大气O3浓度增高对小麦籽粒品质及其相关酶活性的影响

摘要

试验于2006-2010年在中国江苏扬州江都小纪真FACE试验基地(119°42′0″E，32°35′5″N)进行，采用二因素裂区设计，主区为O3浓度处理，处理为(E-O3)O3浓度为对照圈(A-O3)实时O3浓度的1.5倍，不同小麦品种为副区，供试品种为强筋小麦烟农19、中筋小麦扬麦16和嘉兴002、弱筋小麦扬麦15和扬辐麦2号。研究FACE条件下大气O3浓度对小麦籽粒品质及其相关酶活性的影响。主要结果如下:
　　 1.FACE条件下，O3浓度增高显著降低了小麦籽粒产量，四年下降幅度分别为18.73％～25.58％、14.1％～34.5％、10.10％～26.20％和15.38％～24.13％。不同基因型小麦品种对O3的耐受程度存在差异，参试品种扬辐麦2号对O3胁迫表现最为敏感，减产幅度也最大，嘉兴002对O3胁迫耐受力较强，表现为钝态，减产幅度最小。O3浓度增高对穗数和结实粒数的影响较小，千粒重下降是造成减产的主要原因。不同年度间小麦结实粒数和千粒重的降幅受到通气时间和通气量的影响。2008年孕穗期到开花期通气时间和通气量最大，结实粒数的平均降幅最大。2010年的花后灌浆期间通气时间和通气量较大，千粒重平均降幅最大。
　　 2.FACE条件下，O3浓度增高显著降低了小麦蛋白质合成相关酶和淀粉合成相关酶的活性。GS和GOGAT活性随花后生育进程均呈不断下降的趋势，在花后7天籽粒酶活性最高时，O3浓度增高处理较A-O3处理GS活性降低5.8～14.5％，GOGAT活性降低2.3％～12.5％;SSS、GBSS活性随花后生育进程呈先上升后下降的趋势，28天活性最高，酶活性最高时O3浓度增高处理较A-O3处理SSS活性降低4.6％～10.8％，GBSS活性降低6.8％～12.9％，SBE活性呈不断下降的趋势，花后7天活性最大，酶活性最大时O3浓度增高处理较A-O3处理降低幅度为3.9％～9.7％
　　 3.FACE条件下，O3浓度增高显著降低了小麦籽粒支链淀粉含量、总淀粉含量、蛋白质产量和淀粉产量，O3浓度增高处理较A-O3处理蛋白质积累量降低4.5％～22.7％，直链淀粉积累量降低6.3％～19.4％，支链淀粉积累量降低14.1％～27.5％，总淀粉积累量降低12.7％～26.1％。O3浓度增高使籽粒蛋白质含量、直链淀粉含量增加，但蛋白质积累量和直链淀粉积累量降低，其原因可能是支链淀粉积累量下降和粒重减低所致。
　　 4.FACE条件下，O3浓度增高降低了小麦籽粒的容重、硬度和出粉率，增加了面粉的湿面筋含量、峰值粘度、低谷粘度、最终粘度、反弹值、峰值时间、糊化温度、面团形成时间、稳定时间、粉质质量指数、面团拉伸曲线面积、拉伸阻力和拉伸比例，降低了面粉的沉降值、稀懈值、吸水率和弱化度。O3浓度增高降低籽粒的一次加工品质，中强筋小麦的二次加工品质略有改善，但弱筋小麦二次加工品质变劣。
　　 5.FACE条件下，O3浓度增高虽提高了中强筋小麦籽粒蛋白质含量，但小麦产量和一次加工品质大幅度下降;O3浓度增高不利于弱筋小麦营养品质和加工品质的形成，且产量也影响下降，小麦的商品质量、经济效益下降，影响了小麦的生产发展。

目录

1 前言

1．1 大气O3的现状

1．2 大气O3浓度上升对作物产量及其构成因素的影响

1．3 大气O3浓度上升对作物品质的影响

1．4 大气O3浓度上升对作物相关生理的影响

1．5 本研究的目的与意义

2．材料与方法

2．1 O3-FACE试验平台

2．2 试验设计与材料

2．3 测定项目与方法

2．4 数据分析方法

3 结果与分析

3．1 O3浓度增高对小麦籽粒产量及其产量构成因素的影响

3．1．1 对籽粒产量的影响

3．1．2 对产量构成因素的影响

3．2 O3浓度增高对籽粒营养品质的影响

3．2．1 对籽粒蛋白质的影响

3．2．2 O3浓度增高对籽粒淀粉的影响

3．3 O3浓度增高对小麦籽粒加工品质的影响

3．3．1 对小麦籽粒容重的影响

3．3．2 对小麦籽粒硬度的影晌

3．3．3 对小麦籽粒出粉率的影响

3．3．4 对小麦面粉沉降值的影响

3．3．5 对小麦面粉湿面筋含量的影响

3．3．6 对小麦淀粉RVA特性的影响

3．3．7 对面团粉质参数的影响

3．3．8 对面团拉伸参数的影响

3．4 O3浓度增高对小麦籽粒营养品质形成的生理影响

3．4．1 对籽粒蛋白质合成相关酶活性的影响

3．4．2 对籽粒淀粉合成相关酶的影响

4 讨论

4．1 大气O3浓度增高影响小麦籽粒产量的特征分析

4．2 大气O3浓度增高影响小麦籽粒品质的特征分析

4．3 大气O3浓度增高对不同专用型小麦品质的影响

4．4 大气O3浓度增高对籽粒淀粉、蛋白质合成相关酶活性的影响

5．结论

参考文献

致谢

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