高温胁迫对小麦籽粒灌浆特性及主要品质性状的影响

摘要

小麦是我国重要粮食作物，其产量和品质对居民的生产和消费具有重要影响。北方冬麦区是我国小麦主产区，其产量约占全国总产的70％，受干热风影响显著。在全球气候变暖的背景下，培育灌浆期耐热的小麦品种对我国的粮食生产具有重要意义。本研究选用北方冬麦区13个主栽品种（品系），于2013-2015年分别种植在代表性地点河北石家庄和衡水、河南安阳，采用塑料大棚升温处理，分析灌浆期高温胁迫对籽粒灌浆特性和主要品质性状的影响，目的是为我国小麦抗热和品质育种提供信息。主要结果如下：
　　1.小麦籽粒粒重和灌浆速率受基因型和环境效应共同影响，灌浆持续期主要受环境影响。高温胁迫条件下，粒重与灌浆速率呈0.01水平显著正相关，高于正常条件下粒重与灌浆速率的相关系数，表明高温胁迫条件下，灌浆速率是决定粒重的主要因素，也是影响不同品种抗热性的主要原因。高温胁迫主要是通过减慢灌浆速率来降低千粒重，其中对灌浆快增期灌浆速率的影响最为重要。品种间灌浆特性对高温胁迫的响应存在显著差异，京冬8号和中麦875耐热性好，中麦895、CA1062、CA0816、中麦175和石麦15耐热性较好，衡08观29、衡观35和石U09-4366耐热性一般。本研究中大粒品种的耐热性显著高于中小粒品种，这与其灌浆速率快有关。
　　2.蛋白质品质相关参数分析结果表明，高温胁迫显著增加了籽粒蛋白质含量和硬度，并使和面时间、峰值曲线面积、8分钟带高和8分钟带宽等和面仪参数显著提高。面粉糊化特性受基因型和环境效应的显著影响，且基因型效应较大。高温胁迫显著降低面粉糊化特性参数峰值黏度、稀澥值、最终黏度和回生值，并显著增高糊化温度。荧光辅助糖电泳（FACE）和体积排阻色谱（SEC）分析结果表明，支链淀粉和直链淀粉链长分布受品种效应的显著影响，高温胁迫处理不显著。淀粉晶体结构和颗粒度分布分析结果表明，高温胁迫显著提高淀粉结晶含量，显著降低B型淀粉粒百分含量，并使A型淀粉粒百分含量相对增高。高温胁迫条件下，湿磨法处理后淀粉的糊化特性参数峰值黏度、低谷黏度、最终黏度和稀澥值显著降低，表明高温胁迫条件下蛋白质含量的变化可能是影响面粉糊化特性的另一个重要因素。高温胁迫条件下，籽粒中淀粉和蛋白质特性的改变可能是导致面粉糊化特性发生变化的根本原因。

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第一章 文献综述

1.1 高温胁迫对小麦籽粒灌浆特性的影响

1.1.1 籽粒灌浆研究概况

1.1.2 高温胁迫对灌浆特性的影响

1.2 高温胁迫对小麦加工品质的影响

1.3 高温胁迫对小麦蛋白质品质的影响

1.3.1 高温胁迫对蛋白质含量的影响

1.3.2 高温胁迫对蛋白质组分的影响

1.3.3 高温胁迫对热激蛋白的影响

1.4 高温胁迫对小麦淀粉品质的影响

1.4.1 淀粉研究概述

1.4.2 高温胁迫对淀粉含量及组分的影响

1.4.3 高温胁迫对淀粉颗粒度分布的影响

1.4.4 高温胁迫对淀粉合成相关酶类的影响

1.5 本研究的目的意义

第二章 灌浆期高温胁迫对北方冬麦区小麦灌浆特性的影响

2.1 实验材料

2.2 试验方法与数据分析

2.2.1 试验处理

2.2.2 田间调查指标及方法

2.2.3 统计分析

2.3 结果与分析

2.3.1 基本统计量分析

2.3.2 千粒重及灌浆参数的方差分析

2.3.3 高温胁迫对小麦千粒重热感指数和抗逆系数的影响

2.3.4 高温胁迫对小麦籽粒增重动态的影响

2.3.5 两种处理条件下小麦千粒重及灌浆参数的基因型差异

2.3.6 粒重与灌浆参数的相关性

2.4 讨论

第三章 灌浆期高温胁迫对小麦主要品质性状的影响

3.1 实验材料

3.2 试验方法与数据分析

3.2.1 试验处理

3.2.2 磨粉

3.2.3 淀粉品质测定指标及方法

3.2.4 蛋白质品质测定指标及方法

3.2.5 统计分析

3.3 结果与分析

3.3.1 高温胁迫对面粉糊化特性的影响

3.3.2 高温胁迫对支链淀粉链长分布的影响

3.3.3 高温胁迫对直链淀粉和支链淀粉比例的影响

3.3.4 高温胁迫对淀粉晶体结构的影响

3.3.5 高温胁迫对淀粉颗粒度分布的影响

3.3.6 高温胁迫对淀粉糊化特性的影响

3.3.7 高温胁迫对蛋白质含量及籽粒硬度的影响

3.3.8 高温胁迫对面粉和面仪参数的影响

3.4 讨论

第四章 全文结论

参考文献

致谢

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