半胱氨酸与无机硫配施对小麦籽粒蛋白品质的影响
：以小麦中筋品种扬麦16为试验材料，研究半胱氨酸与无机硫配比对小麦籽粒蛋白质品质、蛋白含量及组分的影响。结果表明：不同处理处理间，小麦籽粒产量及其构成因素，蛋白组分及含量、麦谷蛋白大聚合体(GMP)含量、高分子量麦谷蛋白亚基(HMW-GS)含量有显著差异。发现含硫氨基酸与无机氮配比可增加蛋白质含量，增加清蛋白含量、球蛋白含量、醇溶蛋白含量、麦谷蛋白含量，提高GMP含量和高分子量麦谷蛋白亚基含量。本试验条件下N240S60处理产量、GMP含量最高，N240S45Cys15和N240S15Cys45处理品质更好，总体来说，配比施肥可兼顾产量和品质。
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words: 3
引言 3
1 材料与方法 5
1．1 实验设计 5
1．2 取样方法 5
1．3 测定项目与方法 5
1．3．1 产量测定 5
1．3．2 蛋白质品质测定 6
1．3．2．1 蛋白质含量与组分 6
1．3．2．2 GMP含量 6
1．3．2．3 HMWGS含量 6
1．4 数据分析 6
2 结果与分析 7
2.1 半胱氨酸与无机硫配施对小麦产量构成因素的影响 7
2.2 半胱氨酸与无机硫配施对小麦籽粒蛋白品质的影响 7
2．2.1 对蛋白质含量及组分的影响 7
2．2.2 对GMP含量的影响 8
2．2.3 对HMWGS含量的影响 9
3 结论和讨论 9
致谢 10
参考文献 11
半胱氨酸与无机硫配施对小麦籽粒蛋白品质的影响
引言
引言
小麦（Triticum aestivum L.）是三大谷物之一，其种植面积和产量约占谷物种植面积的30%，是人类饮食的主要来源，在世界各地广泛种植[1]。我国是小麦种植大国和食用大国，小麦产量和品质安全对我国的粮食安全有着重要意义。近年来，随着经济发展和生活水平的提高，人们对优质面粉的需求量迅速增
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大。在育种和栽培工作者的共同努力下，小麦单产和总产均大幅度提高，但优质专用小麦发展相对缓慢，小麦品质形成理论与改良途径研究相对落后，因此需加强小麦品质调优技术，促进我国优质小麦的生产与推进。
硫是植物蛋白质、多种酶和生理活性物质的重要组成元素，在很大程度上决定着农产品的内在品质，并影响着植物的生长发育，并且硫素在谷胱甘肽和硫氧还蛋白在氧化还原反应中以及二硫键对蛋白质结构的稳定性方面起重要作用[2]。小麦生产对硫的需求并不多，整个生育期需供应1520kg/ha的硫肥[3]，但是二十世纪前后，农民为了提高产量施入以氮肥为主的肥料而忽视硫肥的施用，慢慢的土壤缺硫现象越来越严重[4]。许多研究都表明硫素对小麦产量和品质都有促进作用[5]。
刘宝存、赵首萍等研究发现，硫肥的施用在一定范围内与籽粒含硫氨基酸的含量呈正相关，不含硫氨基酸的含量也因硫肥的施用而有所提高，并能提高总氨基酸的含量[6, 7]。硫对小麦品质影响较大，缺硫时小麦籽粒较硬，不易粉碎，面团的抗拉伸力弱，延展性差，难以成型，二次加工品质差，清蛋白和球蛋白的合成数量减少[810]。在适宜的氮用量下，施用硫肥能提高粗蛋白含量，延长面团形成时间，降低面团稳定时间和拉伸阻力、最大拉伸阻力，但是当施用量超过一定范围时，蛋白质量反而会下降[9, 11]。研究表明，硫的状态影响面团流变学特性，施硫可增加湿面筋含量，降低面团抗延阻力，提高面团延展性，改善小麦烘烤品质，缺硫导致作物产量降低和品质下降。具有低硫含量小麦籽粒面粉面团的抗延阻力的增加与高分子量和低分子量谷蛋白亚基比例的增加关系密切，而面团延展性的降低与低分子量谷蛋白和一些醇溶蛋白比率的降低有关。追施硫肥显著提高了小麦籽粒容重和籽粒硬度，小麦的磨粉品质和面团流变学特性，尤其对小麦的淀粉糊化特性指标影响较大，高峰粘度、低谷粘度、最终粘度、稀稠值与对照相比均达到极显著[12]。
硫是形成二硫键的关键元素，决定HMWGS与LMWGS聚合为麦谷蛋白大聚合体（GMP）的重要性状是游离巯基的数量[13]。因此，硫素必然通过对含硫的半胱氨酸合成的调节，影响HMWGS和LMWGS的合成与麦谷蛋白聚合体中游离巯基和分子间二硫键数目，进而调节GMP积累及其粒度分布。增施硫肥对籽粒GMP含量无显著影响，但降低了HMWGS含量和D区LMWGS含量，提高了B区和C区LMWGS含量。硫肥对谷蛋白影响不大，但硫素对蛋白组分的比例有调控作用，而这种调控作用主要是因为硫素影响含硫氨基酸含量。硫肥能调控小麦蛋白质分子量，缺硫时蛋白质亚基HMWGS/LMWGS比例提高，一形成高分子量亚基，面团特性变脆[14]。二硫键数目直接作用与谷蛋白和烘焙品质。土壤硫肥和叶面硫肥对小麦品质都无影响[15]。Wrigley等研究发现小麦缺硫导致贫硫蛋白的增加，而富硫蛋白包括LMW麦谷蛋白亚基比例减少，最终显著降低GMP的的含量[3]。李府等人的研究表明施硫增加了上部小穗位籽粒二硫键的含量和中部穗位强势粒巯基的含量，提高了不同穗位籽粒二硫键的含量；而且施用硫肥的处理均高于不施硫的处理。而这些结果恰好与Wrigley对缺硫研究的结果相吻合。硫肥显著影响了小麦籽粒蛋白质含量、SDS沉降值、N/S比，但没有改变其流变学特性和最终加工用途[16]。
关于氨基酸对HWMGS及GMP的影响的研究相对较少，但是作为蛋白质合成的直接底物，氨基酸的供应水平也必然影响麦谷蛋白亚基的积累，特别是籽粒氮代谢关键酶GS（谷氨酰胺合成酶）和GPT（谷丙转氨酶）活性，以及含硫氨基酸――半胱氨酸供应水平和及其合成关键酶SAT和OASTL活性，必然影响着HMWGS和LMWGS中不同类型亚基（特别是巯基数目不同的亚基）的表达水平，还影响着HMWGS/LMWGS比例和不同类型亚基的相对数目（直接决定着游离巯基的数目），进而影响麦谷蛋白聚合体中二硫键的数目，最终影响GMP的积累和粒度分布。
1 材料与方法
1．1 实验设计
供试品种为当地主推品种扬麦16，中筋冬小麦。于2013年2014年冬小麦生长季在南京汤泉农场进行。
方案如下：
序号
编号
1
S0
对照1，施氮肥240 kg/hm2，不施用S肥
2
S60
对照2，施氮肥240 kg/hm2，无机硫肥60kg/hm2
目录
摘要 3
关键词 3
Abstract 3
Key words: 3
引言 3
1 材料与方法 5
1．1 实验设计 5
1．2 取样方法 5
1．3 测定项目与方法 5
1．3．1 产量测定 5
1．3．2 蛋白质品质测定 6
1．3．2．1 蛋白质含量与组分 6
1．3．2．2 GMP含量 6
1．3．2．3 HMWGS含量 6
1．4 数据分析 6
2 结果与分析 7
2.1 半胱氨酸与无机硫配施对小麦产量构成因素的影响 7
2.2 半胱氨酸与无机硫配施对小麦籽粒蛋白品质的影响 7
2．2.1 对蛋白质含量及组分的影响 7
2．2.2 对GMP含量的影响 8
2．2.3 对HMWGS含量的影响 9
3 结论和讨论 9
致谢 10
参考文献 11
半胱氨酸与无机硫配施对小麦籽粒蛋白品质的影响
引言
引言
小麦（Triticum aestivum L.）是三大谷物之一，其种植面积和产量约占谷物种植面积的30%，是人类饮食的主要来源，在世界各地广泛种植[1]。我国是小麦种植大国和食用大国，小麦产量和品质安全对我国的粮食安全有着重要意义。近年来，随着经济发展和生活水平的提高，人们对优质面粉的需求量迅速增
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
大。在育种和栽培工作者的共同努力下，小麦单产和总产均大幅度提高，但优质专用小麦发展相对缓慢，小麦品质形成理论与改良途径研究相对落后，因此需加强小麦品质调优技术，促进我国优质小麦的生产与推进。
硫是植物蛋白质、多种酶和生理活性物质的重要组成元素，在很大程度上决定着农产品的内在品质，并影响着植物的生长发育，并且硫素在谷胱甘肽和硫氧还蛋白在氧化还原反应中以及二硫键对蛋白质结构的稳定性方面起重要作用[2]。小麦生产对硫的需求并不多，整个生育期需供应1520kg/ha的硫肥[3]，但是二十世纪前后，农民为了提高产量施入以氮肥为主的肥料而忽视硫肥的施用，慢慢的土壤缺硫现象越来越严重[4]。许多研究都表明硫素对小麦产量和品质都有促进作用[5]。
刘宝存、赵首萍等研究发现，硫肥的施用在一定范围内与籽粒含硫氨基酸的含量呈正相关，不含硫氨基酸的含量也因硫肥的施用而有所提高，并能提高总氨基酸的含量[6, 7]。硫对小麦品质影响较大，缺硫时小麦籽粒较硬，不易粉碎，面团的抗拉伸力弱，延展性差，难以成型，二次加工品质差，清蛋白和球蛋白的合成数量减少[810]。在适宜的氮用量下，施用硫肥能提高粗蛋白含量，延长面团形成时间，降低面团稳定时间和拉伸阻力、最大拉伸阻力，但是当施用量超过一定范围时，蛋白质量反而会下降[9, 11]。研究表明，硫的状态影响面团流变学特性，施硫可增加湿面筋含量，降低面团抗延阻力，提高面团延展性，改善小麦烘烤品质，缺硫导致作物产量降低和品质下降。具有低硫含量小麦籽粒面粉面团的抗延阻力的增加与高分子量和低分子量谷蛋白亚基比例的增加关系密切，而面团延展性的降低与低分子量谷蛋白和一些醇溶蛋白比率的降低有关。追施硫肥显著提高了小麦籽粒容重和籽粒硬度，小麦的磨粉品质和面团流变学特性，尤其对小麦的淀粉糊化特性指标影响较大，高峰粘度、低谷粘度、最终粘度、稀稠值与对照相比均达到极显著[12]。
硫是形成二硫键的关键元素，决定HMWGS与LMWGS聚合为麦谷蛋白大聚合体（GMP）的重要性状是游离巯基的数量[13]。因此，硫素必然通过对含硫的半胱氨酸合成的调节，影响HMWGS和LMWGS的合成与麦谷蛋白聚合体中游离巯基和分子间二硫键数目，进而调节GMP积累及其粒度分布。增施硫肥对籽粒GMP含量无显著影响，但降低了HMWGS含量和D区LMWGS含量，提高了B区和C区LMWGS含量。硫肥对谷蛋白影响不大，但硫素对蛋白组分的比例有调控作用，而这种调控作用主要是因为硫素影响含硫氨基酸含量。硫肥能调控小麦蛋白质分子量，缺硫时蛋白质亚基HMWGS/LMWGS比例提高，一形成高分子量亚基，面团特性变脆[14]。二硫键数目直接作用与谷蛋白和烘焙品质。土壤硫肥和叶面硫肥对小麦品质都无影响[15]。Wrigley等研究发现小麦缺硫导致贫硫蛋白的增加，而富硫蛋白包括LMW麦谷蛋白亚基比例减少，最终显著降低GMP的的含量[3]。李府等人的研究表明施硫增加了上部小穗位籽粒二硫键的含量和中部穗位强势粒巯基的含量，提高了不同穗位籽粒二硫键的含量；而且施用硫肥的处理均高于不施硫的处理。而这些结果恰好与Wrigley对缺硫研究的结果相吻合。硫肥显著影响了小麦籽粒蛋白质含量、SDS沉降值、N/S比，但没有改变其流变学特性和最终加工用途[16]。
关于氨基酸对HWMGS及GMP的影响的研究相对较少，但是作为蛋白质合成的直接底物，氨基酸的供应水平也必然影响麦谷蛋白亚基的积累，特别是籽粒氮代谢关键酶GS（谷氨酰胺合成酶）和GPT（谷丙转氨酶）活性，以及含硫氨基酸――半胱氨酸供应水平和及其合成关键酶SAT和OASTL活性，必然影响着HMWGS和LMWGS中不同类型亚基（特别是巯基数目不同的亚基）的表达水平，还影响着HMWGS/LMWGS比例和不同类型亚基的相对数目（直接决定着游离巯基的数目），进而影响麦谷蛋白聚合体中二硫键的数目，最终影响GMP的积累和粒度分布。
1 材料与方法
1．1 实验设计
供试品种为当地主推品种扬麦16，中筋冬小麦。于2013年2014年冬小麦生长季在南京汤泉农场进行。
方案如下：
序号
编号
1
S0
对照1，施氮肥240 kg/hm2，不施用S肥
2
S60
对照2，施氮肥240 kg/hm2，无机硫肥60kg/hm2
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