降[30]㊂在不同时期进行剪叶处理,小麦弱势籽粒更容易受到影响,且剪叶时期越早对粒重影响越大;通过不同剪叶处理,发现剪旗叶对弱势籽粒影响最大,且剪叶后剩余叶片蔗糖磷酸合成酶(S P S)㊁硝酸还原酶(N R)和谷氨酰胺合成酶(G S)活性提高,可溶性糖㊁蔗糖和可溶性蛋白含量增加,但并不能补偿剪去旗叶所产生的的同化物质[11]㊂此外,剪叶处理后,强㊁弱势籽粒淀粉含量及单粒淀粉积累量降低,直链淀粉㊁支链淀粉含量及直支比下降[11,31-32];单粒蛋白积累量下降,球蛋白和醇溶蛋白含量减少,清蛋白和谷蛋白含量提高,谷醇比增加;湿面筋含量降低,面筋指数和沉淀值提高,但是不同品种的蛋白质含量对减源处理的效果不同[33]㊂总之,剪叶处理对小麦籽粒的产量和品质均有影响,且剪去叶片的位置越高,时期越早,对其影响越大,尤其对弱势籽粒的影响较大㊂光合产物的合成量不仅与叶面积有关,也与叶片的衰老速率相关㊂氮素是作物产量与品质的重要影响因素,也是叶绿素的组成元素㊂研究表明,施氮可延缓小麦旗叶衰老,但过量施用氮肥则不利于小麦粒重的提高[34]㊂叶片的衰老还与许多植物调节剂有关㊂在大田条件下,盛花期喷施A B A和6-苄基腺嘌呤(6-B A),可提高叶片中超氧化物歧化酶(S O D)和过氧化物酶(P O D)活性,减少丙二醛(M D A)的积累,从而延迟叶片衰老[35]㊂因此,可通过合理施用氮肥或植物调节剂来延缓叶片衰老,提高小麦弱势籽粒的结实率㊂2.2其他 源 对籽粒品质的影响茎秆㊁穗轴㊁护颖㊁稃片㊁芒等器官中也含有叶绿素,具有实际或潜在的光合能力,尤其在生育后期叶片光合能力逐渐丧失后更为重要[36]㊂研究发现,开花期包茎处理后,穗下第一节长与产量呈正相关,且在矮杆中作用更显著,穗下第一节的直径与强㊁弱势籽粒中蛋白质含量和湿面筋含量呈正相关,与沉降值㊁面团形成时间和稳定时间呈负相关[37];包穗处理显著降低了强㊁弱势籽粒的穗粒数和千粒重,但提高了穗上部强势籽粒及穗中部和下部籽粒中的蛋白质含量[31];剪芒处理会影响小麦的穗粒数和穗粒重,对穗上部弱势籽粒灌浆的影响最大,且与短芒品种相比,对大芒品种的影响最为显著[38]㊂花前储藏物质对产量的贡献与叶片光合作用对籽粒重的贡献呈显著负相关,㊃018㊃麦类作物学报第42卷所以,籽粒灌浆中后期是营养器官中储藏物质向强㊁弱势籽粒输送的关键时期[36]㊂非叶器官的光合产物和花前储藏的同化物对产量的贡献受库的大小㊁品种和环境的影响[39]㊂当叶片遭受病毒侵害或干旱㊁高温等胁迫时,因 库 的需求,穗光合和花前储藏的同化物对籽粒产量的贡献率会显著提高㊂研究发现,与多穗型相比,大穗型品种穗大粒多,非叶器官的光合活性高,茎秆中贮存物质利用率大[40],但与小穗型㊁中穗型品种相比,大穗品种在遭受胁迫后强势籽粒单粒重下降幅度最大[41]㊂在抽穗期或开花期,叶片受白粉病侵染后,向强㊁弱势籽粒运输的同化物减少,籽粒饱满度和粒重降低,淀粉合成关键酶相关基因表达水平下降,尤其支链淀粉合成受阻,直支比升高[42]㊂干旱可以加快叶片的衰老,使穗部的光合产物成为籽粒灌浆的主要来源,适当的水分缺失可促进花前储藏有机物的再动员,不仅增加籽粒中蛋白质含量,提高面团性能[43],还会增加籽粒中A B A与乙烯的比值,提高了过氧化保护酶(C T A㊁S O D)的活性,最终促进弱势籽粒灌浆[44]㊂当小麦灌浆期遇到极端高温时,可以提高强㊁弱势籽粒中细胞代谢和转录翻译关键酶的活性,以及促进参与蛋白质折叠相关酶基因的表达,进而使籽粒中蛋白质含量增加,沉降值下降[45-46]㊂同时,高温也会显著抑制强㊁弱势籽粒中A D P-G a s e㊁S u S㊁淀粉分支酶(S B E)和S S S活性,降低籽粒中总淀粉㊁直链淀粉和支链淀粉含量,进而导致小麦品质下降[47]㊂氮素是影响籽粒生长发育的重要元素,适量施氮可以提高产量,增加强㊁弱势籽粒中淀粉和蛋白质的含量,且蛋白质及其组分含量会随着施氮量的增加而增加,但过度施氮会降低小麦的产量和品质[48]㊂不同生育时期施氮对小麦品质的影响也不同㊂在拔节期或孕穗期,施氮可提高强㊁弱势籽粒中淀粉合成相关酶的活性,增加蛋白质的含量,其中麦谷蛋白最为显著[49]㊂在抽穗期或开花期,施氮能增加强㊁弱势籽粒中蛋白质含量,但对蛋白比例无显著影响[50]㊂3 库 的调控对小麦强㊁弱势籽粒品质的影响库 是转化和贮藏同化物的组织或器官㊂就小麦而言,主要是籽粒,但也有其他器官(如鞘㊁茎㊁穗)㊂籽粒的产量与品质主要与库容和库活性有关,而库容和库活性由内源激素和淀粉合成代谢关键酶调控[36]㊂研究表明,于小麦花后1~3 d,外源喷施20m g㊃L-1生长素(I A A)可显著增加强㊁弱势籽粒的粒长㊁粒宽和粒重,并延长籽粒高速灌浆的时间[51];于籽粒灌浆初期,外源喷施G A,可显著提高内源G A含量,延长强㊁弱势籽粒灌浆持续期,但会诱导水解淀粉和蛋白质的酶产生,使强㊁弱势籽粒中总淀粉㊁直链和支链淀粉均降低,蛋白质含量㊁湿面筋和干面筋含量呈下降趋势[52];于盛花期,连续4d外源喷施10m g㊃L-1 A B A或10m g㊃L-16-B A,发现可显著提高强势籽粒中内源激素I A A和A B A含量,促进灌浆,提高强㊁弱势籽粒中蛋白质含量,改变蛋白组分[53];于花后30d,外源喷施50~100m g㊃L-1A B A,可增加强㊁弱势籽粒中淀粉和蛋白质的含量,支链淀粉比例上升,直支比下降,小麦粉的降落值和峰值粘度增加,进而改善面粉的糊化特性[54]㊂杨建昌等[55]也发现,花后适度干旱可以提高籽粒中A B A的含量和淀粉合成代谢关键酶的活性,进而加快淀粉合成速率,促进籽粒灌浆,尤其是促进弱势籽粒灌浆,增加粒重㊂除了外源喷施激素会影响强㊁弱势籽粒的产量和品质,疏花㊁去穗也会提高强㊁弱势籽粒粒重,增加籽粒中蛋白质和湿面筋含量,但面筋指数和沉淀值下降[11]㊂也有研究表明,疏花㊁去穗对不同播期小麦籽粒灌浆过程的影响不同,对11月份播种的小麦产量有促进作用,而对1月份播种的小麦无显著影响[56]㊂去除不同穗位的小穗对籽粒的影响也不同,与对照相比,于开花期去除顶端㊁中部或基部小穗均会提高最终粒重,且弱势籽粒对其响应越显著[57]㊂还有研究表明,小麦在茎伸长期可通过改善叶片光合作用,提高可育小花数量,进而增加最终小穗籽粒数,使籽粒灌浆均匀,避免强㊁弱势籽粒的出现,但籽粒数量的增加是否可以消除疏花㊁去穗对产量的影响并不可知[58]㊂4展望作物产量既取决于 源 的同化物生产能力,也取决于 库 的大小与活性㊂较大的库容可促进同化物的合成与运输,但库大源小会导致源的超负荷运转,造成强迫输送分配而引起空瘪粒和叶片早衰;而库小源大则会限制同化物的运输分配,进而降低 源 的生产能力,所以源库协调对作物的产量与品质具有重要意义㊂为了进一步提高小㊃118㊃第7期吴云飞等:小麦强㊁弱势籽粒品质研究进展麦的产量,需要在源库协调的基础上尽可能的扩大 库 ,即提高穗粒数㊂但小穗发育尤其在颖果发育过程中异步发育的问题依然普遍存在,因此,寻找弱势籽粒发育不良的原因,探索改良弱势籽粒发育差的途径,破解弱势籽粒发育差的难题,对实现小麦乃至谷类作物的高产㊁优质目标具有十分重要的科学意义和实践意义㊂但目前绝大数研究都是针对小麦强势籽粒,对弱势籽粒的研究并未引起足够的重视,如源库协调性㊁内源激素变化㊁营养物质在强㊁弱势籽粒中分布的差异㊂与强势籽粒相比,弱势籽粒的结实不稳定,而且很容易受环境和栽培条件的影响,在外界环境条件适宜且小穗发育良好的情况下,弱势籽粒所在的小穗可以转化为强势籽粒㊂因此,后期应进一步研究:(1)探明弱势籽粒转变为强势籽粒的氮素㊁温度㊁水分㊁外源激素等最佳环境调控途径,建立培育优质小麦栽培技术,为提高小麦品质提供科学途径和理论基础㊂(2)从同化物的合成与转运㊁籽粒内物质的合成代谢㊁激素变化㊁信号转导等方面具体阐述强㊁弱势籽粒的合成机制与品质差异㊂(3)探明小麦强㊁弱势籽粒中淀粉和蛋白质合成关键酶基因在源库调节后的表达差异,以及关键基因在调控小麦强㊁弱势籽粒胚乳发育中的功能差异㊂(4)探明源库调节后同化物合成㊁转运以及强㊁弱势籽粒营养物质的积累以及品质的变化㊂参考文献:[1]赵广才,常旭虹,王德梅,等.中国小麦生产发展潜力研究报告[J].作物杂志,2012(3):1.Z H A O GC,C H A N G X H,WA N G D M,e ta l.R e s e a r c hr e-p o r t o nd e v e l o p m e n to fC h i n a s w h e a t p r o d u c t i o n p o t e n t i a l [J].C r o p s,2012(3):1.[2]国家统计局.关于2020年粮食产量数据的公告[E B/O L].h t-t p://w w w.s t a t s.g o v.c n/t j s j/z x f b/201912/t20191206_ 1715827.h t m l.N a t i o n a l B u r e a uo f S t a t i s t i c s.B u l l e t i no n f o o d p r o d u c t i o nd a t a f o r2020[E B/O L].h t t 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小麦不同粒位蛋白质及淀粉含量的差异分析及品质
性状的播期效应的开题报告
题目：小麦不同粒位蛋白质质量及淀粉含量的差异分析及品质性状
的播期效应
研究背景：
小麦是我国重要的粮食作物之一，也是世界上最重要的粮食作物之一。

小麦的粒位、品质性状、营养素含量等都是影响小麦品质的重要因素。

其中，小麦的蛋白质质量以及淀粉含量的高低对小麦品质影响较大，而小麦播期也是影响小麦品质因素之一。

因此，研究小麦不同粒位蛋白
质质量以及淀粉含量的差异分析及品质性状的播期效应，对小麦的品质
改良和生产具有重要的意义。

研究内容：
本研究将采用小麦为研究对象，通过采取不同粒位的小麦粒进行分析，比较不同粒位蛋白质质量以及淀粉含量的差异。

并针对不同播期的
小麦进行品质性状分析，探讨播期对小麦品质的影响。

研究方法：
1. 实验材料：选取小麦材料，包括普通小麦及优质小麦等。

2. 实验设计：本研究将采用完全随机设计，分别对不同粒位的小麦
粒及不同播期的小麦进行分析。

3. 实验步骤：
（1）将不同粒位的小麦粒进行分离并分别称重。

（2）对不同粒位小麦粒的蛋白质质量及淀粉含量进行分析。

（3）采用不同播期的小麦进行品质性状分析，包括外观、食味、面筋品质、面包发酵性能等指标。

研究意义：
本研究将探讨小麦不同粒位蛋白质质量以及淀粉含量的差异分析及
品质性状的播期效应，对小麦品质的改良和生产具有重要的意义。

同时，还可为相关科学研究提供参考和借鉴。