土壤水分对小麦籽粒淀粉积累特征及粒度分布的调节效应

摘要

在2006-2008连续两个生长季，分别采用盆栽和池栽的方式，研究花后干旱和不同时期灌水对不同直链淀粉含量的小麦淀粉积累特征及粒度分布的影响，主要研究结果如下：
　　 1小麦成熟期籽粒中淀粉粒度分布状况
　　 在成熟小麦籽粒中，淀粉粒粒径分布均在0.4-50μm之间。体积和表面积分布呈双峰曲线变化，两峰之间峰谷出现位置均为A、B型淀粉粒的分割点10μm左右。数目分布呈单峰趋势，峰值粒径出现在1μm以下。粒度分布图中的峰高，在各品种间表现出显著地不同，表示同一粒径范围内的淀粉粒在不同的品种间占有不同的比例。
　　 不同粒径范围淀粉粒的体积分布结果显示，糯麦50206中<10μm的淀粉粒，特别是<5μm淀粉粒的体积百分比显著高于其它品种，济南17和山农15中结果相反。
　　 相关性分析表明，直链淀粉含量与<10μm>15μm的淀粉粒体积百分数分别呈极显著负相关和极显著正相关，这说明在小淀粉粒（<10μm）中直链淀粉的含量较低，大淀粉粒（>15μm）中含量较高。
　　 花后干旱处理显著降低B型（<10μm）淀粉粒在糯麦50206和藁城8901淀粉中的体积和表面积百分比，提高了在潍麦10中的比例，但对济南17和山农15的影响不显著。花后干旱显著减少小麦籽粒中<2μm淀粉粒的数目百分数。
　　 由此，我们可以总结得出，相对于直链淀粉含量较低的糯麦50206和藁城8901，直链淀粉含量较高的济南17、山农15和山农8355中籽粒淀粉粒度分布，受水分胁迫的影响较小。此结论有助于不同用途小麦获得较好的品质。
　　 2小麦籽粒淀粉积累及粒度分布的动态变化
　　 在灌浆过程中，小麦淀粉含量呈现“S”型逐渐增长的趋势。花后干旱显著影响小麦籽粒中淀粉的积累，最终导致淀粉含量的显著降低。不同时期灌水试验表明，适宜的土壤水分含量有利于形成较高的淀粉含量。
　　 在花后7-35天，小麦籽粒中淀粉粒体积分布均呈双峰曲线，2品种峰谷粒径一直保持在10μm左右。在花后7天小麦籽粒中就已经出了A、B两种淀粉粒。花后7-14天，A型淀粉粒大量形成。花后21天以后，<10μm的淀粉粒所占体积逐步增加。
　　 花后不同时期小麦籽粒淀粉粒的数目分布均呈单峰曲线变化，峰值出现在0.5-1.1μm处。花后28-35天，山农15峰值高度明显增加，表明这个时期形成大量的极小型淀粉粒。
　　 花后7天的小麦淀粉粒表面积分布呈单峰曲线，其它时期均呈双峰曲线。在表面积分布的双峰曲线中，第二个峰值高度显著低于第一个峰值，结合体积分布，可以看出，小淀粉粒（B型淀粉粒）主要决定淀粉的表面积大小，大淀粉粒（A型淀粉粒）主要决定其体积大小。
　　 3小麦旗叶和籽粒中的蔗糖代谢
　　 小麦旗叶中可溶性总糖大体呈现先升后降的趋势，含量水平存在品种间的差异。糯麦50206中的可溶性总糖含量高于其它非糯品种。在成熟期，糯麦50206中仍保持较高的可溶性总糖含量，山农15旗叶中含量最低。
　　 花后干旱显著降低小麦旗叶中可溶性总糖含量。不同时期灌水处理中，只灌一水的处理4在灌浆前期提高可溶性总糖含量，后期则使其迅速降低。旗叶中的蔗糖含量和可溶性蔗糖含量变化趋势基本一致。
　　 小麦籽粒中的蔗糖和可溶性总糖含量均呈现逐渐降低的趋势。花后干旱和不同时期灌水处理对其影响显著小于对旗叶中含量的影响。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

1 引言

1.1 研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 小麦籽粒胚乳淀粉的生物合成及组成结构

1.2.2 淀粉粒大小分布受遗传特性和环境条件的影响

1.2.3 小麦籽粒淀粉的组成、结构与品质的关系

1.2.4 水分对籽粒淀粉积累的影响

2 材料与方法

2.1 试验设计

2.2 取样方法

2.3 测定项目

2.3.1 地上部各部分可溶性总糖和蔗糖含量

2.3.2 小麦籽粒淀粉含量

2.3.3 小麦籽粒胚乳淀粉粒提取

2.3.4 淀粉粒度分布测定

2.4 数据分析

3 结果与分析

3.1 成熟期淀粉含量及粒度分布

3.1.1 淀粉含量及支/直比

3.1.2 小麦籽粒淀粉粒度分布状况

3.1.3 花后干旱对小麦籽粒淀粉粒度分布的影响

3.1.4 不同时期灌水对小麦籽粒淀粉粒度分布的影响

3.1.5 淀粉粒体积分布与淀粉性状的相关性分析

3.2 小麦籽粒淀粉积累特征

3.2.1 粒重变化

3.2.2 直链淀粉含量

3.2.3 支链淀粉含量

3.2.4 总淀粉

3.2.5 支直比

3.3 小麦籽粒淀粉粒度分布动态

3.3.1 体积分布变化

3.3.2 数目分布变化

3.3.3 表面积分布变化

3.3.4 小麦A、B型淀粉粒体积百分比动态变化

3.4 可溶性总糖和蔗糖含量变化

3.4.1 旗叶可溶性总糖

3.4.2 旗叶蔗糖

3.4.3 籽粒总糖

3.4.4 籽粒蔗糖

4 讨论

4.1 小麦淀粉粒度分布状况

4.2 直链淀粉含量和淀粉粒粒度分布的关系

4.3 淀粉的积累及淀粉粒的形成

4.4 小麦旗叶和籽粒中的蔗糖代谢

5 结论

5.1 小麦淀粉粒度分布状况及其与直链淀粉含量的关系

5.2 小麦籽粒淀粉积累及粒度分布的动态变化

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况