灌溉与旱作条件下源库关系对小麦籽粒淀粉粒度分布、积累特征的调节效应

论文摘要

本试验于2006～2007年在山东农业大学农学试验站进行。试验选用济南17(Jinan17)和山农8355(Shannong8355)两小麦品种,在小麦完全抽穗后设置三个源库关系调节处理,即对照(CK)、减库(去1/2小穗,Removal of 1/2 spikelets, RS)、减源(去旗叶,Removal of flag leaf, RL) ,研究源库关系对小麦籽粒淀粉粒度分布及淀粉积累的影响及其生理生化机制,主要研究结果如下:1小麦籽粒淀粉的粒度分布特征1.1不同穗型小麦籽粒淀粉的粒度分布成熟期小麦籽粒含有2种类型的淀粉粒:直径较小的B型淀粉粒(<9.8μm)和直径较大的A型淀粉粒(>9.8μm),淀粉粒的粒径在0.37～52.6μm之间变化。淀粉粒的体积分布表现为双峰分布,峰值分别出现在5μm和25μm左右。淀粉粒的数目分布表现为单峰分布,峰值出现在1μm,其中B型淀粉粒数目占总数的99%以上,表明小麦籽粒中的淀粉粒大多为小淀粉粒。小麦淀粉粒的表面积分布同体积分布相同,也表现为双峰分布,峰值分别在2.8μm和23μm,B型淀粉粒的表面积占总数的80%左右,A型淀粉粒占20%左右。山农8355各处理A型淀粉粒体积分布、表面积分布百分比成熟期较灌浆中期明显提高,灌溉栽培条件下增幅分别在17.65～22.88%、35.8～39.05%,旱作栽培条件下增幅分别在1.46～2.82%、7.05～8.12%;山农8355各处理B型淀粉粒体积分布、表面积分布百分比成熟期较灌浆中期明显降低,灌溉栽培条件下降幅分别在34.78～40.47%、11.73～13.77%,旱作栽培条件下降幅分别在5.08～7.67%、2.52～3.43%。济南17各处理下成熟期与灌浆中期的A、B淀粉粒体积分布、表面积分布百分比,其变化趋势与山农8355相同,其中A型淀粉粒灌溉栽培条件下增幅分别在1.56～5.98%、2.96～9.92%,旱作栽培条件下增幅分别在1.76～4.52%、1.28～8.63%;B型淀粉粒灌溉栽培条件下降幅分别在3.46～12.27%、1.02～4.18%,旱作栽培条件下增幅分别在5.31～9.87%、0.58～3.13%。在灌溉和旱作栽培条件下,减源处理A型淀粉粒较同期同品种对照处理的体积分布、表面积分布百分比显著提高,减库处理较同期同品种对照处理显著降低,B型淀粉粒粒度分布变化趋势与之相反。1.2小麦胚乳淀粉粒的变化动态花后不同时期小麦胚乳淀粉粒数目的变化均呈单峰曲线,峰值一般出现在0.5～1.1μm之间。在花后5天,已经出现了不同范围大小的淀粉粒,最大直径20μm。花后10天,淀粉粒直径范围扩大到30μm。至花后15天,产生了一个新的小淀粉粒群体,从而造成大淀粉粒数目所占比例有所减少。花后25天,小于0.6μm的淀粉粒数目仍不断增加,而直径较大的淀粉粒数目不断减少,表明籽粒中新淀粉粒的产生仍在继续,但增加幅度减少。花后35天,主要是最小粒径淀粉粒直径的扩大,其它粒径淀粉粒直径的变化相对较小2.不同穗型小麦籽粒淀粉积累变化2种栽培条件下,用Logistic方程模拟籽粒淀粉的积累过程,表明大穗型品种具有较高的淀粉积累量,其原因出自于淀粉的积累速率和持续期,在籽粒灌浆中、后期比强筋型小麦品种具有更强的蔗糖供应和淀粉合成能力。2种栽培条件对源库调节不同穗型小麦品种的影响不同。减库显著降低籽粒淀粉积累量,显著降低籽粒总淀粉、支链淀粉含量,提高直链淀粉含量和直/支链淀粉比例。灌溉和旱作2种栽培条件下,在整个灌浆期内大穗型小麦的淀粉含量显著高于多穗型小麦,表明大穗型小麦籽粒的淀粉合成能力高于多穗型小麦。旱作栽培有利于提高灌浆前期籽粒淀粉的合成能力,灌溉栽培则有利于灌浆后期小麦籽粒的淀粉合成。3.不同穗型小麦产量不同源库调节对籽粒重的影响不同,两品种粒重与对照比较,差异均表现为:减源<CK<减库,表明源库比例降低,粒重降低,源库比例升高,粒重升高。两品种对不同栽培条件下对源库调节的反应不同,大穗型山农8355对调节的响应较济南17敏感。灌水对两种穗型小麦品种的产量及其构成因素具有明显的调节作用,灌溉栽培可以有效提高小麦的穗数和千粒重,其中对穗粒数的增加更为明显;而旱作可明显降低小麦的产量。与大穗型小麦山农8355相比,多穗型小麦济南17有更高的产量表现,大穗型品种小麦山农8355单株协调能力较差,生产中应该适当增加基本苗以发挥其增产潜力。4.源库调节对小麦淀粉形成的影响改变源库比例,旗叶蔗糖含量与对照相差异显著,具体表现为:减源<CK<减库,表明源库比例降低,旗叶蔗糖含量水平降低,源库比例升高,旗叶蔗糖含量水平升高,这是源库比例改变,粒重相应改变的生理基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 小麦籽粒淀粉的组成及结构
• 1.2.2 小麦胚乳中的淀粉粒
• 1.2.3 小麦籽粒淀粉的生物合成
• 1.2.4 小麦淀粉与小麦品质的关系
• 1.2.5 环境条件对淀粉理化特性的影响
• 1.2.6 品种和环境条件对籽粒淀粉形成的影响
• 2 材料与方法
• 2.1 种植方式
• 2.2 试验设计
• 2.3 取样方法
• 2.4 测定项目与方法
• 2.4.1 淀粉粒提取及测定方法
• 2.4.2 籽粒增重进程的拟合
• 2.4.3 淀粉含量测定
• 2.4.4 蔗糖、可溶性总糖含量测定
• 2.4.5 光合色素含量的测定
• 2.4.6 光合速率及其相关参数的测定
• 2.5 数据处理与分析
• 3 结果与分析
• 3.1 小麦籽粒淀粉粒度的分布特征
• 3.1.1 小麦淀粉粒度分布
• 3.1.2 不同穗型小麦淀粉粒的体积分布
• 3.1.3 不同穗型小麦淀粉粒的数目分布
• 3.1.4 不同穗型小麦淀粉粒的表面积分布
• 3.2 小麦胚乳粉粒粒的积累动态
• 3.2.1 不同穗型小麦淀粉粒体积的变化
• 3.2.2 不同穗型小麦淀粉粒数目的变化
• 3.2.3 不同穗型小麦淀粉粒表面积的变化
• 3.3 不同穗型小麦籽粒淀粉积累动态
• 3.3.1 直、支链淀粉积累量
• 3.3.2 总淀粉积累量
• 3.3.3 淀粉积累速率
• 3.3.4 直/支淀粉比例变化
• 3.4 不同穗型小麦可溶性总糖、蔗糖含量的变化
• 3.4.1 旗叶蔗糖含量
• 3.4.2 籽粒可溶性总糖含量
• 3.4.3 籽粒蔗糖含量
• 3.5 不同灌溉条件下源库调节对小麦籽粒产量的影响
• 3.5.1 小麦产量
• 3.5.2 产量构成因素
• 3.5.3 籽粒灌浆特性
• 3.6 小麦旗叶光合特性
• 3.6.1 旗叶光合色素
• 3.6.2 旗叶净光合速率及参数
• 3.6.3 旗叶荧光参数
• 3.7 源库调节对干物质积累与分配的影响
• 4 讨论
• 4.1 小麦籽粒淀粉的粒度分布状况
• 4.2 源库关系对小麦籽粒淀粉的粒度分布的影响
• 4.3 源库调节对小麦淀粉及组分含量的影响
• 4.4 源库调节对小麦淀粉及组分形成的影响
• 4.5 源库协调条件下小麦优质高产途径探讨
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文