高温与干旱胁迫对小麦籽粒GBSS活性、淀粉品质及产量的影响

高温与干旱胁迫对小麦籽粒GBSS活性、淀粉品质及产量的影响

论文摘要

2005~2007年间连续两年在河南农业大学科教示范园区,采用盆栽与人工气候箱控温模拟相结合的方式,以强筋小麦品种豫麦34和弱筋小麦品种豫麦50为试验材料,研究了花后不同时期高温与干旱胁迫及其互作对籽粒GBSS酶活性、淀粉含量及组分、淀粉特性及籽粒产量的影响。本研究主要获得了以下研究结果:1.花后籽粒直链淀粉合成关键酶—GBSS活性随籽粒灌浆进程的推进而逐渐提高,于花后24 d前后达到峰值,之后下降。高温与干旱胁迫影响GBSS活性,其中,前期高温及干旱胁迫(花后5 d )对豫麦34籽粒GBSS活性影响较大,而中期(花后15 d )对豫麦50的影响较大。研究还表明,高温与干旱互作对两品种籽粒GBSS活性的影响不显著,在不同土壤水分条件下高温胁迫对GBSS活性的影响表现一致。2.高温胁迫下两品种籽粒直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量均下降。两品种的表现有所不同:高温胁迫对豫麦34支链淀粉含量的影响相对较大,且以灌浆前期的降幅最大;豫麦50则以直链淀粉含量受灌浆前期高温胁迫的影响相对较大。干旱胁迫下两品种直链淀粉均表现为显著下降,但支链淀粉在不同时期干旱胁迫下表现出品种间的差异:灌浆前期干旱对两品种的影响均不显著,中、后期干旱显著降低豫麦50的支链淀粉含量,而豫麦34在后期干旱胁迫下支链淀粉含量却有所升高。研究结果还表明,花后高温与干旱对籽粒淀粉含量及组分的影响存在显著的互作效应,反映了高温与干旱对淀粉含量及组分的叠加效应和复杂性。3.高温和干旱均显著影响淀粉糊化特性,两品种表现有差异:干旱胁迫使强筋小麦品种豫麦34籽粒淀粉峰值黏度、最终黏度、稀懈值和反弹值均显著增大,而导致弱筋小麦豫麦50峰值黏度、反弹值和稀懈值下降,其低谷黏度和最终黏度在灌浆前期和中期干旱胁迫下增大,后期干旱胁迫则明显下降。在高温胁迫条件下,豫麦34的高峰黏度、最终黏度(除花后5 d外)、稀懈值(除花后15 d外)和反弹值增大,而豫麦50高峰黏度、低谷黏度和最终黏度显著下降。研究结果还表明,花后高温与干旱胁迫对小麦籽粒黏度参数的影响存在显著的互作效应,从F值大小来看,互作对弱筋小麦品种豫麦50多数黏度参数影响较大,而对强筋小麦品种豫麦34淀粉黏度参数影响较小。4.对面粉白度和多酚氧化酶活性(PPO)的研究结果表明,高温胁迫使两品种面粉的亮度(L*)值下降,下降幅度随胁迫时间的延长而增大,但处理间差异均未达显著水平。从对面粉多酚氧化酶(PPO)活性的影响看,高温胁迫对豫麦34的影响不大,各处理间未达显著水平,而对豫麦50面粉多酚氧化酶(PPO)的影响较大。在干旱胁迫下,两品种面粉亮度(L*)、黄色度(b*)均有所下降,但差异均不显著;干旱胁迫使豫麦34的红色度(a*)显著下降,而对豫麦50的红色度(a*)影响不大;PPO活性在干旱胁迫下显著增大,两品种表现一致。上述结果表明高温或干旱胁迫导致面粉色泽变差。5.结果表明,花后高温胁迫导致籽粒灌浆速率降低,致使最大灌浆速率出现时间提前,灌浆持续期缩短,粒重下降。不同阶段高温对两品种灌浆速率影的响亦存在有差异:豫麦34受前期高温胁迫的影响较大,豫麦50则受中期的影响较大,后期高温对两品种的影响均最小。前期和中期干旱胁迫均显著降低了豫麦34(以中期干旱胁迫影响最为明显)和豫麦50 (以前期干旱胁迫影响较大)的粒重,但在后期干旱条件下两品种粒重略有增加。比较相同胁迫条件下两品种的粒重,可以看出豫麦34受高温和干旱胁迫的影响大于豫麦50,表明豫麦34的籽粒产量对逆境胁迫较为敏感。研究还表明,花后高温、干旱及其互作对两品种产量的影响均达显著或极显著水平。

论文目录

  • 致谢
  • 摘要
  • 1 文献综述
  • 1.1 直链淀粉生物合成的关键酶
  • 1.1.1 籽粒淀粉合成关键酶的变化动态及其栽培调控
  • 1.1.2 灌浆期间淀粉积累动态及其与淀粉合成酶的关系
  • 1.2 淀粉含量、组成及理化特性与小麦品质
  • 1.2.1 淀粉含量及组成与品质的关系
  • 1.2.2 淀粉特性与面食加工品质
  • 1.2.3 环境与基因型对淀粉特性的影响
  • 1.2.4 淀粉特性的栽培调控与加工品质
  • 1.3 高温和干旱胁迫对小麦淀粉品质性状的影响
  • 1.3.1 高温胁迫对淀粉品质的影响
  • 1.3.2 干旱胁迫对淀粉品质的影响
  • 2 引言
  • 3 材料与方法
  • 3.1 试验材料与试验设计
  • 3.2 测定项目与方法
  • 3.2.1 GBSS 酶活性的测定
  • 3.2.2 籽粒灌浆动态及粒重变化的测定
  • 3.2.3 制粉
  • 3.2.4 淀粉含量及其组分的测定
  • 3.2.5 淀粉糊化特性
  • 3.2.6 面粉 PPO 活性的测定
  • 3.2.7 面粉色泽测定
  • 3.2.8 产量与考种
  • 3.3 统计分析方法
  • 4 结果与分析
  • 4.1 高温和干旱胁迫对籽粒直链淀粉合成关键酶活性的影响
  • 4.1.1 高温胁迫对籽粒GBSS 活性的影响
  • 4.1.2 干旱胁迫对籽粒GBSS 活性的影响
  • 4.1.3 高温与干旱互作对籽粒GBSS 活性的影响
  • 4.2 高温和干旱对籽粒淀粉含量及组分的影响
  • 4.2.1 高温对籽粒淀粉含量及组成的影响
  • 4.2.2 干旱胁迫对籽粒淀粉含量及组分的影响
  • 4.2.3 高温和干旱互作对籽粒淀粉含量及组分的影响效应
  • 4.3 高温和干旱对淀粉特性的影响
  • 4.3.1 高温对淀粉糊化特性的影响
  • 4.3.2 干旱胁迫对淀粉糊化特性影响
  • 4.3.3 花后高温与干旱互作对淀粉糊化特性影响的效应分析
  • 4.3.4 高温与干旱互作对淀粉糊化特性的影响
  • 4.4 高温和干旱对面粉白度和多酚氧化酶的影响
  • 4.4.1 高温胁迫对面粉白度和多酚氧化酶的影响
  • 4.4.2 干旱胁迫对面粉白度和多酚氧化酶的影响
  • 4.4.3 高温与干旱互作对面粉白度和多酚氧化酶的影响
  • 4.5 高温与干旱胁迫处理对籽粒灌浆进程及增重的影响
  • 4.5.1 高温胁迫对籽粒灌浆进程及增重的影响
  • 4.5.2 花后不同阶段干旱胁迫对籽粒灌浆进程与籽粒增重的影响
  • 4.6 高温和干旱对千粒重和产量的影响
  • 4.6.1 高温胁迫对千粒重和产量的影响
  • 4.6.2 干旱胁迫对粒重和产量的影响
  • 5 结论与讨论
  • 5.1 结论
  • 5.2 讨论
  • 参考文献
  • 英文摘要
  • 相关论文文献

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