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《浙江大学》 2004年
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温度对早籼稻米品质影响的淀粉理化基础与代谢特征研究

钟连进  
【摘要】: 本研究以田间异季栽培试验为基础,利用人工气候箱(PGV-36型,CONVIRON)设高温(日均温度32℃)和适温(日均温度22℃)两个典型温度处理,在日温差、光照、相对湿度等因素完全一致的条件下,系统地研究了水稻灌浆结实期不同温度对早籼稻米淀粉的DSC热力学特性、RVA粘滞性、晶体结构、淀粉链长分布等理化指标的影响及其品种类型间的差异,并分析了水稻籽粒淀粉合成代谢过程中几个关键酶的温度效应特征及其与稻米淀粉合成和积累的关系。主要研究结果如下: 1.灌浆结实期温度对早籼稻米直链淀粉含量与胶稠度的影响品种类型间存在着明显的差异,与适温处理相比,高温处理下中低直链淀粉含量类型品种——浙辐49和嘉早935的直链淀粉含量明显下降,而高直链淀粉含量类型品种——广陆矮4号和嘉育353表现与之相反或相对较为稳定;与直链淀粉含量这一品质指标类似,高温下稻米的胶稠度中低直链淀粉含量类型品种有所变长,而高直链淀粉含量品种略有下降或表现为对温度的反应不敏感。 2.灌浆结实期不同温度处理下早籼稻米淀粉的热力学特性、粘滞特征和晶体结构均存在着一定差异。具体表现为:高温处理下的稻米淀粉,在DSC特征参数中的糊化起始温度(T_o)、峰值温度(T_p)、终结温度(T_c)和糊化焓(ΔH)均明显高于适温处理下的样品,普遍表现出难以糊化的基本特性;在X-衍射反映的晶体结构特征上,表现出相对结晶度上升、晶胞结构致密、18°2θ位置的尖峰增高等现象;而灌浆结实期温度对早籼稻米淀粉RVA谱的影响主要表现在RVA曲线的“尾部”,即冷胶粘度(CPV)、回复值(SB)和消减值(CT)下降,这是不同类型品种在高温处理下淀粉RVA谱上表现出的共同特征。 3.灌浆结实期温度对稻米淀粉的链长分布、分子聚合度和淀粉粒的粒径大小也有着不同程度的影响。高温处理下的稻米淀粉,支链淀粉组分中的长B链(FrⅡ-1)比例有所下降,其平均分子聚合度也有所减小,而中等B链(FrⅡ-2)所占的比例则有所上升,其余淀粉组分的比例及其平均分子聚合度在不同温度处理下的变化规律则不明显。不同品种类型间虽然存在着一定的差异,但变化规律 基本一致;灌浆结实期温度明显影响淀粉粒的粒径大小,表现为高温处理下,直 径大于7协m的大淀粉粒明显增多,而直径小于4林m的小淀粉粒明显减少。小 粒径(4林m)淀粉粒所占的比例越低,稻米淀粉的相对结晶度越高。 4.灌浆结实期温度对早釉水稻籽粒淀粉积累动态及其相关酶活性有显著影 响。在籽粒灌浆初期,高温处理下籽粒中的蔗糖含量、淀粉含量及蔗糖合成酶 (suerose synthase,55)、ADpG焦磷酸化酶(ADp一glueose pyrophosphorylase, AGPP)、可溶性淀粉合成酶(Soluble Starch Synthase,555)、颗粒结合型淀粉合成 酶(Granule一bound Stareh Synthase,GBSS)、淀粉分支酶(Starch Branching Enzyme, SBE)的活性均不同程度地高于适温处理,而在灌浆中后期,不同温度下籽粒中 有关酶的活性变化与蔗糖含量、淀粉含量间的关系相对较为复杂;水稻籽粒灌浆 过程中不同温度处理下籽粒中的55、555活性差异与其淀粉积累过程的变化特 征基本吻合,且55、555对温度影响的反应较AGPP敏感,可能是温度对籽粒 中的淀粉合成代谢过程产生调控的重要位点;水稻灌浆结实期不同温度处理下直 链淀粉占总淀粉比率与GBSS活性有着较为密切的联系,高温处理下直链淀粉 占总淀粉比率比适温处理明显降低的品种如浙辐49和嘉早935,其GBSS的活 性也明显降低,而高温处理下直链淀粉占总淀粉比率升高或相对稳定的品种样 品,其灌浆结实期的GBSS活性也表现出比适温处理的GBSS活性有所升高或 保持相对稳定,不同温度处理间的直链淀粉占总淀粉比率差异在很大程度上与 水稻籽粒灌浆过程中的GBSS活性高低有关:5种酶相比,不同温度处理下籽粒 中的直链淀粉占总淀粉比率间差异与GBSS活性变化之间的关系最为密切,而与 55、AGPP、555和SBEI旬关系均不甚明显。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S511.21

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【参考文献】
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