微胚乳超高油玉米淀粉、油脂等物质积累规律及相关酶活变化规律的研究

摘要

本研究以高油115玉米为对照，对微胚乳超高油玉米在籽粒发育过程中，其籽粒胚部位和非胚部位的干物质、鲜物质、水、油脂、可溶性糖和淀粉的含量以及ADPG焦磷酸化酶、淀粉磷酸化酶、淀粉酶和乙酰辅酶A羧化酶的酶活性进行测定，并对测定结果进行动态变化分析，简单相关分析和通径分析，以期探讨微胚乳超高油玉米的淀粉、油脂等物质积累规律及相关酶活性变化规律。主要研究结果如下：
　　 (1)微胚乳超高油玉米胚部位的单粒鲜重、单粒干重、单粒淀粉重、单粒油重、单粒水重和单粒可溶性糖重以及ADPG焦磷酸化酶、淀粉磷酸化酶和淀粉酶的单粒酶活性均随着籽粒发育而主要呈现增长趋势，在籽粒发育后期达到最大值。微胚乳超高油玉米胚部位的乙酰辅酶A羧化酶的酶活性的变化则无一致的规律性。
　　 除单粒淀粉重外，在微胚乳超高油玉米非胚部位的单粒鲜重、单粒干重、单粒油重、单粒水重和单粒可溶性糖重均在玉米授粉后28d达到最大值，随后下降，且其中可溶性糖的消减幅度最大。微胚乳超高油玉米非胚部位ADPG焦磷酸化酶和淀粉磷酸化酶的活性也均在籽粒发育中期达到最大值，后期下降。微胚乳超高油玉米非胚部位的淀粉酶和乙酰辅酶A羧化酶的酶活性的变化则无一致的规律性。
　　 (2)微胚乳超高油玉米和高油115玉米胚部位中淀粉、油脂等物质积累规律及相关酶活性变化趋势基本一致，均随着玉米籽粒发育而呈现增长趋势，并在籽粒发育后期达到最大值。
　　 微胚乳超高油玉米和高油115玉米非胚部位各种物质的积累规律存在较大的差异：在籽粒发育中期，微胚乳超高油玉米非胚部位具有较强的积累可溶性糖、水和油脂的能力，其最大值明显高于高油115，其中微胚乳超高油玉米非胚可溶性糖最大值约为高油115的3～5倍。高油115的非胚部位积累鲜物质、干物质和淀粉的能力较强，尤其是积累淀粉的能力极强，收获时的单粒淀粉重远高于微胚乳超高油玉米，为后者的11～36倍，其收获时单粒鲜重、单粒干重也均明显高于微胚乳玉米。
　　 微胚乳玉米和高油115玉米非胚部位中ADPG焦磷酸化酶和淀粉磷酸化酶活性的变化规律的差异主要表现为：高油115玉米非胚中ADPG焦磷酸化酶的峰期早于微胚乳玉米，且峰值极显著高于微胚乳玉米。而微胚乳玉米非胚中淀粉磷酸化酶的峰值极显著高于高油115。
　　 (3)四个不同微胚乳玉米材料中淀粉、油脂等物质积累规律与相关酶活性的变化趋势基本相似，但是同时也存在一些差异，表明不同微胚乳玉米材料间各性状仍存在较广泛的差异性。
　　 (4)简单相关分析结果表明：在玉米非胚部位，ADPG焦磷酸化酶活性最大值或平均值与收获时的单粒淀粉重均呈极显著正相关关系。淀粉磷酸化酶活性最大值或平均值与收获时的单粒淀粉重均呈极显著负相关关系，而淀粉酶活性最大值或平均值与收获时的单粒淀粉重均未呈显著相关关系。在玉米胚部位和非胚部位，乙酰辅酶A羧化酶活性最大值或平均值与收获时的单粒油重均呈显著或极显著正相关关系。
　　 微胚乳玉米非胚部位中三种酶对其单粒非胚淀粉重的通径分析结果表明：三种酶对玉米收获时非胚单粒淀粉重的直接贡献大小依次为ADPG焦磷酸化酶>淀粉酶>淀粉磷酸化酶。其中，ADPG焦磷酸化酶对玉米收获时非胚单粒淀粉重的作用起最主要的作用。
　　 在籽粒发育过程中五个性状对玉米单粒油重的通径分析结果表明：微胚乳玉米和高油115玉米存在明显差异，而胚与非胚部位也存在明显差异，暗示了不同类型的玉米以及同类型玉米籽粒的不同部位，其油脂积累的规律可能不同。

目录

文摘

英文文摘

声明

1前言

1.1高油115玉米和微胚乳超高油玉米概述

1.2植物种子中淀粉和油脂的合成及相关的代谢关键酶类的研究现状和进展

1.2.1植物种子中淀粉的主要合成途径以及相关的代谢关键酶

1.2.2植物种子中淀粉降解相关的代谢关键酶

1.2.3植物种子中贮藏油脂的主要合成途径以及相关的代谢关键酶

1.3本研究的目的和意义

2材料与方法

2.1试验材料与试验方案

2.1.1试验材料

2.1.2田间试验方案

2.1.3栽培管理

2.2取样方法和试样制备

2.2.1取样方法

2.2.2试样制备

2.3生化测定方法

2.3.1籽粒含油率的测定

2.3.2可溶性总糖含量的测定

2.3.3淀粉含量的测定

2.3.4 ADPG焦磷酸化酶活性的测定

2.3.5淀粉磷酸化酶活性的测定

2.3.6淀粉酶活性的测定

2.3.7乙酰辅酶A羧化酶活性的测定

2.4统计分析方法

3结果与分析

3.1微胚乳玉米籽粒发育过程中几种物质的积累规律

3.1.1微胚乳玉米籽粒发育过程中单粒鲜重的变化规律

3.1.2微胚乳玉米籽粒发育过程中单粒干重的变化规律

3.1.3微胚乳玉米籽粒发育过程中水分含量的变化规律

3.1.4微胚乳玉米籽粒发育过程中油分含量的变化规律

3.1.5微胚乳玉米籽粒发育过程中可溶性糖含量的变化规律

3.1.6微胚乳玉米籽粒发育过程中淀粉含量的变化规律

3.1.7小结

3.2微胚乳玉米在籽粒发育过程中四种代谢酶活性的变化规律

3.2.1微胚乳玉米籽粒发育过程中ADPG焦磷酸化酶活性的变化规律

3.2.2微胚乳玉米籽粒发育过程中淀粉磷酸化酶活性的变化规律

3.2.3微胚乳玉米籽粒发育过程中淀粉酶活性的变化规律

3.2.4微胚乳玉米籽粒发育过程中乙酰辅酶A羧化酶活性的变化规律

3.2.5小结

3.3通径分析

3.3.1两类玉米非胚部位中三种酶对单粒淀粉重的通径分析

3.3.2在籽粒发育过程中几种性状对玉米单粒油重的通径分析

4结论与讨论

4.1结论

4.2讨论

致 谢

参考文献

附录：作者在攻读博士学位期间科研、论文发表情况