不同品質(zhì)類型小麥HMW-GS積累及GMP粒度分布對灌漿期高溫脅迫的響應(yīng).pdf

1、本研究于2007～2009年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)農(nóng)場進(jìn)行，選用不同品質(zhì)類型的小麥藁城8901（GC8901，強(qiáng)筋）、濟(jì)南17（JM17，強(qiáng)筋）、山農(nóng)1391（SN1391，弱筋）和豫麥50（YM50，弱筋）為供試品種，通過改變籽粒灌漿階段溫度，系統(tǒng)研究小麥籽粒氮素轉(zhuǎn)移效率、蛋白質(zhì)組分含量、谷蛋白大聚合體積累、粒度分布及高分子量谷蛋白亞基積累的變化，明確高溫影響籽粒蛋白質(zhì)形成的生理生化機(jī)理。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.灌漿期高溫脅

2、迫對小麥產(chǎn)量的影響
　　 灌漿期高溫脅迫降低了籽粒穗粒數(shù)、千粒重，從而造成產(chǎn)量下降。高溫處理對畝穗數(shù)影響較小，對粒重影響比對穗粒數(shù)影響大，說明高溫條件下產(chǎn)量的下降主要是由于粒重下降引起的。灌漿前期、中期、后期高溫處理后產(chǎn)量降幅分別為14.25％、17.32％、8.37％（山農(nóng)1391）和17.87％、17.40％、23.38％（豫麥50）；22.67％、27.46％、19.05％（藁城8901）和19.31％、12.11％、25

3、.72％（濟(jì)南17），不同品種處理間差異顯著。
　　 前期高溫處理后不同品種產(chǎn)量下降順序?yàn)檗怀?901>濟(jì)南17>豫麥50>山農(nóng)1391；中期高溫處理后產(chǎn)量下降順序?yàn)檗怀?901>山農(nóng)1391>豫麥50>濟(jì)南17，后期高溫處理后產(chǎn)量下降順序?yàn)闈?jì)南17>豫麥50>藁城8901>山農(nóng)1391，說明不同品種對不同時(shí)期高溫脅迫的響應(yīng)存在差異。中期高溫處理對豫麥50和濟(jì)南17產(chǎn)量影響較前期和后期大，后期高溫處理對山農(nóng)1391和藁城8901

4、的影響較前期和中期大。
　　 2.灌漿期高溫脅迫對氮素轉(zhuǎn)移效率和蛋白質(zhì)含量的影響
　　 花后不同時(shí)期高溫處理均降低了氮素轉(zhuǎn)移效率，減少了氮素從植株向籽粒的轉(zhuǎn)移，因而植株需要從環(huán)境中吸收更多的氮素來滿足籽粒生長發(fā)育的需要。灌漿前期、中期、后期高溫處理后弱筋小麥氮素轉(zhuǎn)移效率降幅為8.05％、3.23％、9.36％（山農(nóng)1391）和9.89％、13.01％、、8.20％（豫麥50）；強(qiáng)筋小麥氮素轉(zhuǎn)移效率降幅為4.63％、2.4

5、9％、6.60％（藁城8901）和14.25％、17.73％、7.63％（濟(jì)南17）。
　　 在開花后各個(gè)時(shí)期對小麥進(jìn)行高溫處理，籽粒蛋白質(zhì)含量均呈現(xiàn)升高的趨勢。灌漿前期、中期、后期高溫處理后不同品種籽粒蛋白質(zhì)含量上升幅度不一致。高溫脅迫對弱筋小麥山農(nóng)1391和強(qiáng)筋小麥藁城8901蛋白質(zhì)含量影響順序?yàn)椋汉笃?前期>中期，對弱筋小麥豫麥50和強(qiáng)筋小麥濟(jì)南17的影響順序?yàn)橹衅?前期>后期。山農(nóng)1391和藁城8901對后期高溫脅迫響應(yīng)

6、比較敏感，而豫麥50和濟(jì)南17對中期高溫脅迫比較敏感。說明不同品種對不同時(shí)期溫度處理的適應(yīng)性不同。
　　 3.灌漿期高溫脅迫對蛋白質(zhì)組分的影響
　　 對小麥開花后各個(gè)時(shí)期進(jìn)行高溫處理，籽粒清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白以及可溶性谷蛋白含量均提高，谷蛋白/醇溶蛋白比值下降。不同時(shí)期對不同品種的影響存在差異，花后24～27天高溫脅迫對弱筋小麥山農(nóng)1391和強(qiáng)筋小麥藁城8901蛋白質(zhì)組分的影響比花后7～9天和14～17天的影響大，花

7、后14～17天高溫脅迫對弱筋小麥豫麥50和強(qiáng)筋小麥濟(jì)南17蛋白質(zhì)組分含量影響比花后7～9天和24～27天高溫處理影響大。
　　 4.灌漿期高溫脅迫對谷蛋白大聚合體含量的影響
　　 灌漿期谷蛋白大聚合體（GMP）含量呈現(xiàn)先下降后上升成熟期又略有下降的趨勢。山農(nóng)1391和藁城8901GMP含量在花后25天出現(xiàn)最低值，豫麥50和濟(jì)南17GMP含量在花后20天左右出現(xiàn)最低值。灌漿前、中、后期高溫處理均提高了4個(gè)品種GMP含量，其

8、中后期高溫脅迫對弱筋小麥山農(nóng)1391和強(qiáng)筋小麥藁城8901GMP含量的影響比對豫麥50和濟(jì)南17的影響大，而中期高溫處理后弱筋小麥豫麥50和強(qiáng)筋小麥濟(jì)南17GMP含量上升幅度比弱筋小麥山農(nóng)1391和強(qiáng)筋小麥藁城8901大。不同時(shí)期高溫處理間比較，前期高溫對GMP含量影響較小。
　　 5.灌漿期高溫脅迫對谷蛋白大聚合體顆粒粒度分布的影響
　　 谷蛋白大聚合體的體積和表面積分布呈雙峰曲線，數(shù)目分布呈單峰曲線變化。GMP<10

9、1μm顆粒所占體積為21.80％～47.91％，10～100μm顆粒和>100μm顆粒對體積的貢獻(xiàn)分別為33.85％～58.81％和9.49％～31.95％。體積加權(quán)平均粒徑D（4.3）為33.64～78.991μm。<10μm顆粒所占表面積為81.30％～92.81％，10～100μm顆粒和>100μm顆粒對表面積的貢獻(xiàn)分別為6.61％～15.30％和0.65％～10.91％，表面積加權(quán)平均粒徑D（3.2）為5.97～11.25μm。

10、<10μm顆粒數(shù)目所占比例為99.88％～99.96％，>10μm顆粒數(shù)目所占比例為0.06％～12％。灌漿期高溫脅迫降低了<10μm顆粒所占體積、表面積和數(shù)目比例，顯著提高了10～100μm顆粒和>100μm顆粒所占體積、表面積和數(shù)目比例，同時(shí)體積加權(quán)平均粒徑D（4.3）和表面積加權(quán)平均粒徑D（3.2）也增大。不同時(shí)期高溫處理間比較，花后7～9天高溫脅迫對GMP粒度分布影響較?。换ê?4～27天高溫脅迫對弱筋小麥山農(nóng)1391和強(qiáng)筋小麥

11、藁城8901GMP粒度分布的影響比對豫麥50和濟(jì)南17的影響大，而花后14～17天高溫處理后弱筋小麥豫麥50和強(qiáng)筋小麥濟(jì)南17GMP粒度分布變化幅度大，較另外兩個(gè)品種差異顯著。
　　 6.灌漿期高溫脅迫對高分子量谷蛋白亞基含量的影響
　　 灌漿前期高溫脅迫后4個(gè)品種高低分子量谷蛋白亞基含量均提高。灌漿中期高溫脅迫降低了山農(nóng)1391和藁城8901 HMW-GS含量但提高了LMW-GS含量，從而使H/L降低；豫麥50和濟(jì)南1

12、7 HMW-GS含量和LMW-GS含量在灌漿中期高溫處理后均升高，但LMW-GS含量上升幅度較大，因而H/L比值也降低。后期高溫脅迫后山農(nóng)1391和藁城8901HMW-GS含量和LMW-GS含量均升高，豫麥50和濟(jì)南17 HMW-GS含量降低，LMW-GS含量上升，4個(gè)品種H/L比值均降低。強(qiáng)筋小麥藁城8901和濟(jì)南17位于D位點(diǎn)上的不同類型的亞基對中、后期高溫脅迫的響應(yīng)不同，x-亞基比y-亞基更敏感。弱筋小麥山農(nóng)1391和豫麥50位于