收藏本站
《河南农业大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

不同蛋白质含量小麦品质特性对氮肥的响应及其生理机制

张美微  
【摘要】:本研究采用大田和盆栽试验相结合的方式进行。大田试验以河南省当前推广的10个蛋白质含量存在差异的小麦品种(6个高蛋白质含量品种和4个低蛋白含量品种)为材料,在郑州、南阳和信阳3个地点,设置4个氮肥水平(0、120、225和330 kg/hm~2),系统分析了基因型、环境和不同氮肥水平对小麦产量、氮肥利用效率和品质性状的影响。盆栽试验以大田试验中2个蛋白质含量差异显著的小麦品种(高蛋白质含量品种宛麦16和低蛋白质含量品种洛麦24)为材料,设置3个氮肥水平(0、120和330 kg/hm~2),系统研究了氮肥水平对小麦灌浆期GS基因表达水平、GS酶活性和籽粒蛋白质、GMP含量的积累动态的影响。两个试验相结合,旨在探讨氮代谢的分子和生理机制、氮代谢与籽粒品质形成的关系及其对氮肥水平的响应,为小麦高产和品质调优以及氮肥高效运筹提供理论依据。主要研究结果如下:一、环境和基因型对小麦籽粒产量和品质的调控效应品种、地点和氮肥对小麦籽粒产量、氮肥利用效率、营养品质和加工品质均有显著的影响,且存在显著的互作效应;其中,籽粒产量、氮肥利用效率、淀粉含量和特性受地点调控效应较大,蛋白质、球蛋白、醇溶蛋白和麦谷蛋白的氮肥效应最大,而面粉粉质特性和清蛋白含量则主要受品种遗传特性的控制。此外,小麦籽粒中氨基酸及组分含量也受3个因子及其互作效应的显著影响,而氨基酸评价值EAAI和PDCAAS受品种和氮肥水平主效应以及品种×地点和地点×氮肥互作效应的显著影响。在3个因素中,环境对小麦籽粒氨基酸含量和组成的调控效应远大于基因型;其中,地点对小麦籽粒中赖氨酸、苏氨酸、异亮氨酸和EAA含量的影响最大,而亮氨酸、苯丙氨酸、TAA则受氮肥水平的调控效应最大。因此,在小麦品种改良和栽培管理中应充分考虑实际生产中各因子的调控效应,以实现小麦优质高效的生产目标。二、不同类型小麦品种产量和氮肥利用效率的差异及其对施氮水平的响应小麦产量在两种品种类型间无显著差异,但低蛋白质含量品种的氮肥农学利用效率显著高于高蛋白质含量品种。增施氮肥显著提高了籽粒产量,但却显著降低了氮肥偏生产力和农学利用效率。综合产量和氮肥利用效率,3个地点在施氮量为120kg/hm~2可使两类小麦品种获得高产。从产量构成因素看,增施氮肥条件下小麦产量的提高主要是由穗数和穗粒数的增加造成的。此外,不同类型小麦品种在花后籽粒干物质积累和灌浆速率方面亦存在差异,这是导致籽粒蛋白质含量差异的根本原因。三、不同类型小麦品种籽粒氨基酸组成的差异及其对氮肥水平的响应高蛋白质含量品种具有较高的必需氨酸组分含量、EAA、TAA和EAAI,且在南阳点差异均达到显著水平,而信阳点仅赖氨酸和苏氨酸的差异达到显著水平。增施氮肥显著提高了籽粒中各氨基酸组分的含量,但使EAAI和PDCAAS显著下降;其中,低蛋白质含量小麦品种具有较高的氮肥利用效率。综合各氨基酸组分含量和评价指标可得,南阳和信阳分别在施氮肥为225 kg/hm~2和120 kg/hm~2条件下获得了较高的籽粒营养品质。四、氮肥水平对小麦籽粒蛋白质和淀粉含量及加工品质的影响提高氮肥水平可显著促进籽粒中蛋白质及其组分和GMP含量,氮肥主要促进了醇溶蛋白和麦谷蛋白的提高。不同类型小麦品种对氮肥的响应存在差异,氮肥对麦谷蛋白和GMP的调控效应表现为HPCLPC,这也是在一定施氮量条件下HPC蛋白质含量高于LPC的根本原因。增施氮肥降低了总淀粉、直链淀粉和直/支比例。此外,增加氮肥水平显著延长了面团形成时间和稳定时间,提高了粉质质量,但降低了各黏度参数和面粉白度。本试验条件下,郑州和南阳点施氮量为225 kg/hm~2,信阳点施氮量为120 kg/hm~2可获得较高的小麦面粉加工品质。因此,综合考虑小麦产量、营养和加工品质可知,郑州和南阳高产优质高效的氮肥水平为225 kg/hm~2,而信阳在120 kg/hm~2的氮肥水平下即可达到此生产目标。五、氮肥水平对不同类型小麦品种花后氮代谢影响盆栽试验表明,小麦籽粒中蛋白质和GMP含量在灌浆期呈“高-低-高”的变化趋势;2品种相比,宛麦16籽粒蛋白质含量明显高于洛麦24。较高的施氮水平更有利于高蛋白质含量品种宛麦16籽粒中蛋白质和GMP合成,而对于低蛋白质含量品种洛麦24来说,较低的施氮量即可以达到同样的效果。花后小麦旗叶和籽粒中GS酶活性随着灌浆进程而逐渐下降,灌浆前期下降缓慢,而后期下降迅速。宛麦16比洛麦24具有较高的GS酶活性。氮肥均提高了旗叶和籽粒中GS酶活性,且这种作用主要体现在灌浆前期,灌浆后期逐渐减弱。花后旗叶和籽粒中GS1和GS2基因表达水平与GS酶活性相似,即随灌浆进程逐渐下降。与施氮处理相比,不施氮诱导了2个基因的表达;两施氮处理相比,高氮处理(N330)显著提高了开花期和灌浆前期,旗叶和籽粒中GS2基因表达水平,和籽粒中GS1基因表达水平。2品种相比,宛麦16旗叶和籽粒中GS2基因的表达量在开花期和灌浆前期是洛麦24的1.5-3.3倍。这说明,缺氮诱导了旗叶和籽粒中GS1和GS2基因表达,高氮水平显著提高了2基因表达;籽粒中蛋白质含量主要受GS2基因的调控,这是宛麦16具有较高蛋白质含量的分子基础。
【学位授予单位】:河南农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:S512.1

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘庆刚,刘付勤;禽中珍品——蓝光鸠[J];农村百事通;2002年19期
2 杨正坤;王秀丽;龙施华;郝再彬;单展展;周菲菲;;考马斯亮蓝染色法测定大豆茎叶中蛋白质含量[J];湖北农业科学;2012年20期
3 ;愿为省内各地承担快速测定稻种蛋白质含量[J];湖南农业科学;1981年01期
4 谢善勤;;介绍一种“浮动蛋白质含量”的蛋鸡饲喂法[J];家禽;1981年03期
5 ;超级营养小麦[J];新农业;1983年14期
6 胡桂娟;蛋白质含量的计算[J];山东果树;1984年02期
7 刘洪滨,沈家驹;D_(56)——一个蛋白质含量较高的水稻新资源[J];作物品种资源;1984年01期
8 ;提高小麦蛋白质含量的土壤管理措施[J];福建农业科技;1973年08期
9 陈锦清;水稻品种间蛋白质含量差异及其环境的影响[J];浙江农业大学学报;1986年02期
10 黎永献;裴迪;;大米蛋白质含量快速测定的“地区性”应用(简报)[J];西南农业大学学报;1989年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苌收伟;程玉红;秦广雍;苏明杰;;离子束辅助大豆基因群导入小麦的研究[A];2003年全国作物遗传育种学术研讨会论文集[C];2003年
2 朱新开;易媛;董召娣;郭文善;李春燕;封超年;彭永欣;;蛋白质含量不同小麦品种氮素吸收利用差异研究[A];第十五次中国小麦栽培科学学术研讨会论文集[C];2012年
3 娄峰阁;浦栋;冯海英;李继媛;;不同产地鲜奶中蛋白质含量的测定与分析[A];第十五届中国科协年会第8分会场:环境科技创新与生态环境建设研讨会论文集[C];2013年
4 廖平安;靳文奎;郭春强;黄全民;;离子注入法转大豆DNA小麦蛋白质含量改变的研究[A];全国作物生物技术与诱变技术学术研讨会论文摘要集[C];2005年
5 罗小兵;曹建华;安竹;王芳汀;曹养书;彭秀峰;何庆福;宣朴;瞿世洪;;核反应技术在高蛋白谷物选种中的应用[A];第十一届全国核物理大会论文集[C];2000年
6 刘晓冰;金剑;张秋英;杨恕平;王光华;;产量和蛋白质含量不同的春小麦生理特性比较[A];作物科学研究理论与实践——'2000作物科学学术研讨会文集[C];2001年
7 董洁;穆利霞;廖森泰;邹宇晓;刘军;施英;刘凡;沈维治;;家蚕发育过程中蛋白质及氨基酸的变化规律研究[A];全国家(柞)蚕资源高值化利用学术研讨会论文集[C];2013年
8 谢新华;肖昕;李晓方;李元瑞;;单粒糙米蛋白质含量的近红外分析数学模型[A];2006年中国机械工程学会年会暨中国工程院机械与运载工程学部首届年会论文集[C];2006年
9 张学成;信式祥;吴元周;谭桂英;;小球藻大面积养殖的几个问题[A];中国藻类学会第十一次学术讨论会论文摘要集[C];2001年
10 刘萍;齐付国;常云霞;丁义峰;韩德果;祁喜涛;赵乐;李明军;;氨苄西林对小麦产量和品质因素的影响[A];2005年全国植物生长物质研讨会论文摘要汇编[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王文嫣 刘建辉;方便面国标蛋白质含量超牛奶两倍[N];江苏经济报;2008年
2 王文;提高小麦蛋白质含量[N];农民日报;2001年
3 ;鱼料的最适蛋白质水平[N];云南科技报;2004年
4 钟河雯;方便面新国标出台 厂家发愁市场反应平静[N];经理日报;2008年
5 ;钙、铁、蛋白质 方便面都不少[N];医药导报;2008年
6 谢昌民 安黎霞;“蛋黄”不够标准,不能叫“派”[N];山西日报;2006年
7 李兆新;鱼料的最适蛋白水平[N];山东科技报;2003年
8 邱泽森 李旭;澳大利亚的小麦[N];粮油市场报;2001年
9 本报记者  唐夏;蛋黄派的蛋白质迷局[N];中国消费者报;2006年
10 孟刚;方便面新标准:朝营养健康发展[N];大连日报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 张美微;不同蛋白质含量小麦品质特性对氮肥的响应及其生理机制[D];河南农业大学;2015年
2 胡喜贵;关切小麦加工和营养品质的1Ay和NAM位点的种质资源鉴定及利用研究[D];四川农业大学;2013年
3 黄劲松;基于蛋白组学的蕨菜品质变化调控机理研究[D];南京农业大学;2014年
4 罗小兵;用于测定谷物中蛋白质含量及深度分布的核分析方法研究[D];四川大学;2006年
5 葛国科;稻米蛋白质含量的发育遗传及其与其它品质性状间的条件相关性分析[D];浙江大学;2006年
6 关二旗;区域小麦籽粒质量及加工利用研究[D];中国农业科学院;2011年
7 潘洁;小麦生长模拟与决策支持系统的研究[D];南京农业大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨宜豪;水稻精米蛋白质含量QTLqPC-10精细定位和候选基因分析[D];扬州大学;2016年
2 薛杨;控制稻米蛋白质含量QTLqPC-8的初步定位[D];扬州大学;2016年
3 石吕;水稻精米蛋白质含量与稻米品质变化的关系[D];扬州大学;2017年
4 李会珍;生态环境与栽培因素对小麦品种蛋白质含量的影响[D];山西农业大学;2001年
5 吴朝晖;不同肥料N、P、K配比对饲用稻产量和蛋白质含量的影响[D];湖南农业大学;2002年
6 周丽慧;水稻种子蛋白质含量的变异及其遗传研究[D];扬州大学;2008年
7 黄星;蛋白质含量选择对水稻杂种后代品质和产量性状及遗传多样性的影响[D];东北农业大学;2009年
8 李科;不同蛋白质含量水稻氮代谢特性及调控研究[D];湖南农业大学;2001年
9 周黎明;利用RIL群体进行小麦蛋白质含量和其它品质性状的相关分析[D];山东农业大学;2013年
10 唐文义;大豆品种及处理措施与豆浆品质关系研究[D];东北农业大学;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026