小麦籽粒淀粉理化特性与面条品质关系研究

【目的】研究中国小麦的淀粉理化特性及其与面条品质的关系,为优质面条小麦品种的选育提供依据。【方法】测定了全国11个省市育成品种和高代品系的294份面粉样品和29份引进品种面粉的淀粉理化特性和面条品质,对其相关性进行了统计分析。【结果】中国小麦品种直链淀粉含量的遗传资源相对丰富,面粉膨胀势偏低,淀粉糊化特性与国外品种相近,面条品质表现较好(平均评分85.27分)。直链淀粉含量、膨胀势和糊化峰值粘度与面条品质高度相关,支链淀粉含量、糊化温度外的多项RVA粘度参数也与面条品质极显著相关。膨胀势以及多项RVA粘度参数与直链淀粉含量和直/支链淀粉含量比值极显著相关,说明直、支链淀粉是影响淀粉化学特性和面条品质的重要物质基础。中国小麦品种各项指标的变异系数较小,淀粉理化特性和面条品质突出材料非常少,说明中国面条小麦种质资源相对缺乏。【结论】膨胀势测定简便、快速、用样量少,是面条小麦育种理想的选择指标。在我国要选育优质面条小麦品种,有必要进一步扩大引种规模,创新种质资源。

糯小麦及部分普通小麦品种主要淀粉性状的研究

以两个糯小麦和部分普通小麦品种(系)为试材,研究全麦粉的总淀粉含量、直链淀粉含量及糊化温度、高峰粘度、低谷粘度、稀懈值、最后粘度、反弹值和峰值时间等7个粘度性状。结果表明,与普通小麦相比,糯小麦的总淀粉含量变化不大,直链淀粉绝对含量和相对含量表现为极低的值,糊化温度、高峰粘度等7个粘度参数均表现为较低或极低的值。讨论了糯小麦在小麦淀粉品质及食品品质改良中的利用等问题。

环境与品种对小麦淀粉理化特性和面条品质的影响

测定了13个小麦品种在3个地点的淀粉理化特性和面条品质,结果表明直链淀粉含量、膨胀势和面条品质主要受遗传因素的控制,品种间变异平方和分别占总变异平方和的57.5%、52.3%和58.6%,但环境因素也有重要影响。RVA主要黏度指标则有所不同,低谷黏度和最终黏度主要受品种的影响,其变异分别占总变异的40.2%和48.0%,而峰值黏度主要受地点的影响,其变异达总变异的48.7%,品种影响只占总变异的30.5%。不同环境条件下,淀粉理化特性与面条品质极显著相关,说明应用直链淀粉含量、膨胀势和RVA峰值黏度等参数可以在不同的环境条件下选育出品质优良的面条小麦品种。

Wx蛋白缺失对淀粉理化特性和面条品质的影响

【目的】对Wx蛋白缺失影响小麦淀粉理化特性和面条加工品质的情况进行探讨。【方法】以6类Wx蛋白组成的14个品种为试材,测定其淀粉理化特性和面条品质,进行统计分析。【结果】Wx亚基的数目对其酶蛋白和直链淀粉含量有显著影响,随着Wx亚基数目的增加,Wx蛋白和直链淀粉含量相应升高,面粉膨胀势和峰值粘度呈现下降的趋势,但面条品质的变化并不表现完全一致。糯小麦绝大部分淀粉理化指标显著较低。不同Wx亚基对淀粉理化特性和面条品质的影响也存在一定的差异,缺失Wx-B1亚基对直链淀粉合成的影响最大,其次是Wx-D1亚基,缺失Wx-A1亚基作用最小。3类单一Wx亚基缺失材料中,Wx-B1亚基缺失品种直链淀粉含量最低,膨胀势和RVA峰值粘度最高,面条评分最高。【结论】从不同Wx亚基缺失类型小麦品种看,面条评分与直链淀粉含量、膨胀和糊化特性之间并不是简单的直线关系,尤其是直链淀粉含量,而是有一个合适的范围,在这个范围内随着直链淀粉含量的下降,膨胀势和峰值粘度升高,面条评分上升,超出这一范围面条评分下降。

Waxy蛋白缺失对小麦淀粉特性和中国鲜面条品质的影响

淀粉特性是影响面条品质的重要因素。采用分馏和重组方法,研究了来自同一组合的8种不同Waxy蛋白缺失类型面粉直链淀粉含量、淀粉糊化特性及其中国鲜面条品质。结果表明,不同Waxy蛋白缺失类型显著影响直链淀粉含量和淀粉糊化特性,对直链淀粉含量的效应依次为:类型8(Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1全缺失)>5(Wx-B1和Wx-D1)>7(Wx-A1和Wx-B1)>6(Wx-A1和Wx-D1)>3(Wx-B1)≌4(Wx-D1)>2(Wx-A1)。不同缺失类型淀粉糊化特性存在显著差异,按峰值粘度大小顺序依次为:类型8、3、5、4、6、7、2。Wx-B1缺失和Wx-D1缺失类型重组面粉的面条品质最优。糯小麦淀粉的峰值粘度和稀懈值显著高于非糯小麦,但反弹值很小,峰值时间短,糊化温度低。直链淀粉含量与煮熟面条TPA参数中硬度、胶着性和咀嚼性间正相关达1%水平(r=0.83～0.87),与弹性、粘着性、粘聚性和回复性间负相关达5%或1%水平(r=-0.53～-0.83)。淀粉糊化特性参数中低谷粘度、最终粘度、反弹值、峰值时间和糊化温度与面条感官评价的大多数指标如表观、适口性、韧性、粘性、食味和总评分间正相关达5%或1%显著水平,相关系数为0.53～0.91。稀懈值与上述面条品质指标间负相关达1%显著水平,相关系数为-0.66～-0.74。

糯性普通小麦的籽粒成分和淀粉品质研究

对 5个组合的 13个糯麦F6 (或F5)株系及其亲本的籽粒成分、直链淀粉含量和膨胀势进行测定 ,以及分析了它们的淀粉糊化过程和糊化参数 ,比较它们之间的差异。结果表明 :糯性小麦籽粒的蛋白质含量、湿面筋含量均高于相应的亲本 ;而淀粉含量则低于相应的亲本 ;糯性小麦株系的直链淀粉含量远远低于其亲本 ;糯麦淀粉的膨胀能力和吸水力大于其亲本 ;糯麦株系的RVA高峰粘度、低谷粘度、最后粘度、反弹值和峰值时间显著低于其亲本 ;糯麦株系面粉间的RVA粘度参数值大同小异。讨论了糯性小麦的应用前景。

强筋小麦胚乳淀粉粒度分布特征及其对弱光的响应

【目的】揭示强筋小麦淀粉粒度分布特征,探讨小麦挑旗后不同阶段弱光对其胚乳淀粉粒度分布特征的影响。【方法】利用自制遮荫棚设挑旗-开花、花后1～10d、花后11～20d、花后21～30d弱光处理,以大田种植小麦为对照,对2个强筋小麦品种(藁城8901和济南17)在不同弱光处理下胚乳中淀粉粒的数目、体积和表面积分布进行分析测定。【结果】小麦胚乳不同粒径淀粉粒数目分布呈单峰曲线变化,体积和表面积分布均呈双峰曲线变化。B型淀粉粒(直径<10μm)占胚乳淀粉粒数目、体积和表面积的百分数分别为99.89%、46.85%和84.43%,A型淀粉粒(直径≥10μm)的值分别为0.11%、53.15%和15.57%。挑旗后不同阶段弱光处理对小麦胚乳淀粉粒的数目、体积和表面积分布均有明显影响。花后11～20d弱光处理时A型淀粉粒的数目百分数显著降低,其它处理变化不明显;弱光对B型淀粉粒内部的数目分布状况影响显著,且此影响存在遮光时期、基因型和粒位的差异。挑旗～开花弱光处理后,藁城8901强势粒BS型(直径<1μm)淀粉粒数目降低,BL型(直径1～10μm)淀粉粒升高,而弱势粒呈相反趋势;济南17强势粒的淀粉粒数目分布变化不显著,而弱势粒BS型淀粉粒数目降低,BL型淀粉粒升高。灌浆前期弱光处理提高小麦胚乳中BS型淀粉粒数目,中后期弱光处理提高BL型淀粉粒数目,且中期弱光处理的作用大于后期。2个品种B型淀粉粒的体积和表面积在灌浆前期弱光处理后显著提高,而A型淀粉粒的体积和表面积降低;挑旗～开花和灌浆中后期弱光处理后,A和B型淀粉粒的体积和表面积变化呈现与灌浆前期相反的趋势。【结论】强筋小麦胚乳淀粉粒数目分布呈单峰曲线变化,体积和表面积分布呈双峰曲线变化。弱光对强筋小麦胚乳淀粉粒度分布存在显著影响。

“皖麦33”与“W1032”配麦后淀粉及馒头品质性状的研究

选用小麦品种"皖麦33"和糯小麦品系"W1032"为试材,研究比较"皖麦33"与"W1032"按不同比例配麦后的淀粉品质和馒头品质。方差分析结果表明,皖麦33和糯小麦W1032按适当的比例分别配麦后,有利于部分淀粉品质性状和部分馒头品质的改良,各比例间的淀粉品质性状和馒头品质性状间差异达到极显著水平;相关分析结果表明,馒头的评价总分与沉降值、籽粒硬度、高峰黏度、稀懈值呈极显著正相关,与白度、湿面筋、低谷黏度以及峰值时间呈极显著负相关。在"皖麦33"和"W1032"以9.5∶0.5和9∶1的配比时馒头品质较好。皖麦33与糯小麦W1032按适当的比例配麦对馒头的品质可能具有一定的改良作用。

小麦淀粉合酶基因Ⅲ片段的克隆及反义和RNA干扰载体的构建

采用RT-PCR方法从小麦品种豫教2号的发育籽粒中克隆出淀粉合酶III基因(starchsynthase III,SSIII)部分cDNA片段(509bp)(GenBank No.EF466009),同源性比较结果显示,它与GenBank上已报道的SSIII基因有高度同源性。以pWM101质粒为基础,构建了由35S启动子调控的SSIII基因的反义表达载体pWM101SSIIIA;另外,还以pFGC5941质粒为基础,构建了SSIII基因的RNAi干扰载体pFGC5941SSIIIsa,这些载体的构建为研究此基因的功能打下了很好的基础。

糯小麦配粉对普通小麦品质性状和鲜切面条品质的影响

为了明确糯麦配粉对小麦品质的影响,利用中国北部和黄淮冬麦区的三个小麦主栽品种京411、豫麦49和豫麦34,研究了添加10%、15%、20%、25%和30%不同比例的糯小麦面粉后其蛋白质、淀粉特性及面条品质的变化。结果表明,随着添加比例的提高,面粉蛋白质含量和沉淀值有所增加,和面时间和衰落势无显著变化。直链淀粉含量随添加量的增加而逐渐降低,高峰粘度和反弹值则均有所下降。直链淀粉含量与面条的粘弹性、光滑性和总评分呈二次曲线关系,直链淀粉含量为24%-25%时,面条的粘弹性、光滑性和总评分最好,添加15%-20%的糯小麦面粉即可达到这一效果。添加糯小麦面粉对面条色泽和表观状况无显著影响。

蛋白质、淀粉、硬度和色泽与小麦面条品质的关系

对蛋白质、淀粉特性、硬度和色泽与小麦面条品质的关系进行了综述和讨论。提高蛋白质含量和质量有助于改善中国面条的适口性、咬劲和弹性,但对煮面的外观性状为负向影响。直链和支链淀粉的比例及淀粉糊化特性与面条的表观和光滑性有关。中国面条要求面粉颜色白、灰分低,较高的蛋白质含量、中等偏强的面筋强度和较好的延展性以及较高的峰值粘度。

Wx蛋白组成对小麦籽粒淀粉合成的影响

【目的】通过对籽粒淀粉积累和淀粉合成关键酶的活性进行比较,初步明确不同Wx蛋白组成小麦品种淀粉理化特性差异的酶学基础。【方法】以6类Wx蛋白组成的14个小麦品种为试材,测定其籽粒灌浆过程中直、支链淀粉积累动态和4种淀粉合成关键酶的活性变化,对测定结果进行统计分析。【结果】Wx蛋白数目和类型对4种淀粉合成关键酶活性和直、支链淀粉合成有明显影响。随着Wx蛋白数目的增多,4种淀粉合成关键酶活性呈现升高的趋势,尤其是淀粉粒束缚淀粉合成酶(GBSS),籽粒直链淀粉含量也相应升高。Wx-B1缺失蛋白对GBSS活性影响最大,直链淀粉合成能力下降最明显,其次是缺失Wx-D1蛋白,Wx-A1蛋白缺失作用最小。籽粒灌浆过程中,4种淀粉合成关键酶活性高度相关,并与直、支链淀粉含量密切相关,说明直、支链淀粉的合成是相互影响、相互制约、同步进行的。【结论】Wx基因是影响籽粒直链淀粉含量的重要决定因素,Wx基因可以通过自身数目和组成的变化,控制GBSS的活性,并对其它淀粉合成关键酶的活性产生影响,最终影响直、支链淀粉的合成,形成不同的淀粉理化特性和加工品质。

小麦营养和健康品质研究进展

作物营养和健康品质改良正在成为世界主要作物的重要研究方向和育种目标。文中围绕铁和锌、抗性淀粉和阿拉伯木聚糖、酚酸和植物固醇,从微量营养元素、功能性膳食纤维、膳食纤维、植物生物活性物质4个方面对小麦籽粒的营养品质研究进行评述,兼顾面筋过敏和赤霉菌毒素对人体健康的影响,概括与育种工作密切相关的分析测定方法、种质资源筛选、基因定位与育种研究进展。提出国内营养和健康品质研究的重点领域,建议加强四方面的工作,(1)优先进行与人体健康密切相关的铁、锌及其生物有效性影响因子植酸含量和植酸酶活性等微量营养元素、阿拉伯木聚糖和抗性淀粉等膳食纤维、酚酸和植物固醇等植物生物活性物质含量的分析,开展大规模营养元素普查工作,筛选营养价值高的育种亲本和材料;(2)加强抗赤霉病相关研究,并将其结果尽快用于育种;(3)通过关联和连锁分析开展基因定位和克隆,发掘基因功能标记或紧密连锁的分子标记,通过与常规育种紧密结合,推动生物技术育种实用化,加快品种选育进程,提高品质育种效率;(4)通过加强国际合作与国内协作,建立小麦品质研究协作网,推广普及现有实用技术并研究新型营养品质快速检测技术。

小麦淀粉合酶基因I的克隆及反义和RNAi载体的构建

采用RT-PCR方法从小麦品种豫教2号发育的籽粒中克隆出淀粉合酶I基因(starch synthase I,SSI)部分cDNA片段(795 bp)(GenBank No.EF221762),同源性比较结果显示,它与GenBank上已报道的SSI基因有高度同源性。以p WM101质粒为基础,构建了由35S启动子调控的SS I基因的反义表达载体p WM101SSI;另外,还以pFGC5941质粒为基础,构建了SSI基因的RNAi载体pFGC5941SSIsa,这些载体的构建为研究此基因的功能奠定了基础。

花后干旱和渍水下氮素供应对小麦籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响

防雨池栽条件下,设置渍水、干旱和对照3个水分处理,每个水分处理下再设置2个施氮水平,研究了花后渍水和干旱逆境下氮素对两个籽粒蛋白质含量不同的小麦(TriticumaestivumL.)品种籽粒蛋白质和淀粉积聚关键调控酶活性的影响。研究结果表明,与对照相比,花后干旱和渍水均降低旗叶谷氨酰胺合成酶(GS)和谷丙转氨酶(GPT)活性,但水分逆境下增施氮肥可以提高旗叶磷酸蔗糖合成酶(SPS)、GS和GPT活性。灌浆期籽粒-蔗糖合成酶(SS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、结合态淀粉合成酶(GBSS)、GS和GPT活性均呈下降趋势,水分逆境下小麦籽粒SS和GS活性降低,干旱提高GPT活性,而渍水使其降低。土壤水分适宜或亏缺条件下增施氮肥可以提高籽粒SS活性,而渍水下增施氮肥降低SS活性。干旱和渍水下增施氮肥可以提高籽粒SSS、GBSS、GS和GPT活性。干旱处理提高直链淀粉积累速率和蛋白质含量,而渍水使其降低。土壤干旱和渍水下增施氮肥降低直链淀粉和支链淀粉积累速率,提高了蛋白质含量,且适宜水分或亏缺条件下增施氮肥可以提高蛋白质积累量,而渍水下增施氮肥不利于蛋白质积累。

新疆小麦品种Wx基因组成及其淀粉糊化特性研究

为了给新疆小麦淀粉品质改良和优质面条小麦新品种选育提供理论依据,利用Wx-A1、Wx-B1和Wx-D1位点的3个STS标记(MAG264、BDFL-BRD和MAG269)对250份新疆小麦品种(包括157份冬小麦品种和93份春小麦品种)Wx基因的组成进行了鉴定,同时测试了185份冬、春小麦品种的淀粉糊化特性。结果表明,新疆小麦品种(系)Wx基因组成比较单一,以野生型(Wx-A1a/Wx-B1a/Wx-D1a)为主,占参试品种总数的84.0%,除了在Wx-B1位点发现亚基缺失的品种(缺失比例为13.6%)外,没有发现其他亚基缺失类型。Wx-B1蛋白亚基缺失比例在冬、春小麦间差异较大,春小麦品种Wx-B1亚基缺失比例(21.5%)要高于冬小麦品种(8.9%);农家品种、引进品种和育成品种中Wx-B1亚基缺失比例也各不相同,依次为0%、5.6%和22.6%。分析表明,新疆小麦品种淀粉糊化特性变异范围相当广泛,冬、春小麦品种在峰值黏度、稀澥值和反弹值等主要淀粉指标上均达到极显著差异,春小麦品种的淀粉特性优于冬小麦品种,并且Wx-B1亚基缺失体淀粉糊化特性的平均表现总体优于非缺失体。本研究所用3个分子标记对小麦基因组DNA扩增的稳定性、重复性较好,检测结果准确、可靠,可以用于小麦品种Wx基因组成的鉴定和糯质专用小麦的分子标记辅助选育。

不同水分和氮素形态对弱筋小麦豫麦50籽粒淀粉产量和淀粉糊化特性的影响

【目的】揭示水分和氮素形态对弱筋小麦豫麦50籽粒淀粉糊化特性的调控效应,筛选出适合弱筋小麦豫麦50淀粉品质提高的水分和氮素形态组合,为良种良法配套推广提供理论依据。【方法】在大田条件下,采用裂区设计,设置水分(3个水平)和氮素形态(3种形态)两种因素,研究不同水分和氮素形态对豫麦50籽粒淀粉产量和淀粉糊化特性的影响。【结果】增加灌水和施用铵态氮能有效提高籽粒淀粉产量。淀粉糊化特性从灌水水平看,以灌1水处理好于灌2水和灌3水处理;从施氮形态看,糊化时间和稀懈值为N3>N1>N2,峰值粘度、低谷粘度、最终粘度和反弹值施硝态氮糊化时间和稀懈值为N2>N1>N3;从水分和氮素形态互作效应看,W1N2处理峰值粘度、低谷粘度、最终粘度和反弹值最高,糊化时间和稀懈值最低,其他处理只改善粘度参数的某些指标。【结论】不同水分和氮素形态及其互作能够有效调控弱筋小麦豫麦50籽粒淀粉产量和淀粉糊化特性,淀粉产量以拔节、孕穗和灌浆期灌3水并施铵态氮最高,淀粉糊化特性以拔节期灌1水并施硝态氮效果最好。

小麦淀粉颗粒蛋白-1突变体挖掘及其相关农艺性状和品质特点的分析

小麦淀粉颗粒蛋-1(starch granule protein 1,即SGP-1)突变体是选育高直链淀粉含量、高抗性淀粉小麦品种的重要基础材料。SGP-1突变缺失,使胚乳中支链淀粉侧链的延伸受阻,从而使胚乳表观直链淀粉含量相对升高,所制食品的抗性淀粉含量也相应提高,具有重要的保健意义。本研究主要是利用SDS-PAGE方法,检测307份国内外农家种、育成种、高代品系及国内外黑小麦材料的SGP-1(SGP-A1、SGP-B1和SGP-D1)蛋白组成,进而发掘SGP-1突变体;并对突变体材料进行相关农艺性状和品质性状特点的分析,为育种利用及品质改良提供参考。结果共检测到4份SGP-1突变体,均为冬性材料,其中国外材料3份(CH62444、EAP74961和Amigo)、高代品系1份(05黑初8),分别为SGP-A1单缺体,SGPA1和-D1双缺体,SGP-A1和-B1双缺体,以及SGP-A1单缺体。在主要农艺性状方面,EAP74961、05黑初8和Amigo抽穗期与石4185(CK)相近,而CH62444则抽穗较晚,并且3份国外材料植株均较高。这4份突变体材料麸皮中的非水溶性戊聚糖含量相对于水溶性戊聚糖占绝对优势,而胚乳中非水溶性戊聚糖含量与水溶性戊聚糖含量则较为接近,但CH62444、Amigo和05黑初8麸皮中的总戊聚糖含量较高(分别为14.33%,15.20%和12.91%),而EAP74961面粉中的总戊聚糖含量(1.34%)较高。在淀粉组分含量方面,4份突变体材料差异不大。

赤麦5号与沈免96的淀粉性状及面条品质的研究

[目的]为研究糯小麦与普通小麦配麦的淀粉性状及面条品质。[方法]以糯小麦品系赤麦5号和普通的强筋小麦品种沈免96为材料,研究它们不同比例配麦的淀粉性状和面条品质。[结果]随着赤麦5号比例的增加,高峰黏度、低谷黏度、最后黏度、反弹值和糊化温度均呈递减的趋势,稀懈值和搅拌值先下降后上升。赤麦5号与沈免96配麦制作面条较单一品种好,以2∶8最好,面条色泽、表观状态、适口性、韧性、黏性、光滑性、食味和总分都达到了较高的值。[结论]糯小麦和普通小麦按一定比例搭配有利于部分淀粉性状的改善和面条部分品质的改良。

不同类型专用小麦叶、茎、粒可溶性糖变化与淀粉含量的关系

比较了3种类型专用小麦(强筋小麦郑麦9023、中筋小麦温麦4号和弱筋小麦豫麦50)在籽粒灌浆过程中旗叶、倒一茎节、倒二三茎节、倒四五节茎节、叶鞘中可溶性总糖和蔗糖含量及籽粒中可溶性总糖、淀粉含量的变化。结果表明,在灌浆过程中,中筋小麦温麦4号和弱筋小麦豫麦50旗叶中可溶性总糖、蔗糖、SS和SPS活性均高于强筋小麦郑麦9023,温麦4号略高于豫麦50。SS和SPS活性峰值出现时间早于可溶性总糖和蔗糖。在花后12d至成熟期间,豫麦50籽粒中可溶性总糖含量最高,温麦4号次之,郑麦9023最低;豫麦50淀粉含量显著高于温麦4号和郑麦9023,灌浆后期的ADPP活性也高于温麦4号和郑麦9023。相关分析表明,开花后18d至成熟期茎中可溶性总糖含量与籽粒淀粉含量之间呈极显著负相关,而叶片中可溶性总糖、叶片中蔗糖、籽粒中可溶性总糖与籽粒淀粉积累速率呈显著或极显著正相关。茎鞘可溶性总糖含量对籽粒淀粉的贡献率存在基因型差异:豫麦50和郑麦9023以倒二、三节间最大,而温麦4号则以倒四、五节间最大。