不同溫光型專(zhuān)用小麥品種花后旗葉生理與籽粒淀粉積累特性

張 嫚，周蘇玫，張甲元，張潔梅,2，李 磊,李武超，張珂珂,2，尹 鈞

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河南鄭州 450002; 2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南鄭州 450002)

不同溫光型專(zhuān)用小麥品種花后旗葉生理與籽粒淀粉積累特性

張 嫚1，周蘇玫1，張甲元1，張潔梅1,2，李 磊1,李武超1，張珂珂1,2，尹 鈞1

(1.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，河南鄭州 450002; 2.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物營(yíng)養(yǎng)與資源環(huán)境研究所，河南鄭州 450002)

為探索不同溫光型專(zhuān)用小麥籽粒淀粉的積累規(guī)律及其與植株生長(zhǎng)狀況的關(guān)系，在大田條件下，以2類(lèi)溫光型和3種筋型的小麥品種為材料，研究花后旗葉的生理特性和籽粒淀粉及組分積累情況。結(jié)果表明，旗葉中葉綠素含量在灌漿前期(0～21 d) 維持較高，后期迅速下降，但2個(gè)弱筋型品種下降速度緩慢；半冬性品種旗葉中可溶性蛋白含量均大于弱春性品種，而丙二醛(MDA)含量小于弱春性品種，差異均達(dá)極顯著水平(P<0.01)。不同筋型籽粒淀粉組分和總淀粉的積累動(dòng)態(tài)以弱筋型品種最具優(yōu)勢(shì)，其直鏈淀粉含量均在花后14 d 進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，支鏈淀粉和總淀粉含量在花后28 d仍在持續(xù)增加，最終以半冬性弱筋品種的籽粒產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量最高(P<0.01)。灌漿前期(0～21 d)，葉綠素、可溶性蛋白含量與直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量呈顯著和極顯著的相關(guān)性(P<0.01，P<0.05)；灌漿后期(21～28 d)，與直鏈淀粉的相關(guān)性不顯著，而葉綠素含量與支鏈淀粉含量的相關(guān)性增大。由此可見(jiàn)，旗葉維持較高的葉綠素、可溶性蛋白含量，較低的丙二醛含量在灌漿前期有利于直鏈淀粉的積累，后期有利于支鏈淀粉的積累。

小麥；品種；開(kāi)花后；旗葉；生理特性；淀粉積累

河南省地處北亞熱帶向暖溫帶過(guò)渡區(qū)，年平均氣溫12.1～15.7 ℃，日照1 848.0～2 488.7 h，光、溫、水、土條件為小麥的生長(zhǎng)發(fā)育提供了良好的生態(tài)環(huán)境，是我國(guó)第一產(chǎn)麥大省，也是半冬性和弱春性小麥的主要種植區(qū)[1]。近年來(lái)，人民生活水平逐步提高，膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，對(duì)面制食品的質(zhì)量和品質(zhì)有了更高的要求。淀粉是小麥籽粒的主要儲(chǔ)藏物質(zhì)，占籽粒干重的65%～70%,其組成直接關(guān)系著小麥的加工品質(zhì)[2]。有研究表明，直鏈淀粉含量高的小麥品種，其面粉制成的面條食用品質(zhì)差，制成的饅頭體積小，韌性差[3-4]；也有人指出，直鏈淀粉含量適中或偏低的小麥制成的面條和饅頭具有較好的表觀和食用品質(zhì)[5-6]。

小麥籽粒淀粉的形成與營(yíng)養(yǎng)器官的生長(zhǎng)狀況密切相關(guān)[7]。旗葉是小麥開(kāi)花后主要的光合器官，其生理活性直接影響籽粒的發(fā)育并最終限制產(chǎn)量[8]。目前，關(guān)于旗葉葉綠素的含量、光合速率(Pn)及其影響因子的研究較為深入。韓巧霞等[9]指出葉片中可溶性蛋白既可作為抗衰老的指標(biāo)，也是光合功能的重要性狀，可溶性蛋白含量越高的葉片，其抗衰亡和光合能力越高。丙二醛(MDA)作為自由基進(jìn)行細(xì)胞膜脂過(guò)氧化傷害的最終產(chǎn)物之一，其含量反映了植物遭受逆境傷害的程度[10]。人們對(duì)不同類(lèi)型專(zhuān)用小麥品質(zhì)的研究多集中在籽粒淀粉的含量積累變化[1]以及淀粉積累過(guò)程中相關(guān)酶活的變化[3]，而對(duì)不同溫光型和筋型的小麥淀粉積累與旗葉生理性狀之間聯(lián)系的報(bào)道較少。本試驗(yàn)以不同類(lèi)型專(zhuān)用小麥品種為材料，研究開(kāi)花后葉片生長(zhǎng)與衰老狀況和籽粒中淀粉及其組分的變化及它們的相關(guān)性，以期為專(zhuān)用小麥籽粒的淀粉品質(zhì)改良和栽培調(diào)控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料和試驗(yàn)設(shè)計(jì)

供試材料選用河南省典型的不同溫光反應(yīng)型專(zhuān)用小麥品種，半冬性品種包括強(qiáng)筋品種濟(jì)麥20、中筋品種豫麥49-198、弱筋品種鄭麥004，弱春性品種包括強(qiáng)筋品種鄭麥9023、中筋品種偃展4110及弱筋品種豫麥50。試驗(yàn)于2010-2012年在河南省鄭州市河南農(nóng)業(yè)大學(xué)科教試驗(yàn)園區(qū)進(jìn)行。試驗(yàn)田土質(zhì)為壤土、肥力中等，前茬作物為玉米，秸稈還田。耕層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷和有效鉀含量分別為13.30 g·kg-1、0.84 g·kg-1、78.80 mg·kg-1、60.24 mg·kg-1、95.90 mg·kg-1。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)12 行，行距 20 cm，行長(zhǎng) 5 m，小區(qū)面積 14.5 m2，完全隨機(jī)排列，4次重復(fù)。半冬性品種10月12日播種，基本苗195×104株·hm-2；弱春性品種10月19日播種，基本苗225×104株·hm-2。播種前造墑深翻30 cm，并施純氮(N)150 kg·hm-2、五氧化二磷(P2O5)90 kg·hm-2、氧化鉀(K2O)187 kg·hm-2，深耕細(xì)耙。拔節(jié)期麥田結(jié)合灌水追施純氮90 kg·hm-2。其他管理按高產(chǎn)要求進(jìn)行。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

在開(kāi)花期選同一天開(kāi)花、長(zhǎng)勢(shì)一致的單莖掛牌標(biāo)記，每小區(qū)200莖。自開(kāi)花之日起，每7 d取一次標(biāo)記植株樣本10個(gè)單莖，用冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室備用。旗葉葉綠素含量的測(cè)定采用鄒 琦[11]的方法。旗葉丙二醛(MDA)含量的則定采用硫代巴比妥酸(TBA)比色法[12]。旗葉可溶性蛋白含量的測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法[13]。籽粒直鏈淀粉和支鏈淀粉含量測(cè)定采用雙波長(zhǎng)法[14]。直鏈淀粉含量測(cè)定主波長(zhǎng)為620 nm，參比波長(zhǎng)為430 nm；支鏈淀粉含量測(cè)定主波長(zhǎng)為550 nm，參比波長(zhǎng)為730 nm；總淀粉含量為直鏈淀粉和支鏈淀粉含量之和。

待小麥成熟時(shí)，各小區(qū)取中間8行，收獲3 m長(zhǎng)，3次重復(fù)，測(cè)定籽粒產(chǎn)量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用 Microsoft Excel 2003處理數(shù)據(jù)并作圖; 采用 SPSS 19.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)( LSD 法，α = 0.05)。由于兩年試驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)基本一致，文中為 2011-2012年度數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同類(lèi)型小麥品種開(kāi)花后旗葉的生理特性

2.1.1 葉綠素含量的變化

葉綠素含量測(cè)定結(jié)果(圖1)表明，不同類(lèi)型小麥品種花后旗葉葉綠素含量均呈先增加后逐漸下降的趨勢(shì)，且在花后 10～15 d 左右達(dá)到最高值; 弱春性小麥在花后前15 d有較高的葉綠素水平，灌漿后期，其下降幅度大于半冬性小麥品種，其中偃展4110降幅最大；說(shuō)明灌漿前期，弱春性小麥能維持較高的葉綠素含量，從而保證其有較長(zhǎng)的旗葉功能期，積累更多的光合產(chǎn)物。灌漿前期，兩個(gè)中筋型品種偃展4110和豫麥49-198有較高葉綠素含量，而在灌漿后期，兩個(gè)弱筋型品種豫麥50和鄭麥004含量較高，表明弱筋型小麥在灌漿后期更有利于光合產(chǎn)物的積累。

2.1.2 可溶性蛋白含量的變化

由圖2可知，不同類(lèi)型小麥品種花后旗葉可溶性蛋白含量呈逐漸下降的趨勢(shì)，且隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，可溶性蛋白含量下降加速?；ê? d時(shí)，不同類(lèi)型小麥旗葉可溶性蛋白含量無(wú)明顯差異，為47.7～51.6 mg·g-1；花后7～28 d，半冬性小麥旗葉中可溶性蛋白含量一直高于弱春性小麥，其中在花后21 d，兩種類(lèi)型小麥可溶性蛋白含量相差最大?；ê?1～28 d，強(qiáng)筋小麥旗葉可溶性蛋白含量下降速度較快；28 d時(shí)旗葉可溶性蛋白含量表現(xiàn)為弱筋小麥>中筋小麥>強(qiáng)筋小麥。以上結(jié)果表明，半冬性小麥旗葉抗衰老能力優(yōu)于弱春性小麥; 弱筋小麥旗葉具有生理活性強(qiáng)、代謝旺盛的特點(diǎn)，對(duì)于后期促進(jìn)籽粒灌漿有積極意義。

圖1 不同類(lèi)型小麥品種旗葉中葉綠素含量的變化

圖2 不同類(lèi)型小麥品種旗葉中可溶性蛋白含量的變化

2.1.3 MDA含量的變化

由圖3可知，灌漿過(guò)程中，不同類(lèi)型小麥品種花后旗葉MDA含量呈遞增趨勢(shì)，且隨著生育進(jìn)程的推進(jìn)，MDA含量加速上升?；ê? d，半冬性和弱春性小麥品種旗葉MDA含量差別不大。自花后14 d，兩種類(lèi)型小麥MDA含量明顯出現(xiàn)差異，且在花后21 d和28 d，半冬性小麥品種旗葉MDA含量顯著低于弱春性小麥，說(shuō)明半冬性小麥在灌漿后期延緩了衰老進(jìn)程，為后期增產(chǎn)打下基礎(chǔ)。

圖3 不同類(lèi)型小麥品種旗葉中MDA含量的變化

2.2 不同類(lèi)型小麥品種籽粒淀粉的積累

2.2.1 籽粒直鏈淀粉含量的變化

由圖4可知，不同類(lèi)型小麥品種直鏈淀粉含量變化趨勢(shì)一致，呈“S”型變化，且均在花后14～28 d加速上升。直鏈淀粉積累動(dòng)態(tài)在不同筋型小麥中差異明顯，中筋和弱筋小麥在花后7～14 d積累緩慢，花后14～21 d快速增長(zhǎng)，21 d后慢速增加，在花后35 d達(dá)到最大值，以弱筋品種鄭麥004的直鏈淀粉含量最高；而兩個(gè)強(qiáng)筋品種(濟(jì)麥20和鄭麥9023)在花后7～21 d積累緩慢，之后進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，28 d后緩慢增加至成熟期，直鏈淀粉的含量低于中筋和弱筋小麥品種。表明直鏈淀粉的積累在不同筋型小麥品種間差異較大，花后較早進(jìn)入快速增長(zhǎng)期的中筋和弱筋小麥有利于直鏈淀粉的積累。

2.2.2 籽粒支鏈淀粉含量的變化

由圖5可知，在小麥籽粒形成過(guò)程中，支鏈淀粉含量呈不斷增加的趨勢(shì)，在花后7～21 d呈近直線(xiàn)增加，在花后21～28 d緩慢增加。尤其需要注意的是，花后28～35 d，支鏈淀粉含量在兩個(gè)弱筋小麥品種(鄭麥004、豫麥50)中持續(xù)增加，在中筋和強(qiáng)筋型品種中停止積累，甚至還略有下降(濟(jì)麥20和鄭麥9023)，至成熟期，以?xún)蓚€(gè)弱筋小麥品種支鏈淀粉含量最高。表明在灌漿后期旗葉維持高的生理活性，不早衰，是弱筋小麥支鏈淀粉含量持續(xù)增加的重要保證。

圖4 不同類(lèi)型小麥品種籽粒中直鏈淀粉含量的變化

圖5 不同類(lèi)型小麥品種籽粒中支鏈淀粉含量的變化

圖6 不同類(lèi)型小麥品種籽粒中總淀粉含量的變化

2.2.3 籽?？偟矸酆康淖兓?/p>

由圖6可知，不同類(lèi)型小麥品種總淀粉含量的積累變化趨勢(shì)一致，積累速率均呈“慢-快-慢”的趨勢(shì)，花后7～21 d迅速增加，花后21 d后增幅變小，成熟期達(dá)到最大值。且花后21～28 d，總淀粉含量在弱筋小麥持續(xù)增加，而在中筋和強(qiáng)筋小麥幾乎停止積累，這種變化與支鏈淀粉的變化趨勢(shì)一致，可能與支鏈淀粉占總淀粉的比例較大有關(guān)，但兩者上升過(guò)程不盡相同。至成熟期，總淀粉含量在不同專(zhuān)用類(lèi)型品種間表現(xiàn)為弱筋小麥>中筋小麥>強(qiáng)筋小麥。

2.3 不同類(lèi)型小麥品種籽粒產(chǎn)量、淀粉含量及淀粉積累量的變化

由表1看出, 不同類(lèi)型小麥品種產(chǎn)量差異較大，在相同筋性的品種間，半冬性品種的籽粒產(chǎn)量均大于弱春性品種，以半冬性中筋品種豫麥49-198為最高(P<0.01)，其次為半冬性強(qiáng)筋品種濟(jì)麥20。成熟籽粒中直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉的含量均表現(xiàn)為弱筋小麥>中筋小麥>強(qiáng)筋小麥。直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉的積累量均表現(xiàn)為：半冬性品種>弱春性品種，以半冬性弱筋品種鄭麥004為最高，其次為半冬性中筋品種豫麥49-198，二者差異不顯著，但均極顯著高于其他品種(P<0.01)，說(shuō)明半冬性中、弱筋小麥品種在淀粉積累上表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)。此外還可看出，淀粉積累量與籽粒產(chǎn)量關(guān)系密切, 如豫麥49-198籽粒產(chǎn)量較高, 其籽粒中直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉積累量也較高, 而豫麥50籽粒產(chǎn)量最低, 籽粒中直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉積累量均表現(xiàn)為最小。

表1 不同類(lèi)型小麥品種成熟期籽粒產(chǎn)量、淀粉含量及淀粉積累量

同列數(shù)據(jù)后不同大、小寫(xiě)字母分別表示品種間差異在0.01和0.05水平上顯著。

Different small and capital letters in the same row mean significant difference among cultivars at 0.05 and 0.01 levels,respectively.

2.4 不同類(lèi)型小麥品種花后旗葉生理特性與淀粉及其組分的相關(guān)性

小麥開(kāi)花至成熟期間旗葉的主要生理指標(biāo)與籽粒淀粉及其組分含量的相關(guān)性分析見(jiàn)表2。從圖1～6已知，花后旗葉中葉綠素和可溶性蛋白含量呈下降趨勢(shì)，丙二醛和籽粒中淀粉及組分的含量呈逐步上升的趨勢(shì)，因此，在籽粒灌漿期間這些指標(biāo)變化趨勢(shì)之間的相關(guān)性呈現(xiàn)比較明顯的特點(diǎn)：葉綠素含量與可溶性蛋白含量成正相關(guān)，丙二醛含量與葉綠素和可溶性蛋白含量均呈負(fù)相關(guān)，這三者之間的相關(guān)性在灌漿前期(0～21 d)小于灌漿后期(21～28 d)，灌漿后期三者關(guān)系均達(dá)到極顯著的水平(P<0.01)，說(shuō)明灌漿后期旗葉的3個(gè)生理指標(biāo)關(guān)系密切。還可看出，灌漿期間，葉綠素、可溶性蛋白含量與淀粉及其組分含量的變化趨勢(shì)相反，呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；丙二醛含量與淀粉及其組分含量的變化趨勢(shì)相同，呈正相關(guān)關(guān)系。尤其是在灌漿前期(0～21 d)，葉綠素、可溶性蛋白含量與直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量均達(dá)到顯著和極顯著相關(guān)性(P<0.01，P<0.05)；而在灌漿后期(21～28 d)，葉綠素、可溶性蛋白含量與直鏈淀粉含量的相關(guān)性卻不顯著，而葉綠素含量與支鏈淀粉和總淀粉含量的相關(guān)性增大。進(jìn)一步分析開(kāi)花后28 d旗葉的3個(gè)生理指標(biāo)與淀粉及其組分含量的相關(guān)性表明，不同品種之間旗葉葉綠素、可溶性蛋白含量與淀粉及其組分的含量呈正相關(guān)，丙二醛含量與淀粉及其組分的含量呈負(fù)相關(guān)。由此可見(jiàn)，旗葉的生理活性在灌漿前期對(duì)直鏈淀粉的積累更重要，在灌漿后期對(duì)支鏈淀粉、總淀粉的積累更重要。

表2 不同類(lèi)型小麥品種花后旗葉的生理特性與淀粉及其組分的相關(guān)系數(shù)

*:P<0.05; **:P<0.01.

3 討 論

3.1 不同類(lèi)型小麥品種花后生理特性的變化

旗葉中葉綠素、可溶性蛋白和MDA作為抗衰老或衰老指標(biāo)，能客觀反映其花后的生理特性變化[15]，灌漿過(guò)程中旗葉葉綠素和可溶性蛋白含量總體呈逐漸降低的趨勢(shì)，丙二醛含量呈逐漸增加的趨勢(shì)，這與前人的結(jié)果一致[16]。本研究結(jié)果表明，不同溫光型的專(zhuān)用小麥花后生理特性參數(shù)的變化是有差異的，灌漿前期，弱春性小麥能維持較高的葉綠素含量，使葉片具有較高的光合生產(chǎn)能力，但在后期，葉綠素含量下降較快，使得葉片衰老較快[17]。籽粒灌漿中，弱春性小麥可溶性蛋白含量均顯著低于半冬性品種，而其MDA含量顯著高于半冬性小麥，尤其在花后0～21 d，表明半冬性小麥花后能減緩葉片衰老進(jìn)程[18]，延長(zhǎng)植株光合功能期，從而提高籽粒碳氮化合物，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。

3.2 不同類(lèi)型品種小麥籽粒中的淀粉含量及積累量

本試驗(yàn)中,強(qiáng)、中、弱筋小麥籽粒淀粉及其組分的積累動(dòng)態(tài)與方先文等[19]的研究結(jié)果基本相同，但是其積累量和積累峰值有些差異，這可能是品種和栽培條件的差異所致。籽粒淀粉及其組分的積累速率在灌漿過(guò)程中有所差異，主要依賴(lài)于淀粉的狀態(tài)[20]。6個(gè)供試品種籽粒中直鏈、支鏈、總淀粉含量均呈現(xiàn)先加速上升后緩慢增加的趨勢(shì)，三者相比，淀粉及其組分含量均是弱筋小麥最高，中筋小麥次之，強(qiáng)筋小麥最低。6個(gè)供試品種的直鏈淀粉積累均在花后14 d 進(jìn)入快速增長(zhǎng)期，且在成熟期達(dá)到最大值；而支鏈淀粉和總淀粉含量在花后0～21 d呈近乎直線(xiàn)的上升趨勢(shì)，之后增加緩慢,相比于強(qiáng)筋小麥在花后28 d停止積累，兩個(gè)弱筋小麥仍在持續(xù)增加，最終弱筋品種的淀粉含量最高。

3.3 不同類(lèi)型小麥品種籽粒產(chǎn)量及淀粉積累量的變化

淀粉是小麥籽粒中含量最多而且也是最重要的碳水化合物，籽粒淀粉積累量及其組成含量的不同決定了小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。前人在對(duì)專(zhuān)用小麥產(chǎn)量研究中指出，不同品質(zhì)類(lèi)型小麥對(duì)提高產(chǎn)量的貢獻(xiàn)不同[21]。在本試驗(yàn)中，籽粒產(chǎn)量及直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉的含量及積累量均為半冬性小麥較高，說(shuō)明半冬性小麥品種更有利于實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)；同時(shí)，不同筋型小麥光合生產(chǎn)能力存在顯著差異，李友軍等[17]指出淀粉含量較高的弱筋小麥比強(qiáng)筋和中筋小麥具有較強(qiáng)的光合生產(chǎn)能力，這與本試驗(yàn)結(jié)果一致，但在本試驗(yàn)中，淀粉及其組成含量與淀粉積累量和籽粒產(chǎn)量表現(xiàn)不盡一致，筆者認(rèn)為主要是大田試驗(yàn)中氣候等外部環(huán)境的影響。綜合比較不同品種的籽粒產(chǎn)量、淀粉及其組分的積累量，以半冬性弱筋品種最高(P<0.01)。

旗葉生理活性的變化對(duì)籽粒發(fā)育有重要影響[22-23]。二者相關(guān)性研究表明，灌漿期旗葉中葉綠素含量與可溶性蛋白呈正相關(guān)，丙二醛含量與葉綠素、可溶性蛋白含量均呈負(fù)相關(guān)，三者的相關(guān)性在灌漿后期(21～28 d)達(dá)到極顯著水平(P<0.01)；花后28 d不同品種旗葉的葉綠素和可溶性蛋白質(zhì)含量與淀粉及組分含量呈正相關(guān)，而丙二醛含量與直鏈淀粉和總淀粉含量呈明顯負(fù)相關(guān)。灌漿前期(0～21 d)，葉綠素、可溶性蛋白含量與直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量呈顯著和極顯著的相關(guān)性(P<0.01，P<0.05)；灌漿后期(21～28 d)，與直鏈淀粉含量的相關(guān)性不顯著，而葉綠素含量與支鏈淀粉含量的相關(guān)性增大?？梢?jiàn)，旗葉的生理活性在灌漿前期(0～21 d)對(duì)籽粒中直鏈淀粉的積累尤為重要，在后期(21～28 d)對(duì)維持支鏈和總淀粉持續(xù)積累發(fā)揮更大的作用。

[1] 趙廣才.中國(guó)小麥種植區(qū)域的生態(tài)特點(diǎn)[J].麥類(lèi)作物學(xué)報(bào),2010,30(4):100.

ZHAO G C.Ecology characteristics of Chinese wheat planting region [J].JournalofTriticeaeCrops,2010,30(4):100.

[2] 張春麗,周蘇玫,尹 鈞,等.不同筋型小麥品種籽粒可溶性糖含量和淀粉積累及播期調(diào)控效應(yīng)[J].河南科學(xué),2009,27(7):824.

ZHANG C L,ZHOU S M,YIN J,etal.Effect of sowing date on sugar content and starch accumulation in grains of tow winter wheat with different gluten [J].HenanScience,2009,27(7):824.

[3] 王憲澤,李 菡,于振文,等.小麥籽粒品質(zhì)性狀影響面條品質(zhì)的通徑分析[J].作物學(xué)報(bào),2002,28(2):240.

WANG X Z,LI H,YU Z W,etal.The path analysis of wheat grain quality traits affecting noodle quality [J].ActaAgronomicaSinica,2002,28(2):240.

[4] 趙俊曄,于振文,孫慧敏,等.不同小麥品種籽粒淀粉組分及相關(guān)酶活性的差異[J].作物學(xué)報(bào),2004,30(6):525.

ZHAO J Y,YU Z W,SUN H M,etal.Difference in starch components and related enzymes activity in the grains of different wheat cultivars [J].ActaAgronomicalSinica,2004,30(6):525.

[5] 戴 雙,李豪圣,劉愛(ài)峰,等.面條品質(zhì)不同的小麥品種籽粒淀粉特性及淀粉合成的差異[J].麥類(lèi)作物學(xué)報(bào),2008,25(5):792.

DAI S,LI H S,LIU A F,etal.Difference of starch physiochemical properties and its biosynthesis in grain among wheat cultivars with different noodle quality [J].JournalofTriticeaeCrops,2008,25(5):792.

[6] 薛 香,梁云娟,楊忠強(qiáng),等.小麥淀粉品質(zhì)性狀的配合力分析[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(4):1499.

XUE X,LINAG Y J,YANG Z Q,etal.Analysis on combining ability of starch quality traits in wheat [J].JournalofAnhuiAgricuturalScience,2009,37(4):1499.

[7]EVANS J R,TERASHIMA I.Effects of nitrogen nutrition on electron transport components and photosynthesis in spinach [J].FunctionalPlantBiology,1987,14(1):59.

[8] 楊東清,王振林,尹燕枰,等.外源ABA和6-BA對(duì)不同持綠型小麥旗葉衰老的影響及其生理機(jī)制[J].作物學(xué)報(bào),2013,39(6):1096.

YANG D Q,WANG Z L,YIN Y P,etal.Effects of exogenous ABA and 6-BA on flag leaf senescence in different types of stay-green wheat and relevant physiological mechanisms [J].ActaAgronomicalSinica,2013,39(6):1096.

[9] 韓巧霞,郭天財(cái),王化岑,等.土壤質(zhì)地對(duì)冬小麥旗葉可溶性蛋白含量及籽粒干物質(zhì)積累動(dòng)態(tài)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué),2006,35(12):20.

HAN Q X,GUO T C,WANG H C,etal.Soil textures on the soluble protein content of flag leaves and the accumulation of kernel dry matter in winter wheat [J].JournalofHenanAgriculturalScience,2006,35(12):20.

[10]ZHENG Y,JIA A,NING T,etal.Potassium nitrate application alleviates sodium chloride stress in winter wheat cultivars differing in salt tolerance [J].JournalofPlantPhysiology,2008,165(14):1455.

[11] 鄒 琦.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,2003:239-243.

ZOU Q.Plant Physiology Experiment Instruction [M].Beijing:China Agriculture Press,2003:239-243.

[12] 薛 暉,賈 麗,龔月樺,等.冬小麥葉片持綠能力及其衰老特征研究[J].西北植物學(xué)報(bào),2010,30(2):336.

XUE H,JIA L,GONG Y H,etal.Study on the stay-green capacity and leaf senescence of winter wheat [J].ActaBotanicaBoreali-OccidentaliaSinica,2010,30(2):336.

[13] 王樹(shù)剛,王振林,王 平,等.基于生理指標(biāo)與籽粒產(chǎn)量關(guān)系的小麥品種抗凍性分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2011,22(6):1477.

WANG S G,WANG Z L,WANG P,etal.Freeze resistance analysis of different wheat cultivars based on the relationship between physiological indices and grain yield [J].ChineseJournalofAppliedEcology,2011,22(6):1477.

[14] 盛 婧,郭文善,朱新開(kāi),等.不同類(lèi)型專(zhuān)用小麥籽粒淀粉及其組分積累動(dòng)態(tài)[J].揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版),2006,27(2):31.

SHENG J,GUO W S,ZHU X K,etal.Accumulation characteristics of starch and its components in grains of wheat for different end uses [J].JournalofYangzhouUniversity(AgriculturalandLifeScienceEdition),2006,27(2):31.

[15]THITISAKSAKUL M,JIMéNEZ R C,ARIAS M C,etal.Effects of environmental factors on starch biosynthesis and composition [J].JournalofCerealScience,2012,56(1):67.

[16] 蔡瑞國(guó),張 敏,尹燕枰,等.小麥灌漿過(guò)程中旗葉光合及抗氧化代謝與氮素營(yíng)養(yǎng)關(guān)系研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2008,41(1):53.

CAI R G,ZHANG M,YIN Y P,etal.Photosynthetic characteristics and antioxidative metabolism of flag leaves in responses to nitrogen application in wheat during grain filling [J].ScientiaAgriculturaSinica,2008,41(1):53.

[17] 李友軍,熊 瑛,陳明燦,等.不同品質(zhì)類(lèi)型小麥葉綠素?zé)晒馓匦约捌渑c籽粒產(chǎn)量和淀粉積累的關(guān)系[J].麥類(lèi)作物學(xué)報(bào),2005,25(6):82.

LI Y J,XIONG Y,CHEN M C,etal.Chlorophyll fluorescence characteristics and their relationship with grain yield,starch accumulation of wheat with different quality [J].JournalofTriticeaeCrops,2005,25(6):82.

[18]ZHAO H,DAI T B,JING Q,etal.Leaf senescence and grain filling affected by post-anthesis high temperatures in two different wheat cultivars [J].PlantGrowthRegulation,2007,51:149.

[19] 方先文,姜 東,戴廷波,等.小麥淀粉組分的積累規(guī)律[J].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2002,18(3):139.

FANG X W,JIANG D,DAI T B,etal.Accumulation regularity of starch components in wheat varieties [J].JournalofJiangsuAgricuturalScience,2002,18(3):139.

[20] 孟秀蓉,熊 飛,孔 妤,等.強(qiáng)、中、弱筋小麥籽粒中淀粉、蛋白質(zhì)積累和淀粉體發(fā)育的比較[J].作物學(xué)報(bào),2009,35(5):962.

MENG X R,XIONG F,KONG Y,etal.Comparison of starch,protein accumulation and amyloplast development in wheat cultivars with strong,medium,and weak gluten [J].ActaAgronomicalSinica,2009,35(5):962.

[21] 楊再潔,陳 阜,史磊剛,等.華北平原不同年代小麥品種旗葉光合特性對(duì)水分虧缺的響應(yīng)[J].作物學(xué)報(bào),2013,39(4):693.

YANG Z J,CHEN F,SHI L G,etal.Responses of photosynthetic characteristics of winter wheat cultivars released in different decades to water deficit in north China plain [J].ActaAgronomicalSinica,2013,39(4):693.

[22]SYLVESTER-BRADLEY R,DAVIES D B,DYER C,etal.The value of nitrogen applied to wheat during early development [J].NutrientCyclinginAgroecosystems,1996,47(2):173.

[23] 王小燕,于振文.不同小麥品種主要品質(zhì)性狀及相關(guān)酶活性研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2005,38(10):1980.

WANG X Y,YU Z W.Differences in characteristics of quality and related enzymes activity of different wheat cultivars [J].ScientiaAgriculturaSinica,2005,38(10):1980.

Physiological Characteristics of Flag Leaf and Starch Accumulation in Grains at Post-Anthesis of Thermo-Photo Sensitive Wheat (TriticumaestivumL.) Cultivars for Different End Uses

ZHANG Man1,ZHOU Sumei1,ZHANG Jiayuan1,ZHANG Jiemei1,2, LI Lei1,LI Wuchao1,ZHANG Keke1,2,YIN Jun1

(1.College of Agronomy,Henan Agricultural University,Zhengzhou,Henan 450002,China; 2.Institute of Plant Nutrient and Environmental Resources,Henan Academy of Agricultural Science,Zhengzhou,Henan 450002,China)

The objective of this experiment was to explore the starch accumulation in grains of thermo-photo sensitive wheat for different end uses and its relationship with physiological characteristics. Six wheat cultivars were used in the field experiment to study the physiological characteristics in flag leaf,starch and its dynamic component accumulation at post-anthesis. The results showed that:(1) the chlorophyll content of flag leaf maintained higher level at early grain filling stage(0 to 21 d),and then decreased rapidly,except for that in two weak-gluten wheat cultivars; the soluble protein content of semi-winter wheat cultivars was higher than that of weak-spring type,while malondialdehyde(MDA) content of the former was much lower than that of the later(P<0.01);(2) the accumulation quantities of amylose,amlylopectin,and total starch were increased during the grain formation process,ranked as weak-gluten type>medium-gluten type>strong-gluten type; amylose content of two weak-gluten wheat increased rapidly from 14 d after anthesis,and amylopectin and total starch content of them were continuously increased after 28 d after anthesis. As a result,the semi-winter wheat with weak-gluten produced the highest grain and starch yield(P<0.01) among six wheat cultivars;(3) the correlation coefficients between chlorophyll and,soluble protein correlated with starch and its components reached significant level at early grain filling stage(0～21 d)(P<0.01,P<0.05),but not significant at late grain filling stage(21～28 d); moreover,the correlation between chlorophyll and amylopectin increased at the late stage of filling. The results here suggested that high chlorophyll,soluble protein content and low MDA content in flag leaf accelerated the accumulation of amylase at the early stage of filling,and it would promote the accumulation of amylopectin and total starch at the late stage of filling.

Wheat(TriticumaestivumL.); Cultivars; Post-anthesis; Flag leaf; Physiological characteristics; Starch accumulation

時(shí)間：2017-04-07

2017-01-13

2017-02-17 基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃重大項(xiàng)目“糧食豐產(chǎn)科技工程”課題(2006BAD02A07-4,2011BAD16B07) 第一作者E-mail：zm9168@163.com 通訊作者：周蘇玫(E-mail:smzhou129@163.com)

S512.1；S311

A

1009-1041(2017)04-0520-08

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