石培春，李英枫，韩璐，周向，张薇，曹连莆

（1石河子大学农学院／新疆兵团绿洲生态农业重点实验室，石河子832003；2新疆天业（集团）有限公司国家节水灌溉工程技术中心，石河子832003）

淀粉是小麦籽粒的主要成分，约占籽粒干重的65%，面粉重量的70%～80%。小麦淀粉含量及颗粒状况、淀粉的直、支比、糊化特性等决定着加工产品的外观品质和食用品质［1－2］。多年来，小麦籽粒成分的研究多集中在蛋白质上，然而，随着人们生活水平的日益提高及食品工业的迅速发展，淀粉的理化性质、遗传规律及其与面粉食品品质的关系等越来越受到重视，小麦淀粉的研究已成为近年来国内外农业和食品业的重要研究课题之一［3］。王晨阳等［4］研究指出籽粒中总淀粉含量积累速率的变化随灌浆进程逐渐加快，到灌浆中期达到最大，之后下降。支链淀粉的积累速率在开始灌浆后逐渐升高，花后20 d左右达到最大，之后下降，不同品种积累的高峰持续期不同。花后7d未检测出直链淀粉含量，花后14d持续增大，花后28d左右达到最大，之后下降［4］；胡适宜［5］研究认为淀粉粒的大量积累主要在胚乳发育的后期；方先文等［6］研究认为小麦籽粒在花后17－27d直链淀粉积累最快，而支链淀粉在灌浆中后期积累最快；直、支比在籽粒灌浆过程中呈“S”形变化；马冬云等［7］所研究品种的支链淀粉含量均呈上升趋势，不同基因型小麦直链、支链淀粉积累速率均呈单峰曲线，不同品种直链淀粉最大积累速率出现的时间不同，而支链淀粉最大积累速率出现的时间均在花后21d；王自布等［8］研究认为高淀粉含量和低淀粉含量的小麦品种在籽粒淀粉积累量和积累速率上均存在显著的基因型差异；王文静等［9］研究发现籽粒灌浆过程中支链淀粉的合成均与直链淀粉的合成同时进行，灌浆中后期支链淀粉的合成较直链淀粉的合成快。

目前小麦淀粉积累动态方面的研究较多，但针对不同品质类型小麦在籽粒形成过程中淀粉及其组分的动态变化的报道很少［10］。本试验对强筋、中筋、弱筋小麦品种籽粒灌浆过程中淀粉积累动态、淀粉组分积累规律进行了系统研究，旨在了解不同品质类型小麦品种的淀粉形成特性，以期为小麦栽培调控和品质育种提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用3种品质类型的6个小麦品种，强筋型：中作8131［11］，新春9号［12］；中筋型：新春6号［13］，新春2号［14］；弱筋型：新春12号［14］，新春13号［10］。

1.2 试验方法

2006年春在石河子大学农学院试验站田间种植，随机区组试验设计，3次重复，5行区，行长3.5 m，行距0.2m，播种量600万粒／hm2。灌溉方法为滴灌，杂草防治以化学除草与人工拔草相结合，施肥及其他管理措施与大田常规方法相同。开花时，将同一天开花的单株挂牌，并注明开花日期，于花后5 d开始取样，每5d取样（采用主穗）1次，直至成熟。取样后，放入烘箱中，105℃杀青30min，然后80℃烘干至恒重，存放于干燥处留待以后测定。

1.3 测定项目及方法

1.3.1制粉

采用高速粉碎磨磨制全粉并过60目筛。

1.3.2总淀粉含量的测定

采用比色法进行测定［15］。

1.3.3直链淀粉和支链淀粉含量测定

按照刘广田等［16］的方法测定。

直／支比＝直链淀粉含量／支链淀粉含量。

1.3.4数据处理

试验数据采用EXCEL进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同品质类型小麦籽粒总淀粉含量的积累动态

由图1a可见，3种品质类型小麦籽粒中总淀粉含量的变化趋势一致，即随着灌浆期的推移，籽粒中总淀粉含量迅速增加，花后20d后增幅减缓，成熟期达到最大值。品质类型间总淀粉含量在花后5d差异不大，但在花后20d差异最明显，此时弱筋型小麦品种新春13号总淀粉含量达到62.37%，而强筋型小麦中作8131只有47%。总淀粉含量在成熟期由高到低依次为弱筋型小麦新春13号、弱筋型小麦新春12号、中筋型小麦新春6号、中筋型小麦新春2号、强筋型小麦新春9号、强筋型小麦中作8131。

由图1b可见，花后10－20d为总淀粉含量变化速率最快的时期，此时品质类型间的差异最为明显，强筋型小麦中作8131和新春9号总淀粉含量的快速增长期明显提前，6个不同品质类型的小麦品种总淀粉含量变化速率的大小与其成熟期总淀粉含量的大小顺序一致。

6个品种总淀粉积累量（图1c）均呈“S”型曲线变化，开花至花后15d增加缓慢，花后15－30d迅速增加，花后30－35d增加又较为缓慢，成熟期总淀粉积累量达到最大值。比较不同品质类型品种的总淀粉积累量可以看出，在花后5d差异不大，但随着灌浆期的推移，不同品质类型品种表现出不同差异。总淀粉积累速率呈抛物线型（图1d）变化，花后20－25d时达到最大的积累速率，不同品质类型品种峰值积累速率的大小顺序依次为强筋型＞中筋型＞弱筋型。

图1 不同品质类型小麦籽粒总淀粉含量的积累动态Fig.1 Dynamic accumulation of starch content in different quality types wheat

2.2 不同品质类型小麦品种籽粒直链淀粉含量的积累动态

由图2a可知，籽粒中直链淀粉含量均呈“S”型曲线变化，花后5－10d增加缓慢，15d后增加迅速，25－35d增幅较小，成熟期达最大值。品质类型间直链淀粉含量在花后5d差异较小，但在花后20d差异最明显，此时弱筋型小麦新春12号直链淀粉含量达到14.29%，而强筋型小麦中作8131只有11%，这一变化趋势与总淀粉含量基本一致。直链淀粉含量变化速率（图2b）最大值出现在花后15－20d，此时，品质类型间的差异表现最为突出，峰值速率由大到小为弱筋型小麦新春12号、弱筋型小麦新春13号、中筋型小麦新春6号、中筋型小麦新春2号、强筋型小麦新春9号、强筋型小麦中作8131。直链淀粉积累量增加与含量增加同步（图2c），花后5－10d直链淀粉少量积累，此后不断增加直至成熟期；不同类型品种直链淀粉积累速率（图2d）均在花后20－25d出现最大值，强筋型小麦新春9号的峰值积累速率最大，其次是中作8131，而中筋型和弱筋型直链淀粉积累峰值相差不大。

图2 不同品质类型小麦籽粒直链淀粉含量的积累动态Fig.2 Dynamic accumulation of amylose content in different quality types wheat

2.3 不同品质类型小麦品种籽粒支链淀粉含量的积累动态

由图3a可见，花后籽粒中支链淀粉含量呈不断上升的变化趋势。不同品质类型品种间支链淀粉含量的差异表现在花后20d最为明显，此时弱筋型小麦新春13号支链淀粉含量达到48.41%，而强筋型小麦中作8131只有36%，这与总淀粉、直链淀粉含量的变化趋势相一致。支链淀粉的含量在成熟期的表现与总淀粉、直链淀粉含量的表现一致，即弱筋型＞中筋型＞强筋型。不同品质类型品种的支链淀粉含量变化速率存在十分明显的差异（图3b），花后15－20d为支链淀粉含量增加速率最快的时期，此时不同类型品种间的差异最为明显，6个品种支链淀粉含量增加速率大小顺序为弱筋型小麦新春13号、弱筋型小麦新春12号、中筋型小麦新春6号、中筋型小麦新春2号、强筋型小麦新春9号、强筋型小麦中作8131。

支链淀粉积累量（图3c）的增加也呈现“慢－快－慢”的趋势，花后5－10d支链淀粉的积累缓慢，之后积累量迅速增加，成熟期支链淀粉积累量达最大值。不同类型品种间支链淀粉积累量在花后5d差异不大，但随着灌浆成熟，表现出不同的差异。支链淀粉积累速率（图3d）在花后20－25d达到最大，花后25－35d积累又开始减慢，成熟期积累量增加至最大值。支链淀粉积累速率峰值大小顺序为强筋型小麦中作8131、强筋型小麦新春9号、中筋型小麦新春6号、中筋型小麦新春2号、弱筋型小麦新春13号、弱筋型小麦新春12号，这与总淀粉、直链淀粉积累速率峰值大小顺序基本一致。

图3 不同品质类型小麦籽粒支链淀粉含量的积累动态Fig.3 Dynamic accumulation of amylopectin content in different quality types wheat

2.4 不同蛋白品质类型小麦品种籽粒直／支链淀粉比例变化趋势

由图4可见，籽粒中直、支链淀粉组成比例随灌浆的进行不断变化，6个品种直链淀粉／支链淀粉比例大致呈“V”型变化趋势，花后直／支比下降，约13 d为“V”型的谷点，13－25d直／支比上升，25d后直／支比变化不大。由此可见，花后13d之前，支链淀粉积累速度快于直链淀粉，直／支比表现为下降趋势，而13d之后直链淀粉积累快于支链淀粉，直／支比增加。小麦籽粒直／支的变化在不同品质类型的品种之间则无明显规律。

图4 麦籽粒直／支比变化Fig.4 Changes of ratio of amylose content to amylopectin content in grains

3 讨论与结论

3.1 小麦籽粒灌浆期间淀粉的变化特征

对于小麦籽粒灌浆期间淀粉含量的变化特征，前人研究多认为淀粉的积累为不断上升的过程，淀粉积累规律呈现出“S”型曲线变化，其峰值多出现在中期［17－18］。支链淀粉的积累速率在开始灌浆后逐渐升高，于花后20d左右达到最大，含量接近最大值；而直链淀粉的积累速率在花后14d持续增大，于花后28d左右达最大，35d含量接近最大值［7－9，19］，这一动态因品种而稍有差异。本试验结果与前人的研究结果基本相同，即6个供试品种籽粒中总淀粉、直链淀粉、支链淀粉积累量均呈“S”型曲线变化，直链淀粉、支链淀粉、总淀粉含量增加速率表现出“慢－快－慢”的趋势，含量增加速率高峰均出现在花后15－20d，直／支比呈“V”型曲线变化。但是淀粉的积累量和积累速率峰值有些差异，这可能是品种和栽培条件的差异所致。

3.2 不同品质类型的小麦籽粒淀粉的积累特征

已有研究对成熟期不同基因型品种的淀粉含量进行了描述［20］，但不同品质类型品种的籽粒淀粉含量差异的研究少有报道。本研究结果表明，不同品质类型的品种籽粒淀粉含量不同。不同品质类型小麦籽粒中总淀粉、直链淀粉、支链淀粉含量以弱筋小麦最高，中筋小麦次之，强筋小麦最低；积累量大小顺序则相反。究其原因，可能是淀粉积累更多地依赖于籽粒库利用和转化底物的能力，不同品质类型小麦籽粒中蔗糖浓度梯度、胚乳中运输系统和合成系统的动力学特性对淀粉积累速率的影响不同［21］。此外，不同类型的小麦品种籽粒淀粉的积累特征不尽相同与淀粉合成关键酶活性的变化也有一定关系［8］。本试验选用6个品种进行试验，还需要选用更多的品种进行深入研究。

本研究揭示了不同品质类型的小麦品种其淀粉含量在籽粒灌浆过程中存在着差异，因而在高产优质栽培中，应根据品种特性和不同加工用途采取适宜的栽培调控措施，使小麦产量和品质得到同步协调提高。

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