玉米灌浆期水分差异供应对籽粒淀粉积累及其酶活性的影响

利用普通玉米(Zaymays)‘掖单22'和高油玉米‘高油115',研究了灌浆期水分差异供应对籽粒淀粉及其组分积累、相关酶活性动态变化的影响.结果表明,两种类型玉米淀粉积累和酶活性动态变化趋势基本一致,但对水分的反应有差异.缺水提高了‘掖单22'籽粒中淀粉、支链淀粉含量,而直链淀粉含量下降,‘高油115'则是籽粒中的淀粉含量、支链淀粉和直链淀粉含量提高;充分供水使淀粉及其组分产量提高;叶片中蔗糖合成酶(SS)、磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性随水分供应水平而提高,尤其在授粉后10～30 d增幅更加明显.充分供水明显提高籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPG-PPase)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPG-PPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和淀粉粒结合淀粉合成酶(GBSS)活性,缺水使籽粒中酶活性下降较早且迅速;SPS、ADPG-PPase、SSS酶活性对缺水反应比较敏感.

不同基因型小麦籽粒蛋白质和淀粉积累与碳氮转运的关系

研究了黑麦 76、徐州 2 6、扬麦 10号和扬麦 9号 4个不同基因型小麦 (TriticumaestivumL .)籽粒蛋白质和淀粉积累特征及叶茎鞘中碳、氮物质积累和运转的差异。结果表明 :蛋白质含量不仅与后期回升时间有关 ,还和回升速度有关 ;淀粉含量主要和前期的快速积累有关。籽粒蛋白质产量与含量没有相关关系 ,而与营养器官氮素转运量关系密切 ;籽粒淀粉产量由低到高为黑麦 76、徐州 2 6、扬麦 10号、扬麦 9号 ,并随淀粉含量升高而上升。不同基因型小麦茎鞘碳、氮积累和运转有明显差异 :黑麦 76和扬麦 10号碳、氮在灌浆后期向籽粒中的转运量少 ,而徐州 2 6和扬麦 9号转运量多。营养器官可溶性糖与氮素转运量的比值与籽粒蛋白质含量呈负相关 ,与淀粉含量呈正相关。因此 ,营养器官碳、氮积累与分配的差异可能是小麦籽粒蛋白质和淀粉含量差异的重要原因之一。

水稻生长过程中籽粒水分状态和横向弛豫特性分析

【目的】基于低场核磁共振(LF-NMR)技术观察水稻抽穗到成熟过程中籽粒水分状态的变化,探讨淀粉、蛋白质的积累效应对前者的影响,为水稻品质形成规律提供数据参考。【方法】对抽穗后63 d内的"越光"有机稻间隔采样,测定籽粒的百粒重、硬度、水分含量、淀粉含量和蛋白质含量,比较水稻在抽穗后不同生长时期的整体品质变化,通过LF-NMR测定的横向弛豫参数定性和定量地分析籽粒中的水分动态,探讨水稻品质形成过程与水分状态的相关联系。【结果】在抽穗后7—14 d百粒重和淀粉含量增长速率最快,两者表现极显著正相关(P<0.01)。籽粒硬度分别与淀粉含量和蛋白质含量都极显著正相关(P<0.01),与水分含量极显著负相关(P<0.01)。水分含量在抽穗后7—56 d从57.16%呈指数型下降到22.39%。淀粉含量在抽穗后42 d内呈"S"型曲线增长至50.47 g/100 g湿基。蛋白质含量在抽穗后7—49 d线性地增长至峰值6.56 g/100 g湿基。总体而言,水稻籽粒在抽穗后49 d左右整体品质已经形成。LF-NMR反演图谱表明在抽穗后7 d内籽粒部分水分往高自由度方向移动。抽穗后7—21 d,反演曲线整体向左迁移,表征流动性最弱"结合水"的T2b峰出现,表征束缚水的T_(22)峰发生峰的分化现象。4种横向弛豫时间T_(2b)、T_(21)、T_(22)和T_(23)随生长时期而减小,水稻籽粒中的整体氢质子自由度在逐渐降低。抽穗后21 d左右,"结合水"的峰比例超过束缚水和自由水的峰比例总和。籽粒内的水分含量和横向弛豫参数(T_(2b)、T_(21)、T_(22)、T_(23)、A_(2b)、A_(22)和A_(23))都随生长时期极显著地变化(P<0.01),而且淀粉和蛋白质积累与前者变化具有极显著的相关性(P<0.01)。尤其是淀粉充实胚乳细胞,水分子被淀粉颗粒包围或与其中的亲水基团氢键作用,使得整体水分状态向"结合水"的方向迁移。基于对横向弛豫信号的主成分分析,发现抽穗后42 d内不同生长时期的籽粒水分状态差异显著,42 d后整体趋于稳定。【结论】水稻灌浆期间,籽粒内部水分状态与淀粉和蛋白质的积累显著相关;"结合水"的比例逐渐上升,束缚水和自由水的比例显著下降;利用LF-NMR技术可以有效分析抽穗后不同生长时期籽粒的整体水分动态变化。