不同淀粉含量高粱子粒淀粉积累差异及其生理基础
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摘要
【研究背景】淀粉是高粱子粒的主要组成部分,高粱子粒的淀粉含量及其组分对高粱的出米率、适口性及酿造品质都有重要的影响。研究高粱子粒淀粉积累特征和主要合成酶活性,阐明不同淀粉含量高粱淀粉积累差异的生理生化特性,揭示高粱淀粉合成差异的酶学机理,可为充分利用高梁种质资源、培育和生产适合市场需求的高淀粉高粱提供科学依据;【材料与方法】试验于2012-2013年在沈阳农业大学试验基地进行,采用淀粉含量不同的两个高粱品种,即铁杂17(总淀粉含量72.6%,支链淀粉含量58.3%,直链淀粉含量14.3%)和辽杂11(总淀粉含量53.3%,支链淀粉含量44.0%,直链淀粉含量9.3%)为试验材料,在大田条件下研究不同淀粉含量高粱子粒淀粉积累规律与相关代谢酶活性差异。【结果与分析】铁杂17和辽杂11子粒淀粉积累量随开花后天数均呈"S"型曲线变化,最大淀粉积累速率分别出在花后第24天(1.073mg-seed~(-1)·day~(-1))和第26天(0.939 mg·seed~(-1)·day~(-1)),平均淀粉积累速率分别为0.530mg·seed~(-1)·day~(-1)和0.360mg·seed~(-1)·day~(-1)。铁杂17直链淀粉积累速率在花后第28天前显著高于辽杂11,以后差异不显著。铁杂17支链淀粉积累速率始终高于辽杂11,且差异显著。铁杂17中蔗糖合成酶(SS)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)、可溶性淀粉合成酶(SSS)和尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPGPase)活性变化趋势与辽杂11子粒中对应酶的变化趋势相近且差异不显著。铁杂17子粒中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPase)和结合态淀粉合成酶(GBSS)活性始终高于辽杂11,且差异极显著。开花后的前第21天辽杂11子粒中淀粉分支酶(SBE)活性高于铁杂17,开花第28天后铁杂17子粒中SBE活性高于辽杂11,且差异极显著。花后第21天起辽杂11子粒中淀粉去分支酶(DBE)活性高于铁杂17,且差异极显著;【结论】ADPGPase、GBSS、SBE和DBE活性的差异及共同作用对高粱淀粉积累差异具有重要生理调控作用。
引文