不同Wx蛋白亚基型小麦籽粒淀粉结构形成特性及其氮素调控

小麦淀粉的分子结构决定淀粉特性和品质，前人关于不同Wx基因变异影响小麦籽粒直链淀粉合成的研究报道较多，对支链淀粉合成、淀粉结构及相关酶基因表达的影响研究报道较少。本项目选用不同Wx蛋白亚基型小麦为材料，探索不同Wx亚基组合对支链淀粉合成、淀粉晶体结构和支链淀粉精细结构形成及淀粉理化特性的影响；探明不同Wx基因组合对淀粉酶基因表达起始时间、表达量的影响；分析酶基因表达与淀粉合成和结构形成的关系；从籽粒蔗糖降解与淀粉合成途径上分析糯小麦籽粒充实不良的生理原因，研究氮素对淀粉结构和有关酶基因表达的调控效应，明确Wx基因对改善小麦籽粒淀粉品质的作用，提出改善小麦籽粒淀粉品质、增加产量的调控途径与主要技术，对丰富小麦籽粒淀粉形成规律、改良籽粒淀粉品质提供理论依据。

1、明确了不同Wx蛋白亚基型小麦品种籽粒中直链淀粉含量高低表现为单个Wx蛋白亚基缺失体＞两个Wx蛋白亚基缺失体＞三个Wx蛋白亚基缺失体；明确了支链淀粉含量以及总淀粉含量、可淀粉性总糖与蔗糖含量在不同间Wx蛋白亚基型小麦品种的差异。.2、探明了不同Wx蛋白亚基型小麦品种籽粒中直、支链淀粉、短链及中长链的分子量分布范围，明确了不同类型小麦短链、中长链分布排序；分析了籽粒淀粉的相对结晶度大小与直链淀粉含量和短链含量具有极显著的负相关性，与中长链含量具有极显著正相关性；探明了不同Wx蛋白亚基型小麦籽粒淀粉直链淀粉含量与A型、B型、C型淀粉粒体积、数目、表面积间的关系。.3、阐明了不同Wx蛋白亚基型小麦品种学淀粉与面粉理化特性间差异，两者结晶类型仍然为A型。明确了不同Wx蛋白亚基型小麦籽粒淀粉及面粉在膨胀、透光度、热焓值△H、回生度间的差异。.4、分析了不同Wx蛋白亚基型小麦品种籽粒淀粉结构与淀粉理化特性的关系，明确了小型淀粉粒的体积分布比越高，中长链的分子量分布和结晶度就越高，淀粉微晶束结构被打破所需要的热量越高，糊化过程的吸水能力增强，且不容易回生。.5、 阐明了缺失不同Wx蛋白小麦籽粒中GBSSI基因相对表达量、GBSS活性、直链淀粉积累量均表现为：正常型>缺A型>缺D型>缺B型>缺AB型>缺ABD型；明确了AGPase1、SSSIII、GBSSI、SBEI基因相对表达量与AGPP、GBSS、SSS、SBE酶活性峰值、直、支链及总淀粉积累速率呈显著或极显著正相关性。表明AGPase1、SSSIII、SBEI基因可能主要通过转录水平控制籽粒淀粉的合成，而GBSSI基因可能主要通过转录后水平控制籽粒直链淀粉的合成。.6、明确了氮肥对小麦籽粒淀粉形成具有调控效应。籽粒中淀粉合成酶基因相对表达量、酶活性在施氮量为150kg hm-2～210kg hm-2范围时，随着施氮量的增加，均呈上升趋势；长B链 、中等B链均表现出下降趋势，短B链和A链呈上升趋势；相同的施氮量水平下，当追施氮肥适当前移时，籽粒中上述指标值增加。施氮处理小麦籽粒淀粉润胀力、溶解度均要大于不施氮处理，不同施氮量之间变化不明显。热焓值△H以施N量180kg/ha处理最低，淀粉回生度大小随着施氮量的增加呈下降趋势。