玉米自交系籽粒淀粉合成關(guān)鍵酶活性動(dòng)態(tài)變化及其與淀粉積累的關(guān)系.pdf

1、隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，玉米的用途發(fā)生了重大變化，玉米淀粉正從單純用作糧食、飼料逐步向作為工業(yè)及醫(yī)藥等原材料過(guò)渡，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人口的激增及資源的巨大損耗，玉米淀粉的需求量還將大幅增加。深入研究玉米籽粒淀粉形成的生理機(jī)制，對(duì)選育產(chǎn)量更高、淀粉含量更高的玉米新雜交種具有重要意義。本文以?xún)蓚€(gè)高淀粉和兩個(gè)低淀粉玉米自交系為材料，分析了玉米籽?？偟矸邸⒅辨湹矸?、支鏈淀粉及蛋白質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)積累規(guī)律，同時(shí)對(duì)玉米籽粒灌漿過(guò)程中淀粉生物合成關(guān)鍵酶活性

2、的動(dòng)態(tài)變化及其與淀粉(總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉)積累動(dòng)態(tài)的相關(guān)性進(jìn)行討論分析。研究結(jié)果表明： 1.灌漿過(guò)程中4個(gè)自交系籽粒淀粉(總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉)含量變化趨勢(shì)均呈“S”曲線(xiàn)變化。高、低淀粉自交系籽粒淀粉含量不同主要是由于直鏈淀粉含量不同所致，而籽粒支鏈淀粉含量差異較小。但是玉米籽粒灌漿初期直鏈淀粉含量并無(wú)顯著差異，而是在灌漿中后期才逐漸表現(xiàn)出來(lái)，直鏈淀粉合成啟動(dòng)時(shí)間和積累速率的大小最終決定籽粒直鏈淀粉的含量；而支鏈淀

3、粉含量的差異在灌漿初期就已形成，高淀粉自交系支鏈淀粉的初始積累速率比低淀粉自交系大，支鏈淀粉含量與其最大積累速率并沒(méi)有必然聯(lián)系；總淀粉含量也主要取決于初始積累速率的大小，而與最大積累速率關(guān)系不明顯。 2.灌漿過(guò)程中4個(gè)自交系A(chǔ)DPGPPase(腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶)、SSS(可溶性淀粉合成酶)、GBSS(顆粒結(jié)合淀粉合成酶)活性均呈單峰曲線(xiàn)變化，峰值都出現(xiàn)在20～30DAP(授粉后天數(shù))。兩個(gè)高淀粉自交系z(mì)j01和zj03

4、的SBE(淀粉分支酶)活性呈單峰曲線(xiàn)變化，都在20DAP達(dá)到峰值；兩個(gè)低淀粉自交系z(mì)j05和zj10的SBE活性則呈雙峰曲線(xiàn)變化，峰值分別出現(xiàn)在20DAP及30DAP和15DAP及30DAP。 3.灌漿過(guò)程中兩個(gè)高淀粉自交系的SSS和GBSS活性顯著高于兩個(gè)低淀粉自交系。4個(gè)自交系灌漿過(guò)程中SSS活性變化與支鏈淀粉含量變化一致；GBSS活性峰值和最終總淀粉含量一致，均為zj03＞zj01＞zj10＞zj05，ADPGPPase和

5、SBE活性變化與淀粉(總淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉)的積累動(dòng)態(tài)不盡一致，但灌漿前期、中期SBE活性高的自交系最終支鏈淀粉含量高，中后期SBE活性高的直鏈淀粉含量低。 4.4個(gè)自交系籽粒中直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉的積累速率與各自交系灌漿期ADPGPPase、SSS和GBSS的活性變化均呈顯著或極顯著正相關(guān)；除了zj05的SBE活性變化與淀粉積累速率呈顯著正相關(guān)外，其它自交系SBE活性變化與淀粉積累速率相關(guān)性均不顯著。各自交系關(guān)鍵酶

6、活性之間，ADPGPPase、SSS和GBSS三者間活性變化均呈顯著或極顯著正相關(guān)，這3種酶活性變化與SBE活性變化也呈不同程度的正相關(guān)，表明玉米籽粒淀粉的積累主要受ADPGPPase、SSS和GBSS活性的調(diào)控。 5.玉米籽粒最終的蛋白質(zhì)含量主要取決于灌漿后期的回升速率，與前期含量的關(guān)系不明顯；灌漿前期，過(guò)高的蛋白質(zhì)含量將影響淀粉的積累，而成熟期蛋白質(zhì)含量對(duì)淀粉積累的影響不大。灌漿過(guò)程中各自交系蛋白質(zhì)含量與總淀粉、直鏈淀粉、支