玉米自交系籽粒淀粉合成關(guān)鍵酶活性動態(tài)變化及其與淀粉積累的關(guān)系.pdf

1、隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，玉米的用途發(fā)生了重大變化，玉米淀粉正從單純用作糧食、飼料逐步向作為工業(yè)及醫(yī)藥等原材料過渡，隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人口的激增及資源的巨大損耗，玉米淀粉的需求量還將大幅增加。深入研究玉米籽粒淀粉形成的生理機制，對選育產(chǎn)量更高、淀粉含量更高的玉米新雜交種具有重要意義。本文以兩個高淀粉和兩個低淀粉玉米自交系為材料，分析了玉米籽?？偟矸?、直鏈淀粉、支鏈淀粉及蛋白質(zhì)含量的動態(tài)積累規(guī)律，同時對玉米籽粒灌漿過程中淀粉生物合成關(guān)鍵酶活性

2、的動態(tài)變化及其與淀粉(總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉)積累動態(tài)的相關(guān)性進行討論分析。研究結(jié)果表明： 1.灌漿過程中4個自交系籽粒淀粉(總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉)含量變化趨勢均呈“S”曲線變化。高、低淀粉自交系籽粒淀粉含量不同主要是由于直鏈淀粉含量不同所致，而籽粒支鏈淀粉含量差異較小。但是玉米籽粒灌漿初期直鏈淀粉含量并無顯著差異，而是在灌漿中后期才逐漸表現(xiàn)出來，直鏈淀粉合成啟動時間和積累速率的大小最終決定籽粒直鏈淀粉的含量；而支鏈淀

3、粉含量的差異在灌漿初期就已形成，高淀粉自交系支鏈淀粉的初始積累速率比低淀粉自交系大，支鏈淀粉含量與其最大積累速率并沒有必然聯(lián)系；總淀粉含量也主要取決于初始積累速率的大小，而與最大積累速率關(guān)系不明顯。 2.灌漿過程中4個自交系A(chǔ)DPGPPase(腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶)、SSS(可溶性淀粉合成酶)、GBSS(顆粒結(jié)合淀粉合成酶)活性均呈單峰曲線變化，峰值都出現(xiàn)在20～30DAP(授粉后天數(shù))。兩個高淀粉自交系zj01和zj03

4、的SBE(淀粉分支酶)活性呈單峰曲線變化，都在20DAP達到峰值；兩個低淀粉自交系zj05和zj10的SBE活性則呈雙峰曲線變化，峰值分別出現(xiàn)在20DAP及30DAP和15DAP及30DAP。 3.灌漿過程中兩個高淀粉自交系的SSS和GBSS活性顯著高于兩個低淀粉自交系。4個自交系灌漿過程中SSS活性變化與支鏈淀粉含量變化一致；GBSS活性峰值和最終總淀粉含量一致，均為zj03＞zj01＞zj10＞zj05，ADPGPPase和

5、SBE活性變化與淀粉(總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉)的積累動態(tài)不盡一致，但灌漿前期、中期SBE活性高的自交系最終支鏈淀粉含量高，中后期SBE活性高的直鏈淀粉含量低。 4.4個自交系籽粒中直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉的積累速率與各自交系灌漿期ADPGPPase、SSS和GBSS的活性變化均呈顯著或極顯著正相關(guān)；除了zj05的SBE活性變化與淀粉積累速率呈顯著正相關(guān)外，其它自交系SBE活性變化與淀粉積累速率相關(guān)性均不顯著。各自交系關(guān)鍵酶

6、活性之間，ADPGPPase、SSS和GBSS三者間活性變化均呈顯著或極顯著正相關(guān)，這3種酶活性變化與SBE活性變化也呈不同程度的正相關(guān)，表明玉米籽粒淀粉的積累主要受ADPGPPase、SSS和GBSS活性的調(diào)控。 5.玉米籽粒最終的蛋白質(zhì)含量主要取決于灌漿后期的回升速率，與前期含量的關(guān)系不明顯；灌漿前期，過高的蛋白質(zhì)含量將影響淀粉的積累，而成熟期蛋白質(zhì)含量對淀粉積累的影響不大。灌漿過程中各自交系蛋白質(zhì)含量與總淀粉、直鏈淀粉、支