小麥及其近緣屬種籽粒淀粉特性、燕麥籽粒淀粉生物合成研究.pdf

1、淀粉是禾谷類作物種子的主要成分，為人類、動物和工業(yè)生產(chǎn)提供營養(yǎng)和原材料。小麥?zhǔn)俏覈饕募Z食作物之一，對其品質(zhì)的改良具有重要的應(yīng)用價值。燕麥作為世界六大作物之一，具有很高的商業(yè)用途。本文通過對小麥及其近緣屬種的不同類型的淀粉粒的形態(tài)、組成和理化性質(zhì)的研究，分析各基因組間不同類型淀粉粒特性。對燕麥種子發(fā)育過程中淀粉粒發(fā)育和淀粉合成酶相關(guān)基因的表達(dá)模式研究，分析燕麥淀粉粒的特性以及淀粉合成途徑。
　　一、小麥及其近緣屬種淀粉粒形態(tài)學(xué)、

2、組成和理化特性研究
　　1、分析了六份二倍體小麥、兩份四倍體小麥和三份六倍體小麥的A型淀粉粒和B型淀粉粒形態(tài)、大小和分布及百分含量。A型和B型淀粉粒平均直徑在各基因組間差異不大，百分含量存在明顯差異。其中擬斯卑爾脫山羊草的兩份材料A型淀粉粒含量高達(dá)44.2％和45.1％。
　　2、分析了不同倍性小麥材料A型和B型淀粉粒直鏈淀粉和總淀粉含量、支鏈淀粉鏈長分布。結(jié)果顯示，相比于四倍體和六倍體材料，二倍體材料總淀粉含量較低;在烏拉

3、爾圖小麥、擬斯卑爾脫山羊草、硬粒小麥和六倍體小麥中，A型淀粉粒的直鏈淀粉含量高于B型淀粉粒;相對于B型淀粉粒，A型淀粉粒支鏈淀粉鏈長分布含有較多的B2和B3鏈（DP≥25），而含有較少A鏈(DP＜12)。A型和B型淀粉粒支鏈淀粉鏈長分布在不同基因組間不一致。
　　3、分析了不同倍性小麥材料A型和B型淀粉粒熱力學(xué)性質(zhì)。結(jié)果顯示，不同倍性小麥材料B型淀粉粒淀粉糊化溫度范圍相比于A型淀粉粒更廣;擬斯卑爾脫山羊草TA1790、節(jié)節(jié)麥TA2

4、402、斯卑爾脫小麥和中國春糊化溫度(Tp)在A型和B型淀粉粒間沒有顯著差異，其余供試材料B型淀粉粒Tp高于A型淀粉粒;烏拉爾圖小麥和普通小麥B型淀粉粒淀粉具有更高的糊化焓(△Hgel)。各倍性小麥材料中A型淀粉粒淀粉的老化率高于B型淀粉粒。
　　二、燕麥種子發(fā)育過程中淀粉粒發(fā)育和淀粉合成酶相關(guān)基因的表達(dá)模式研究
　　1、通過掃描電鏡觀察，分析了3個燕麥品種在種子發(fā)育和萌發(fā)過程中的淀粉粒形態(tài)變化。在燕麥種子發(fā)育早期（6天之前

5、），淀粉主要出現(xiàn)在種皮中，可以清晰地觀察到A型和B型淀粉粒。胚乳中沒發(fā)現(xiàn)A型淀粉粒，說明燕麥種皮和胚乳中淀粉合成途徑不同。開花后10d復(fù)合淀粉粒出現(xiàn)，而開花后12d后，復(fù)合淀粉體逐漸變大并很容易破裂成不規(guī)則或者多邊形的淀粉粒。燕麥種子萌發(fā)后8天可以觀察復(fù)合淀粉粒內(nèi)部有生長環(huán)，說明多邊形淀粉粒內(nèi)部結(jié)構(gòu)類似于小麥等麥類作物的A型淀粉粒。
　　2、分析了3個燕麥品種在種子發(fā)育中直鏈淀粉含量、支鏈淀粉鏈長分布和熱力學(xué)性質(zhì)。隨著種子的發(fā)育，

6、直鏈淀粉含量、B2鏈的百分含量，糊化溫度和老化率隨著種子的發(fā)育逐漸增加，然而短鏈A鏈百分含量逐漸減少。由于遺傳背景和來源不同，三個燕麥品種在淀粉結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)存在差異。
　　3、應(yīng)用實時熒光定量PCR，分析了3個燕麥品種在種子發(fā)育過程中淀粉合成酶相關(guān)基因的表達(dá)模式。檢測的淀粉合成酶相關(guān)基因根據(jù)其在種子發(fā)育過程中基因相對表達(dá)量的變化，可以分為三組。第一組包括AGP-L、AGP-S、GBSSⅠ、SSⅠ、SSⅡ、SSⅢ、SBEⅡb和

7、ISA等8個基因。這些基因在淀粉發(fā)育早期具有較高的基因表達(dá)量，在開花后15天基因表達(dá)量達(dá)到最大值，然后隨著種子發(fā)育基因表達(dá)下降。第二組包括SBEⅠ、和PUL，這些基因在種子發(fā)育早期（開花后9天）基因表達(dá)量最低，開花后15d基因表達(dá)迅速增加達(dá)到最大值，然后隨著種子發(fā)育基因表達(dá)量逐漸降低，到種子成熟時基因表達(dá)量達(dá)到最低值。第三組包括SSⅣ和SBEⅡa，這三個基因在整個種子發(fā)育過程中，基因表達(dá)量都較低。在種子發(fā)育早期第一組所有基因相對于其他兩