高溫·干旱及其互作對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響

李振山 楊靜

摘要[目的]研究高溫、干旱及其互作對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響。[方法]采用人工氣候室控溫，研究不同品種小麥花后各時(shí)期高溫、干旱及其互作對(duì)其籽粒蛋白質(zhì)含量的影響。[結(jié)果]高溫、干旱及其互作均能顯著提高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量，高溫干旱具有顯著的互作效應(yīng)，但溫度是主要影響因子。[結(jié)論]高溫干旱對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量具有顯著的互作效應(yīng)。

關(guān)鍵詞 小麥；高溫；干旱；蛋白質(zhì)

中圖分類號(hào) S512.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2016）09-067-02

Abstract[Objective]The aim was to study effects of high temperature， drought and interactions on protein content in wheat grain.[Method]By using temperature controlling artificial climate chamber， the effects of high temperature， drought and their interactions on protein content of wheat grain at different stages after anthesis were studied.[Result]The results showed that， high temperature， drought and their interactions significantly increased protein concentration. High temperature and drought had significant interaction effect， but temperature was the main influencing factor.[Conclusion]High temperature and drought has significant interaction effects on protein content in wheat grain.

Key words Wheat； High temperature； Drought； Protein

隨著人們生活水平的日益提高及磨粉、食品工業(yè)、國內(nèi)外貿(mào)易的迅速發(fā)展，對(duì)小麥品質(zhì)的要求越來越高，而小麥籽粒蛋白質(zhì)含量和組成是小麥營養(yǎng)品質(zhì)、加工品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[1]。因此，提高小麥品質(zhì)特別是蛋白質(zhì)品質(zhì)具有重要意義。戴廷波等[2]研究認(rèn)為在高溫和水分逆境下，溫度對(duì)籽粒蛋白質(zhì)和淀粉含量的影響較水分逆境大，且存在顯著的互作效應(yīng)。盧紅芳[3]研究認(rèn)為灌漿期高溫、干旱及其復(fù)合脅迫顯著影響小麥籽粒淀粉含量、組成和淀粉特性，籽粒直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量均下降，但對(duì)直鏈淀粉的影響較小。筆者通過比較高溫、干旱及其互作處理下不同品種小麥蛋白質(zhì)含量的差異，闡明逆境脅迫對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響，旨在為小麥優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 鄭麥366、豫農(nóng)949和矮抗58。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)于2014年在商丘學(xué)院試驗(yàn)園區(qū)采用盆栽方式進(jìn)行。試驗(yàn)用盆高27 cm、口直徑24 cm，每盆裝肥沃土壤10 kg，每盆定苗12株。

利用人工氣候室模擬高溫、干旱環(huán)境。具體方法：高溫處理在花后7～10 d（灌漿前期）將長勢均勻一致的供試材料轉(zhuǎn)移至人工氣候室進(jìn)行38 ℃高溫處理，每天10：00～15：00，處理時(shí)間為5 h。處理結(jié)束后，全部處理均移至自然條件下生長至成熟。以自然條件下生長為對(duì)照。干旱處理在遮雨條件下于高溫處理前7 d開始，設(shè)置輕度干旱（相當(dāng)于田間持水量50%左右）和對(duì)照2個(gè)水平。干旱處理在高溫處理結(jié)束后恢復(fù)正常供水。以自然條件下生長為對(duì)照（相當(dāng)于田間持水量70%左右）。

脅迫處理前開始取樣，處理后第二次取樣，之后每隔5 d取一次樣。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

1.3.1 產(chǎn)量及其構(gòu)成因素。成熟期選取代表性植株10株室內(nèi)考種分析，每盆實(shí)收計(jì)產(chǎn)，以備各項(xiàng)品質(zhì)性狀的分析。

1.3.2 制粉。成熟期收獲籽粒，曬干，儲(chǔ)存30 d后磨制全粉。

1.3.3 蛋白質(zhì)含量。

利用瑞士BUCHI 凱氏定氮儀K350進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析 利用SPSS 20.0和Microsoft Excel 2003對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫脅迫對(duì)不同品種小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響

由圖1可知，在高溫脅迫下，灌漿期不同品種小麥籽粒蛋白質(zhì)含量整體呈上升趨勢，且明顯高于對(duì)照水平。

2.2 干旱脅迫對(duì)不同品種小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響

由圖2可知，經(jīng)干旱處理后，灌漿期不同品種小麥籽粒蛋白質(zhì)含量整體高于對(duì)照水平，至成熟期鄭麥366和豫農(nóng)949與對(duì)照相比差異不顯著，而矮抗58與對(duì)照相比差異顯著。

2.3 高溫干旱互作對(duì)不同小麥品種籽粒蛋白質(zhì)含量的影響

由圖3可知，經(jīng)高溫干旱互作處理的不同品種小麥籽粒蛋白質(zhì)含量整體呈上升趨勢，灌漿前期上升迅速，至灌漿中期上升速度減緩，灌漿后期繼續(xù)升高，至成熟期達(dá)到最大值，分別為24.01%、22.63%和25.91%，與對(duì)照相比差異極顯著。

2.4 方差分析

方差分析結(jié)果表明，高溫、干旱及其互作均能顯著提高小麥籽粒蛋白質(zhì)含量，高溫、干旱兩因子具有顯著的互作效應(yīng)，高溫干旱互作處理對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量影響最大。高溫和干旱單一因素脅迫時(shí)，高溫脅迫對(duì)小麥籽粒蛋白質(zhì)含量的影響大于干旱脅迫（表1）。而3個(gè)品種對(duì)逆境脅迫的敏感性也有差別，矮抗58抗逆性最差，3種處理小麥籽粒蛋白質(zhì)含量與對(duì)照相比均達(dá)極顯著水平，鄭麥366受高溫脅迫影響顯著高于豫農(nóng)949。

3 結(jié)論與討論

籽粒蛋白質(zhì)含量的高低能夠直觀反映小麥籽粒品質(zhì)，蛋白質(zhì)各組分的比例以及相對(duì)含量則決定了面團(tuán)形成的強(qiáng)度、延展性、時(shí)間以及面包的體積。高溫、干旱是影響我國小麥品質(zhì)和產(chǎn)量的主要自然災(zāi)害[4-5]。該研究表明，在小麥整個(gè)灌漿過程中，籽粒蛋白質(zhì)總量的變化表現(xiàn)為“高-低-高”的特點(diǎn)。小麥籽粒在花后15 d左右積累了籽?？偟康?0%，絕大部分氮素在花后25 d內(nèi)積累。王月福等[6]研究認(rèn)為，高蛋白品種籽粒蛋白質(zhì)含量變化波動(dòng)小，而低蛋白品種則相反；灌漿中期蛋白質(zhì)含量低谷出現(xiàn)有兩方面原因：一是此期間蛋白質(zhì)的合成速率下降，二是此期間淀粉的合成速率大于蛋白質(zhì)，造成一種“稀釋效應(yīng)”。

參考文獻(xiàn)

[1]胡吉邦.小麥灌漿期高溫、干旱及其互作對(duì)籽粒蛋白質(zhì)形成、品質(zhì)性狀及產(chǎn)量的影響[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009：8-11.

[2]戴廷波，趙輝，荊奇，等.灌漿期高溫和水分逆境對(duì)冬小麥籽粒蛋白質(zhì)和淀粉含量的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26（11）：3670-3676.

[3]盧紅芳.高溫、干旱及其復(fù)合脅迫對(duì)小麥籽粒谷蛋白大聚合體、淀粉粒度分布和品質(zhì)性狀的影響[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013：24-27.

[4]江清霞.臨潁縣2012～2013年度小麥減產(chǎn)原因分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（3）：872-874.

[5]張艷玲.2014年干旱對(duì)商丘冬小麥產(chǎn)量影響分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（29）：10434-10436.

[6]王月福，姜東，于振文，等.氮素水平對(duì)小麥籽粒產(chǎn)量和蛋白質(zhì)含量的影響及其生理基礎(chǔ)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，22（3）：11-16.