孕穗期低温对小麦籽粒淀粉含量的影响
由于气候变化，小麦在生长发育阶段发生冷害的可能性有所增加。本文利用人工气候室进行符合温度日变化规律的控温试验，研究孕穗期不同低温水平及低温持续时间对小麦籽粒淀粉组分含量及其积累规律的影响。结果表明，随着孕穗期低温程度的增加，成熟期小麦籽粒中淀粉及其组分含量呈下降趋势，在两天低温处理后，T2、T3、T4下扬麦16直链淀粉含量与对照相比分别下降了5.14%、7.82%和17.44%；支链淀粉含量与对照相比分别下降了4.13%、10.71%和32.87%；总淀粉含量分别下降了4.35%、10.06%和29.42%。在同一处理温度不同低温持续时间下，籽粒淀粉含量间的差异并不显著。就品种而言，徐麦30在低温下淀粉含量的变化趋势与扬麦16基本一致，但对低温的敏感性要高于扬麦16。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1试验材料 2
1.2试验设计 2
1.3人工气候室环境设置 2
1.4测试指标与方法3
2 结果与分析3
2.1 孕穗期低温处理对小麦籽粒直链淀粉含量影响3
2.2 孕穗期低温处理对小麦籽粒支链淀粉含量影响4
2.3 孕穗期低温处理对小麦籽粒总淀粉含量影响6
3 讨论与小结 7
致谢8
参考文献9
孕穗期低温对小麦籽粒淀粉含量的影响
引言
引言
长期以来由于蛋白质与小麦品质具有明显、直接的关系，人们研究小麦的品质主要从小麦蛋白质着手。一般认为，品质好的小麦其大分子麦谷蛋白聚集体所占比例大，分子中的二硫键不易断裂，此理论虽可以解释不同品质小麦之间的差异，但却不能解释许多国产麦蛋白质含量高、高分子量麦谷蛋白亚基多而品质却不十分好的原因[1]。因此近年来，有关淀粉与小麦品质的研究越来越受到人们的关注。有研究表明淀粉中直链淀粉越少、达到峰值粘度的温度越低、热糊粘度稳定性越差,面条口感就越好[2]。组成面粉70%的淀粉主要由直链淀粉和支链淀粉组成，支链淀粉在面团内形成一个网状结构，在膨化过程中面团内的水分变成蒸汽被
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压出时使网状结构形成多孔组织，有助于增大膨化体积，增强食品的松脆性[3]。直链淀粉由于呈线形结构,空间阻碍小,容易在淀粉分子间形成氢键结合,发生凝沉、回生。通过大量的研究表明,直链淀粉含量多的面粉制作的馒头体积小、韧性差、发粘[4]。综合以上说明可以得出，研究小麦淀粉含量及组成对于小麦品质的研究有重要的意义。
在当前作物生产背景下，影响小麦品质的因素由很多。罗丕[5]指出，在气候、土壤、品种3个因子中，气候因子对小麦品质的影响最大，其中尤以温度、日照、降水最为重要。而在各个气候因子中，小麦开花至成熟期间的日平均温度是影响小麦品质的首要因素[6]。低温胁迫是我国小麦生产面临的突出问题之一，我国小麦生产中低温胁迫表现为低温冷害和低温霜冻害两种[78]，其中低温冷害是指在0℃以上的低温胁迫，拔节后由于热量资源不足，致使作物生长减缓，不能正常成熟，从而影响到作物产量[9]。低温冷害常发生于孕穗期，此时穗分化处于花粉母细胞减数分裂时期，由于小麦拔节后至孕穗阶段，处于含水量较多、组织幼嫩时期，抵抗低温能力大大削弱[10, 11]。我国小麦发生低温胁迫的范围较广，从亚热带、暖温带一直到温带地区的小麦种植区，均有可能发生。小麦霜冻主要分布在东经105°～120°北纬33°～38°的范围内，而东经110°～118°，北纬34°～36°，即黄淮麦区是中国春季低温事件发生最严重的地区。研究显示，近50年来全球气候变化使世界各地小麦种植区的冷害、霜冻事件突增[12]。19552010年，美国堪萨斯州共发生41次低温霜冻事件，导致该地区的小麦平均每年产量损失超过8蒲式耳/英亩[13]。在澳大利亚的新南威尔士州和昆士兰，即使采用最好的栽培管理措施，突如其来的春季霜冻仍然给小麦带来10%的减产[14]。张雪芬等[15]研究发现近50年来黄淮麦区的豫东南和豫西南为霜冻害重发区，7090年代有增多的趋势。
因此研究小麦低温敏感期不同低温水平及低温持续时间对小麦品质的影响有其实际意义。本研究基于全自动人工气候室，实施自然温度日变化规律下不同低温水平、低温持续时间的小麦盆栽实验，运用相关植物生理生化分析方法，明确自然温度日变化规律下孕穗期不同低温处理对小麦籽粒中淀粉及其各组分含量的影响。
1 材料与方法
1．1 试验材料
采用春性品种扬麦16（V1）和半冬性品种徐麦30(V2)作为试验材料。
1．2 试验设计
试验于2014年11月至2015年6月在大学国家信息农业工程技术中心如皋试验基地进行。于全自动人工气候室实施自然温度日变化规律下孕穗期不同低温水平、低温持续时间的小麦盆栽试验。供试品种为扬麦16（春性）和徐麦30（半冬性）；温度设置为T1（6℃/16℃，对照），T2（2℃/8℃），T3（4℃/6℃）、T4（6℃/4℃）；3个低温持续时间为2天(D1)、4天(D2)、6天(D3)。供试土壤为黄黏土，耕作层含全氮1.89 g?kg1，有效磷25.55 mg?kg1，速效钾98.32 mg?kg1。播种前每桶施用0.9g N, 0.5g P2O5 和 0.9g K2O，小麦拔节前追施0.9g N，其他管理措施如灌水、病虫害防治等同当地高产栽培管理一致，以确保桶栽小麦生长不受水分和肥料的限制。
1.3人工气候室环境设置
人工气候室中采用分段式温度控制方法，每天12:0015:00保持最高温，04:0006:00保持最低温，其余时间段在最高温与最低温之间渐变，从而使得人工气候室内的温度日变化能够尽量符合自然条件下的温度日变化规律。另外，控制人工气候室中的湿度和CO2浓度，使其基本与外界大气环境保持一致。
1.4测试指标与方法
试验于2014年11月6日播种，每盆播种20粒，三叶期留苗10株。生育前期所有小麦在正常环境下生长，于孕穗期移入人工气候室进行不同低温水平和低温持续时间的处理。处理结束后将小麦放回正常环境下继续生长，直至成熟。开花后每7天取样一次，每次3个重复，在105℃下杀青30 min，80℃烘干至恒重后称量。
采用双波长法测定小麦籽粒中直链淀粉和支链淀粉含量，两者之和为总淀粉含量。称取100mg小麦全麦粉于25ml测度试管中，加入0.5 ml无水乙醇湿润和2.5 ml 1 mol/L NaOH溶液，沸水浴20 min，迅速冷却后定容摇匀。取2 ml于50 ml容量瓶中，加入大约2030 ml去离子水，0.5 ml 1 mol/L的醋酸，0.5 ml碘试剂，然后定容摇匀静置20 min。分别用630 nm和460 nm的波长测定直链淀粉，用550 nm和740 nm的波长测定支链淀粉。
2 结果与分析
2．1 孕穗期低温对小麦籽粒直链淀粉含量的影响
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1材料与方法2
1.1试验材料 2
1.2试验设计 2
1.3人工气候室环境设置 2
1.4测试指标与方法3
2 结果与分析3
2.1 孕穗期低温处理对小麦籽粒直链淀粉含量影响3
2.2 孕穗期低温处理对小麦籽粒支链淀粉含量影响4
2.3 孕穗期低温处理对小麦籽粒总淀粉含量影响6
3 讨论与小结 7
致谢8
参考文献9
孕穗期低温对小麦籽粒淀粉含量的影响
引言
引言
长期以来由于蛋白质与小麦品质具有明显、直接的关系，人们研究小麦的品质主要从小麦蛋白质着手。一般认为，品质好的小麦其大分子麦谷蛋白聚集体所占比例大，分子中的二硫键不易断裂，此理论虽可以解释不同品质小麦之间的差异，但却不能解释许多国产麦蛋白质含量高、高分子量麦谷蛋白亚基多而品质却不十分好的原因[1]。因此近年来，有关淀粉与小麦品质的研究越来越受到人们的关注。有研究表明淀粉中直链淀粉越少、达到峰值粘度的温度越低、热糊粘度稳定性越差,面条口感就越好[2]。组成面粉70%的淀粉主要由直链淀粉和支链淀粉组成，支链淀粉在面团内形成一个网状结构，在膨化过程中面团内的水分变成蒸汽被
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压出时使网状结构形成多孔组织，有助于增大膨化体积，增强食品的松脆性[3]。直链淀粉由于呈线形结构,空间阻碍小,容易在淀粉分子间形成氢键结合,发生凝沉、回生。通过大量的研究表明,直链淀粉含量多的面粉制作的馒头体积小、韧性差、发粘[4]。综合以上说明可以得出，研究小麦淀粉含量及组成对于小麦品质的研究有重要的意义。
在当前作物生产背景下，影响小麦品质的因素由很多。罗丕[5]指出，在气候、土壤、品种3个因子中，气候因子对小麦品质的影响最大，其中尤以温度、日照、降水最为重要。而在各个气候因子中，小麦开花至成熟期间的日平均温度是影响小麦品质的首要因素[6]。低温胁迫是我国小麦生产面临的突出问题之一，我国小麦生产中低温胁迫表现为低温冷害和低温霜冻害两种[78]，其中低温冷害是指在0℃以上的低温胁迫，拔节后由于热量资源不足，致使作物生长减缓，不能正常成熟，从而影响到作物产量[9]。低温冷害常发生于孕穗期，此时穗分化处于花粉母细胞减数分裂时期，由于小麦拔节后至孕穗阶段，处于含水量较多、组织幼嫩时期，抵抗低温能力大大削弱[10, 11]。我国小麦发生低温胁迫的范围较广，从亚热带、暖温带一直到温带地区的小麦种植区，均有可能发生。小麦霜冻主要分布在东经105°～120°北纬33°～38°的范围内，而东经110°～118°，北纬34°～36°，即黄淮麦区是中国春季低温事件发生最严重的地区。研究显示，近50年来全球气候变化使世界各地小麦种植区的冷害、霜冻事件突增[12]。19552010年，美国堪萨斯州共发生41次低温霜冻事件，导致该地区的小麦平均每年产量损失超过8蒲式耳/英亩[13]。在澳大利亚的新南威尔士州和昆士兰，即使采用最好的栽培管理措施，突如其来的春季霜冻仍然给小麦带来10%的减产[14]。张雪芬等[15]研究发现近50年来黄淮麦区的豫东南和豫西南为霜冻害重发区，7090年代有增多的趋势。
因此研究小麦低温敏感期不同低温水平及低温持续时间对小麦品质的影响有其实际意义。本研究基于全自动人工气候室，实施自然温度日变化规律下不同低温水平、低温持续时间的小麦盆栽实验，运用相关植物生理生化分析方法，明确自然温度日变化规律下孕穗期不同低温处理对小麦籽粒中淀粉及其各组分含量的影响。
1 材料与方法
1．1 试验材料
采用春性品种扬麦16（V1）和半冬性品种徐麦30(V2)作为试验材料。
1．2 试验设计
试验于2014年11月至2015年6月在大学国家信息农业工程技术中心如皋试验基地进行。于全自动人工气候室实施自然温度日变化规律下孕穗期不同低温水平、低温持续时间的小麦盆栽试验。供试品种为扬麦16（春性）和徐麦30（半冬性）；温度设置为T1（6℃/16℃，对照），T2（2℃/8℃），T3（4℃/6℃）、T4（6℃/4℃）；3个低温持续时间为2天(D1)、4天(D2)、6天(D3)。供试土壤为黄黏土，耕作层含全氮1.89 g?kg1，有效磷25.55 mg?kg1，速效钾98.32 mg?kg1。播种前每桶施用0.9g N, 0.5g P2O5 和 0.9g K2O，小麦拔节前追施0.9g N，其他管理措施如灌水、病虫害防治等同当地高产栽培管理一致，以确保桶栽小麦生长不受水分和肥料的限制。
1.3人工气候室环境设置
人工气候室中采用分段式温度控制方法，每天12:0015:00保持最高温，04:0006:00保持最低温，其余时间段在最高温与最低温之间渐变，从而使得人工气候室内的温度日变化能够尽量符合自然条件下的温度日变化规律。另外，控制人工气候室中的湿度和CO2浓度，使其基本与外界大气环境保持一致。
1.4测试指标与方法
试验于2014年11月6日播种，每盆播种20粒，三叶期留苗10株。生育前期所有小麦在正常环境下生长，于孕穗期移入人工气候室进行不同低温水平和低温持续时间的处理。处理结束后将小麦放回正常环境下继续生长，直至成熟。开花后每7天取样一次，每次3个重复，在105℃下杀青30 min，80℃烘干至恒重后称量。
采用双波长法测定小麦籽粒中直链淀粉和支链淀粉含量，两者之和为总淀粉含量。称取100mg小麦全麦粉于25ml测度试管中，加入0.5 ml无水乙醇湿润和2.5 ml 1 mol/L NaOH溶液，沸水浴20 min，迅速冷却后定容摇匀。取2 ml于50 ml容量瓶中，加入大约2030 ml去离子水，0.5 ml 1 mol/L的醋酸，0.5 ml碘试剂，然后定容摇匀静置20 min。分别用630 nm和460 nm的波长测定直链淀粉，用550 nm和740 nm的波长测定支链淀粉。
2 结果与分析
2．1 孕穗期低温对小麦籽粒直链淀粉含量的影响
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