糯玉米淀粉糊化和回生特性对灌浆结实期高温胁迫的响应及其机理

谷类作物淀粉品质改良是当前研究热点，糯玉米淀粉由于wx基因突变造成直链淀粉缺失，研究其淀粉理化特性及其对品质的影响具有独特的作用。灌浆结实期高温胁迫是糯玉米生产中的主要逆境之一。本研究以我国近年来育成的糯玉米新品种为材料，研究其籽粒产量及淀粉糊化和回生特性对灌浆结实期高温（35℃）胁迫响应的基因型差异，并分析灌浆结实期不同阶段高温胁迫对产量及淀粉糊化和回生特性的影响，同时从淀粉结构（晶体结构、淀粉颗粒形态和大小、长短链比例）和组成（蛋白质、脂肪、淀粉和微量元素含量）上阐明淀粉糊化和回生特性发生变化的相应机理。在大田生产上，结合气候条件开展不同播期试验，明确产量及淀粉糊化和回生特性在不同播期处理下的变化特征，明确灌浆结实期环境条件对籽粒产量及淀粉糊化和回生特性的影响，确定适宜播期，为糯玉米淀粉品质改良和高产优质栽培提供理论和技术支撑。

项目明确了糯玉米籽粒产量与淀粉糊化和回生特性对灌浆结实期高温胁迫的响应及机理。灌浆结实期高温使籽粒每穗粒数减少、粒重降低，进而导致减产。灌浆结实期高温胁迫使籽粒淀粉中大淀粉粒（直径>17µm）比例增加，碘结合力升高，导致峰值黏度、崩解值和回生值下降，糊化（胶凝）温度升高，但不同品种对灌浆结实期高温胁迫响应有显著基因型差异。高温胁迫使成熟期糯玉米籽粒中淀粉含量和结晶度降低，蛋白质含量、淀粉平均粒径和碘结合力升高，峰值黏度和崩解值下降，糊化（胶凝）温度和回生值升高，且籽粒建成期（1-15 DAP）高温胁迫影响较大。灌浆结实期不同阶段高温胁迫处理下，糯玉米淀粉峰值黏度在11-20 DAP处理下的降幅最大，糊化（胶凝）温度在不同处理下均有所升高，且以全生育期高温胁迫下最高，而回生值对不同阶段高温响应不一。对鲜食糯玉米而言，后期（11-20DAP）高温处理下籽粒灌浆速率较快，导致淀粉含量、淀粉粒平均粒径和结晶度增加，峰值黏度升高，但回生值亦相应增加，因此高温条件下鲜食糯玉米应提早收获。高温胁迫条件下糯玉米籽粒灌浆进程加快，前期蛋白质和可溶性糖含量较低，淀粉含量较高，但成熟期则相反。峰值黏度和崩解值对照条件下随着灌浆进程逐渐升高，高温条件下则先升后降。各时期的碘结合力和淀粉粒平均粒径均表现为高温处理下较高，随着灌浆进程前者逐渐下降，而后者逐渐升高，籽粒的回生值不同时期均表现为高温处理下较高。不同播期处理下籽粒产量、鲜食期和成熟期糯玉米糊化和回生特性、淀粉碘结合力和淀粉粒分布品种间表现不一，生产中应根据品种特性和生产目标来确定适宜播期，一般情况下春播应适当提早，夏播应适当推迟，在保证产量的同时改善品质。经过课题组成员3年的努力，已经圆满地完成项目目标任务书规定的各项任务。项目发表了23篇研究论文，其中9篇被SCI收录（其中3篇已接受待发表），培养硕士研究生3名。