黑粒小麥生長(zhǎng)特性、籽粒營(yíng)養(yǎng)及抗氧化性研究.pdf

1、本文首次對(duì)黑粒小麥色素含量與營(yíng)養(yǎng)成分的內(nèi)在聯(lián)系、黑粒小麥的抗氧化作用、黑粒小麥的光合生理特性、內(nèi)源激素的變化等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，主要結(jié)果如下： 1.黑粒小麥營(yíng)養(yǎng)特性的研究。 以普通白粒和紅粒小麥為對(duì)照，系統(tǒng)研究淺紫、深紫、紫黑、藍(lán)等不同籽粒顏色小麥的色素含量與營(yíng)養(yǎng)特性之間的內(nèi)在聯(lián)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，黑粒小麥籽粒中可溶性蛋白、粗蛋白、游離總氨基酸、Vc、類胡蘿卜素、Fe、Zn含量、必需氨基酸和鮮味氨基酸的含量均高于白粒和紅粒小麥

2、，而可溶性糖則低于白粒和紅粒小麥；對(duì)不同籽粒顏色小麥的總色素含量與營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果表明，色素含量與營(yíng)養(yǎng)特性關(guān)系密切，色素含量與粗蛋白含量、必需氨基酸含量、鮮味氨基酸含量以及11種氨基酸(Asp、Thr、Ser、Glu、Gly、Ala、Val、Ile、Leu、Lys、Pro)含量之間呈極顯著正相關(guān)，與游離總氨基酸含量、Vc含量、Fe和Zn含量以及Cys和Arg含量之間呈顯著正相關(guān)，與總糖含量呈顯著負(fù)相關(guān)。表明黑粒小麥比白粒和紅粒小

3、麥有更好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值；在黑粒小麥中，籽粒顏色越深，色素含量越多，蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值更高，維生素C含量和礦質(zhì)微量元素含量越多。 2.黑粒小麥抗氧化作用的研究。 以抗活性氧活力單位、抗超氧陰離子自由基活力單位和總抗氧化活力單位為抗氧化能力指標(biāo)，對(duì)不同粒色小麥的抗氧化能力進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明，抗活性氧活力單位、抗超氧陰離子自由基活力單位和總抗氧化活力單位隨著籽粒顏色加深，按白粒、紅粒、紫粒、深籽粒、紫黑粒、藍(lán)粒的順序呈逐漸上升的趨

4、勢(shì)。表明黑粒小麥籽粒的抗氧化能力強(qiáng)于紅粒和白粒小麥，籽粒顏色越深，抗氧化能力越強(qiáng)。 黑粒小麥籽粒的抗氧化能力與抗氧化物質(zhì)的種類、含量以及抗氧化酶的活性有關(guān)，測(cè)試結(jié)果表明，黑粒小麥的總色素、黃酮類化合物、Vc、氨基酸和類胡蘿卜素等抗氧化物質(zhì)含量以及SOD等抗氧化酶的活性均高于普通白粒和紅粒小麥。相關(guān)分析表明，黑粒小麥的抗氧化能力與抗氧化物質(zhì)含量和抗氧化酶活性之間呈正相關(guān)。其中色素含量、總黃酮含量、總氨基酸含量和SOD活性與3個(gè)抗氧

5、化指標(biāo)之間的相關(guān)性都顯著或極顯著，Vc含量與抗活性氧活力單位和抗超氧陰離子自由基活力單位的相關(guān)性也極顯著。表明色素、黃酮、氨基酸、SOD是藍(lán)、紫黑、深紫、紫等黑粒小麥的抗氧化能力強(qiáng)于白粒和紅粒小麥的主要物質(zhì)基礎(chǔ)，Vc和類胡蘿卜素對(duì)其抗氧化能力也有一定貢獻(xiàn)。 3.黑粒小麥的光合生理特性研究。 對(duì)不同粒色小麥光合色素含量變化的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，白粒(綿陽(yáng)26、川麥107)、紫粒(032-1、漯珍1號(hào)和XNZ-1)和藍(lán)粒(河?xùn)|烏麥

6、、031-1)3類籽粒顏色不同的小麥葉片中葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量都隨孕穗期、抽穗期、開(kāi)花期、灌漿期和成熟期的發(fā)育進(jìn)程而下降，在孕穗期含量最高，成熟期含量最低。藍(lán)粒小麥的葉綠素a、葉綠素b和總?cè)~綠素含量在各個(gè)發(fā)育時(shí)期都最低；白粒小麥的葉綠素a和總?cè)~綠素含量在除孕穗期外的各個(gè)發(fā)育時(shí)期都最高，成熟期的葉綠素b含量也最高。紫粒、藍(lán)粒小麥葉片中類胡蘿卜素含量隨發(fā)育進(jìn)程的變化趨勢(shì)與白粒小麥的不同，白粒小麥葉片中類胡蘿卜素含量隨發(fā)育進(jìn)程一直

7、下降，直至成熟，而紫粒和藍(lán)粒小麥在開(kāi)花期以前逐漸下降，但開(kāi)花期以后，類胡蘿卜素含量又逐漸升高，直至成熟時(shí)達(dá)到最大值；在灌漿期和成熟期，類胡蘿卜素含量最高的是藍(lán)粒小麥，其次是紫粒小麥，最低的是白粒小麥。由于類胡蘿卜素含量的多少與籽粒顏色的深淺和色素含量的多少有關(guān)系，因此推測(cè)，紫粒和藍(lán)粒小麥后期類胡蘿卜素含量的增加，可能與籽粒色素的形成有關(guān)。 凈光合速率是小麥光合生理特性的綜合反映，也是反映小麥光合性能的直接指標(biāo)。研究發(fā)現(xiàn)所有參試小

8、麥的凈光合速率隨孕穗期、抽穗期、開(kāi)花期、灌漿期和成熟期的發(fā)育進(jìn)程，出現(xiàn)先升后降的變化趨勢(shì)，開(kāi)花期凈光合速率最大。比較3類籽粒顏色不同的小麥，發(fā)現(xiàn)白粒小麥在除灌漿期外的其它幾個(gè)生育階段的凈光合速率最大，藍(lán)粒小麥在開(kāi)花期以后的凈光合速率是最低的。表明從孕穗期開(kāi)始，黑粒小麥的光合性能不如白粒小麥；在3類籽粒顏色不同的小麥中，藍(lán)粒小麥的光合性能最差，其次是紫粒小麥，白粒小麥的最好。 各參試材料的氣孔導(dǎo)度和蒸騰強(qiáng)度隨發(fā)育進(jìn)程的變化呈單峰曲

9、線變化，峰值出現(xiàn)在灌漿期。比較3類籽粒顏色不同的小麥，發(fā)現(xiàn)開(kāi)花期以前，白粒小麥的氣孔導(dǎo)度和蒸騰強(qiáng)度都大于紫粒和藍(lán)粒小麥。開(kāi)花期以后，白粒小麥的蒸騰強(qiáng)度幾乎都低于紫粒和藍(lán)粒小麥。這表明在開(kāi)花期前，黑粒小麥根系吸收水分和養(yǎng)分的能力不如白粒小麥，植株生長(zhǎng)不如白粒小麥的健壯。而開(kāi)花期后，黑粒小麥通過(guò)蒸騰散失較多水分，從而加快了葉片的衰老。 研究結(jié)果還表明，在抽穗期，參試材料的氣孔限制值最大，水分利用率最高。白粒小麥的氣孔限制值在孕穗期到

10、開(kāi)花期這一階段，低于紫粒和藍(lán)粒小麥。開(kāi)花期以后，白粒小麥的氣孔限制值則大于紫粒和藍(lán)粒小麥。表明孕穗期到開(kāi)花期，黑粒小麥的光合能力主要受非氣孔因素限制，開(kāi)花期后，主要受氣孔因素限制。 4.黑粒小麥產(chǎn)量表現(xiàn)及其與光合特性關(guān)系的探討。 本研究結(jié)果表明，目前所選育的黑粒小麥品種的產(chǎn)量都低于生產(chǎn)上推廣應(yīng)用的白粒對(duì)照品種綿陽(yáng)26和川麥107。在3類籽粒顏色不同的小麥中，產(chǎn)量最低的是藍(lán)粒小麥，其次是紫粒，最高的是白粒小麥。相關(guān)性分析表

11、明灌漿期的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素含量以及凈光合速率與產(chǎn)量顯著正相關(guān)。灌漿期較弱的光合源和光合能力是引起黑粒小麥產(chǎn)量低于白粒小麥的主要原因。 5.黑粒小麥植株發(fā)育進(jìn)程中內(nèi)源激素的動(dòng)態(tài)變化。 研究了黑粒小麥隨孕穗期、抽穗期、開(kāi)花期、灌漿期和成熟期的發(fā)育進(jìn)程中葉片內(nèi)源激素的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)IAA和IAA/ABA的變化趨勢(shì)與白粒小麥一樣，即孕穗期到開(kāi)花期，呈下降趨勢(shì)，在開(kāi)花期出現(xiàn)低谷，隨后迅速上升，灌漿期達(dá)到高峰，隨后又繼續(xù)

12、下降，直至成熟。3類籽粒顏色不同的小麥葉片在發(fā)育進(jìn)程中，藍(lán)粒小麥的IAA含量較高，白粒小麥的IAA含量較低，僅在孕穗期高于紫粒小麥，且白粒小麥的IAA/ABA比值幾乎都低于藍(lán)粒和紫粒小麥，這種差異在灌漿期尤其明顯。灌漿期，藍(lán)粒小麥的IAA/ABA比值最大，其次是紫粒小麥，最小的是白粒小麥。黑粒小麥葉片赤霉素(GA3)含量和白粒小麥一樣呈單峰曲線變化，峰值出現(xiàn)在灌漿期。河?xùn)|烏麥和漯珍1號(hào)的GA3/ABA呈雙峰曲線變化，在孕穗期和灌漿期各有

13、一個(gè)高峰；031-1、032-1、XNZ-1和白粒小麥川麥107、綿陽(yáng)26的GA3/ABA呈單峰曲線變化，峰值出現(xiàn)的早晚不一樣。在3類籽粒顏色不同的小麥葉片中，開(kāi)花期以后，白粒小麥的GA3含量低于藍(lán)粒和紫粒小麥。藍(lán)粒和紫粒小麥的GA3含量、GA3/ABA比值在灌漿期明顯高于白粒小麥。黑粒小麥和白粒小麥葉片的ZR含量在開(kāi)花期最高。在3類籽粒顏色不同的小麥葉片中，ZR含量在開(kāi)花期幾乎無(wú)差異，其它時(shí)期都有一定差異。黑粒小麥葉片中的ABA含量隨

14、孕穗期、抽穗期、開(kāi)花期、灌漿期和成熟期的發(fā)育進(jìn)程呈逐漸增加的趨勢(shì)，成熟時(shí)ABA含量最多。灌漿期以后，白粒小麥葉片中ABA含量大于藍(lán)粒和紫粒小麥。相關(guān)分析結(jié)果表明，植物內(nèi)源激素含量及內(nèi)源激素的平衡與黑粒小麥的光合特性和籽粒色素的形成密切相關(guān)。 6.黑粒小麥抗穗發(fā)芽能力的研究。 小麥穗發(fā)芽不僅降低產(chǎn)量而且嚴(yán)重劣化加工品質(zhì)和種用價(jià)值，給生產(chǎn)者造成重大經(jīng)濟(jì)損失，是一種世界性的氣候?yàn)?zāi)害。本文用成熟種子的室內(nèi)萌發(fā)率作為小麥品種抗穗發(fā)