全 文 ：应 用 生 态 学 报 !∀ 年 # 月 第 #∃ 卷 第 # 期
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基因型与生态环境对小麦籽粒品质与
蛋白质组分的影响 ‘
荆 奇 姜 东 戴廷波 曹卫 星 ’ ‘
南京农业大学农业部作物生长调控重点开放实验室 , 南京 # :;!
【摘要+ 通过 年 ∀ 点试验 , 研究了 ∃ 个小麦 界充介< = > 6?7 ≅Α< Β !品种 品系!籽粒品质性状和蛋白质组
分含量的变异 8 结果表明 , 籽粒品质和蛋白质组分在基因型间存在较大的差异 Χ 根据小麦籽粒品质的综合
性状 , 可将 ∃ 个小麦品种 品系!分为 9 组不同的品质类型 8 在本试验点的生态环境条件下 , 基本以中筋及
弱筋小麦为主 Χ 生态环境对小麦籽粒的容重 、沉降值 、湿面筋含量 、蛋白质含量 、赖氨酸含量与蛋白质组分
含量均有极显著的影响 , 而面筋指数 、淀粉含量和直链淀粉含量对环境反应不敏感 8 适宜的生态环境条件
有利于形成合理的谷蛋白Δ 醇溶蛋白比 , 面粉面筋质量好 8 基因型与生态环境的互作对小麦籽粒品质 , 谷蛋
白与醇溶蛋白及两者的比值有显著影响 , 对球蛋白影响不大 , 而面粉蛋白质含量 、面筋含量 、沉降值及千粒
重主要受基因的表达和环境的独立影响 8 蛋白质组分含量在基因型 间和环境间的变化与小麦籽粒烘烤品
质密切相关 8
关键词
文章编号
小麦 籽粒品质 蛋白质组分 基因型 环境
# # 一 : ∀ ∀ ∀ !# 一 # 9 ∃ : 一 ; 中图分类号 ; ; # 8 # # 文献标识码 /
) Ε6 Φ 7? = Ε Γ 6Η = 7Ιϑ 6 > Η Κ 6Η Α ΛΜ = Η Β 6 Η 7 = Η Ν Ο6 >7 Γ Μ > ΛΗ Π < > ≅Λ7Ι > Η Κ ϑ Μ = 76 ΛΗ Φ = Β ϑ = Η 6 Η 7? · +∋( 4 Θ Λ, +∋/ ( 4 阮 Η Γ ,3 / ∋ Ρ 又Η Γ Σ= , %/ , Τ 6ΛΥ ΛΗ Γ 从、ς> 反刀石 7= 卿 =Ε 〔!飞!1 4 Μ= Ω“为 尺昭祝勿7Λ= , , , 从 , , Λ? 7ΜΙ =Ε / 召丫Λ‘< ≅7 < Μ6 , (> Ξ少Λ,茗月罗户ΛΦ < ≅7< 卿 场 ΛΨ Λ7Ι , (> ,口Λ叮 # : ; , 以Λ, , > !一%Ο ΛΗ · + · 八却 Ω · ) 八兄 、 , ∀ , #∃ # ! Ζ #9 ∃ : 一 # 9; ∀ ,Ρ Ο 6 Α > ΜΛ> 7Λ= Η ? = Ε Γ Μ> ΛΗ Π < > ≅Λ7Λ6? > Η Κ ϑΜ= 76 ΛΗ Φ= Β ϑ = Η 6 Η 7? = Ε ∃ Ν Ο6 > 7 界落艺ΩΦ < 脚 口进巧才Λ洲脚 ! Α > Μ Λ6 7Λ6? Ν 6 Μ 6 ?7 < Κ Λ6Κ
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ΛΗ >≅≅ 7Ο6 Π < > ≅Λ7Ι 6 Ο> Μ > 6 7 6 Μ ? > Η Κ ϑ Μ= 76 ΛΗ 6 = Β ϑ = Η 6Η 7? 8 Ρ Ο6 ∃ Ν Ο6 > 7 Α > Μ Λ6 7Λ6? Ν 6Μ 6 Κ ΛΑ ΛΚ 6 Κ ΛΗ 7 = 9 Γ Μ= < ϑ ? ΣΙ 6= Β ∴
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6 Η Α ΛΜ = Η Β 6 Η 7 8 Ρ Ο6 Μ >7 Λ= Η > ≅1 Μ = 1= Μ 7Λ= Η = Ε Γ ≅< 76 Η ΛΗ 7= Γ ≅Λ> Κ ΛΗ 6 = < ≅Κ Σ 6 Ε= ΜΒ 6 Κ < Η Κ 6 Μ 1Μ= 16 Μ 6Η Α ΛΜ= Η Β 6 Η 7? 8 Ρ Ο6 6 Ε∴
Ε66 7? =Ε Γ 6 Η = 7Ιϑ 6 火 6 Η Α ΛΜ = Η Β 6 Η 7 Ν 6 Μ 6 ?ΛΓ Η ΛΕΛ6 > Η 7 = Η Γ Μ > ΛΗ Π < > ≅Λ7Ι , 6= Η 76Η 7? = Ε Γ ≅< 76 Η ΛΗ > Η Κ Γ ≅Λ> ΚΛΗ > Η Κ 7Ο 6 ϑ Μ= ∴
卯Μ ΜΛ= Η = Ε Γ ] < 76Η ΛΗ 7 = Γ ≅Λ> Κ ΛΗ , Ν Ο Λ≅6 Η = 7 = Η Γ ≅= Σ< ≅ΛΗ 8 4 6 Η = 7即 6 > Η Κ 6 Η Α ΛΜ= Η Β 6Η 7 Ο > Κ Β = Μ 6 6 ΕΕ6 6 7? = Η Η = < Μ ϑΜ= 7 6 ΛΗ
6 = Η 76 Η 7 , Γ ≅< 76 Η 6 = Η 76 Η 7 , ? 6Κ ΛΒ 6Η 7> 7Λ= Η Α >≅< 6 > Η Κ # 一⊥6 Μ Η 6 ≅ Ν 6 ΛΓ Ο 7 7 Ο> Η Γ 6 Η = 7即6 火 6 Η Α ΛΜ = Η Β 6 Η 7 8 Ρ Ο 6 Κ ΛΕΕ6 Μ ∴
6 Η 6 6? = Ε ϑΜ= 76 ΛΗ 6 = Β ϑ = Η 6Η 7? > Β = Η Γ Γ 6Η= 7Ι ϑ 6? > Η Κ 6 Η Α ΛΜ= Η Β 6Η 7? Μ6 Η 6 67 6 Κ 7Ο6 Α > Μ Λ> 7Λ= Η = Ε Γ Μ > ΛΗ Σ> ⊥ΛΗ Γ Π < > ≅Λ7Ι ΛΗ
Ν Ο6 > 7 8
_ 6 Ι Ν = Μ Κ? Τ Ο 6 >7 , 4 Μ > ΛΗ Π < > ≅Λ7Ι , 1Μ = 76 ΛΗ 6 = Β ϑ = Η 6 Η 7? , 4 6 Η = 7Ιϑ 6 , ) Η Α ΛΜ = Η Β 6 Η 7 8
# 引 言
小麦籽粒品质性状同时受基因型 、环境以及二
者互作的影 响仁 , ∀ , ’, ”, ’, 川 8 在小麦籽粒各品质性状
与环境互作的研究中 , 对籽粒蛋白质含量变化的研
究最多 , 而对籽粒淀粉及其组分含量 、蛋白质组分含
量变化的研究较少 8 谷蛋白 、醇溶蛋白含量及其比例
与面粉面团的流变学特性密切相关【∃ , ’, ’。〕8 国内一
些学者对我国北方主要麦区小麦的品质性状进行了
研究 , 而对南方麦区小麦籽粒品质性状的系统评价
及其基因型与环境效应的研究较少 8 本研究选用有
代表性的 ∃ 个小麦品种 系 ! , 系统地分析了小麦籽
粒主要品质性状的基因型差异 , 进一步探索了环境
及基因型与环境的互作对籽粒品质 、蛋白质组分及
面粉烘烤品质的影响 , 为优质专用小麦的选育及 区
划种植 , 提供理论依据 8
材料与方法
8 # 供试材料
试验分别于 # : : [ 年在黄淮冬麦区 的江苏省灌云县
, 国家杰 出青年 科学 基金 ∀ : Ξ ; # ! 、 国 家 自然科 学 基金
∀ #Ξ ; ∃ ∃ !和 江 苏 省 自然 科 学基 金 资 助项 目 ⎯_ α〔! # 9 ∀ ,
⎯ _ ; !
“ 通讯联系人 8 # 一 # # 一 #: 收稿 , 一 [ 一 [ 接受 8
# 9 ; 应 用 生 态 学 报 # ∃ 卷
# # : 8 , ) , ∀ ∃ 8 ∀ , ( !农业科技园区 、 # : : : 年在黄淮冬麦区的
徐州 # # Ξ 8 = ) , ∀∃ 8 9 ‘( !农科所和长江中下游冬麦区的南京
# # [ 8 Ξ[ ’) , 犯 8 ∃= ( !农业大学试验田进行 8 徐州与灌云所处
地区年降雨量 9 一 : Β Β , 春季气温上升快 , 秋季降温早 ,
春秋两季光照充足 , 昼夜温差大 , 冬季寒冷而干燥 Χ南京所处
地区年降雨量 [ 一 # ∃ Β Β , 气候温暖 , 但冬季温度变幅
较大 , 冻害、湿害严重 8 # :: [ 年选取有代表性的 # 个优质小
麦品种 , 包括春性品种豫麦 ∀∃ 、温麦 [ 号 Χ 半冬性品种 1& [ ; ∴
# 9 、 1 & 一 、 优麦 ∀ 号 、 皖麦 ∀ [ 、 丰优 ∀ 号 、 高优 ; ∀ 、 淮麦
: ∃ # Ξ 、陕 : 8 # : : : 年增加了 ∀ 个小麦品种 系! , 包括春性
品种淮麦 [ :∃ 、苏麦 9 号 、安农 : ∃ [∃ 、 重庆面包麦 、淮麦 # Ξ 、
宁麦资 #[ 、 宁麦 [ 号 、扬麦 巧[ 、宁麦 : 号 、扬麦 # 号 Χ 半冬
性 品种 陕 ;∀ 、 陕 [ : # ; 、 烟辐 # [ [ 、 兰 考 : 9 、 : 9 # ∃ 、
:Ξ Ξ 、: # ∀ ∀ # 、烟农 # ; 、徐州 9 、远丰 [: [ 、 : # [: 、 内乡 # [[ 、
周麦 # ∀ 、济南 # Ξ 、郑州 [ : : [ 、丰优 ; 号 、豫麦 # 、徐州 ; 、 皖
麦 #[ 、 淮麦 [ 8
8 试验方法
试验田土壤肥力中等 , 以 当地最适播期种植 , 基本苗均
为 #; 株 · Β 一 8 小区面积 #: : [ 年为 # 7ΗΩ , # : : : 年为 : 衬 ,
年均为 ∀ 次重复 , 随机区组排列 , 管理方法同一般高产大
田 8 成熟期每小区选 ∀ Β α 测产 , 种子经 # 个月的生理后熟
后 , 进行品质性状测定 8
籽粒容重 、 出粉率 、湿面筋含量 、干面筋含量 、面筋指数 、
沉降值 、赖氨酸含量 、蛋白质含量 、淀粉含量 、直链淀粉含量
以占淀粉含量表示 ! 、降落值 、 灰分含量等籽粒品质性状测
定参照 / / % % 法和国标法测定 Χ 蛋白质组分用连续震荡法提
取 , 凯氏定氮法测定 Χ 面包烘烤试验采用直接发酵法 Χ 面包体
积用油菜籽粒排空法测定 Χ 面包总分则根据体积 、面包心质
地 、色 泽和 外形等 进 行综 合 评分 Χ 饼 干烘 烤试 验 采 用
/ / % % # 一∀≅ / 法 Χ饼干评分根据形态 、粘牙度 、酥松度和组织
结构等综合评分#‘, 9 〕8
所得数据采用 ∗ 1∗ 软件进行统计分析 , 基因型与环境
及其互作的方差分析采用随机模型 8
在徐州试验点 , 面包比容变幅 8 Ξ 一 ; 8 [ Β ≅· Γ 一 ‘,
面包评分较高的品种有豫麦 ∀∃ 、徐州 9 和 1& [ ∴
表 9 ! Χ在南京试验点 , 面包 比容变幅为 8 :; 一
∀ 8 ; Β ≅· Γ 一 ‘, 面包评分最高得 ∃: 8 ∀ 分 , 仅达到徐州
试验平均水平 8 从表 # 还可以看出 , 两试验点的品质
性状变异系数不同 , 表明在不同的环境条件下 , 基因
型间差异表现不同 8
在对两地籽粒性状的平均值进行主成分分析的
基础上 , 根据品种间综合遗传距离 , 采用离差平方和
法进行系统聚类 , 可将 ∃ 个基 因型分成 9 类 图
# ! 8 第 # 组包括陕 [ : # ; 、丰优 ∀ 号 、淮麦 : ∃ #Ξ 、济南
# Ξ 、皖麦 ∀ [ Χ第 组包括安农 : ∃ [ ∃ 、杨麦 # 号 、 宁
麦资 # [ 、豫麦 ∀∃ 、烟辐 # [ [ 、1& [ 一 Χ第 ∀ 组包括宁
麦 [ 号 、豫麦 # 、 内乡 # [ [ 、 : #[ : 、丰优 ; 号 、温麦 [
号 、徐 ; 、周麦 # ∀ 、杨麦 #; [ 、淮麦 # [ Χ 第 ∃ 组包括
: Ξ Ξ 、 淮 麦 [ : ∃ 、 : 9 #∃ 、 1& [ ; 一 # 9 、 徐 洲 9 、
: # ∀ ∀ # Χ第 ; 组包括远丰 [ : [ 、优麦 ∀ 号 、烟农 # ; 、宁
表 # 小麦籽粒品质性状及产≅ 在两生态环境条件下的基因型差异
Ρ > Ο ≅6 # β > Μ Λ> 7Λ= Η = Ε Γ Μ > ΛΗ Π < > ≅Λ7Ι 7Μ > Λ7 ? > Η Κ ΙΛ6≅Κ > 7 7Ν = 6 Η Α ΛΜ = Η Β 6 Η 7?
性状
%卜肛日Φ≅哪
变幅凡昭。 平均值χ6>Η 变异系数即 δ!
(>Ηε 吨 徐州φ监卜尤
南京
叫>灼、呢
徐州
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: 8 ;一 #; 8 ; # 8 :Ψ #9 8 ∃ # 8 ∃:士# 8 ;9 #∃ 加士# 9#
南京 徐州
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# ∃9
9 ∀∃
仍胡犯#[丘
∀ 结果与分析
∀ 8 # 小麦籽粒品质性状的基因型差异
小麦籽粒品质性状在基因型间存在极显著差异
表 # ! , 基因型间蛋 白质含量最大与最小值相差达
; δ 一 9 δ , 变幅为 : 8 ; δ 一 #; 8 ; δ Χ 淀粉含量 、直链
淀粉含量相差 巧 个百分点以上 , 变幅为 ; 8 δ 一
Ξ# 8 [ δ Χ 千粒重 、 沉降值 、降落值 、面筋含量 、灰分含
量等在基因型间差异犹为明显 , 在南京试验点 , 最大
值和最小值呈倍数关系 , 在徐州试验点有类似的趋
势 8 容重在基因型间变异系数最小 , 最小变异系数为
# 8 ∀ δ , 平均为 Ξ[ Γ’ ς 一 ‘, 达到 国家强筋小麦标
准 , 表明所选小麦品种籽粒容重总体水平较高 8
面粉的烘烤品质在基因型间存在较大的差异 8
全麦蛋白
〔功山刚。Η = Η咖7 δ!
面粉蛋白
0ι二卿79 Η 二76Η7 δ!
湿面筋
Τ6 7 Γ≅<76Η漱 Η7 δ!干面筋
助 Γ≅< 7即 咖76Η7 δ!
面筋指数
口<如 #诫 Υ
沉降值
黝Β 印7> 7≅=Η 词<6 闹!
淀粉
∗7>代卜田 Η7翻7 δ!
直链淀
杨Ι咏二76Η 7 δ!
降落值
0动≅Χ嘴 Η< 7司祀了 δ!
出粉率
0≅=<Μ 6 Υ7Μ> 以Χ印 δ!
容重
物 鞭 #沙Μ Γ ·ς一 # !赖氨酸
ςΙ?≅仪 8犯 Η76 Η7 δϕ
灰分
肠 咖7呱 δ!
千粒重
飞姗一⊥6ΜΗ Κ 、ΛΓΟ 7 Γ!
产量
5Λ 6记 掩·ΟΒ 一 !
面包比容
⎯耐琳ΛΕΛΦ 刻。Β6面包评分
⎯Μ〔日”卫6
饼干评分
⎯改山7 岌刀 Μ6
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∃9 #一 9 8 Ξ ;∀ :士∃ 8 9
# 期 荆 奇等 Ζ 基因型与生态环境对小麦籽粒品质与蛋白质组分的影响 # 9 ; #
表 取类分析后每一组落因型 #∀ 个性状的平均值及其标准差
Ρ > Σ班6 χ 6 > Η ? > Η Κ ? 7> Η Κ > Μ Κ Κ 6 , Λ> 7Λ= Η , = Ε #∀ 7 Μ >五7? 肠Μ 9 6 ≅< ?7 6Μ? = Μ Γ 6 Η = 7Ι伴?
性状 Ρ Μ > Λ7? ≅ Η κ ; ! ∋Υ , κ 9 ! 川 , Ζ κ # ! ∋Α Η κ 9 ! Α , Ζ κ : ! Α ≅ Η 二 ∃ !
粗蛋白 1 Μ= 76 ΛΗ 。= Η 76 Η 7 δ ! #∀ 8 Ξ [ 士 # 8 # # ∃ 8 土 # 8 ∀ # 8 # # 土 8 9 ∀ # ∃ 8 ; ∃ 士 8 Ξ 9 # 8 ∃ 土 8 9: #∃ 8 ∀ # 士 ∀
湿面筋 Τ 6 7 Γ ≅< 7 6 Η 。= Η 76 Η 7 δ ! ∀ # 8 ; Ξ 士 ∀ : 8 # # 士 ∀ 8 9 # ∃ 8 Ξ 土∀ 8 ; ∀ ∀ ∀ 8 ∀ ∃ 士 8 ∃ ∃ 9 8 ; ; 士 8 ;: ; 8 ; ∃ 士 8 ∀∀
干面筋 3 口 Γ ≅< 76 Η 。= Η 76 Η 7 δ ! # # #士 8 Ξ[ # 8 9 : 士 # 8 ∃ : [ 8 ; 士 # 8 Ξ # # 8 ∀ 士 Ξ [ : ∀ 士 8 [; : 8 # 士 ∀ ;
面筋指数 4 ]< 76 Η ΛΗ Κ 6 Υ : 8 ; 土 # # 8 ∃ : [ 8 士 # Ξ : 9 8 士∃ 8 [ # 8 ; 土 #∀ 8 # : : ; 土 8 # : ; 8 : 士 ; 8
沉降值 ∗ 6 Κ Λ8 Α >≅ < 6 Β ≅! 9 ∀ 8 士 Ξ ∀ 9 : 8 : 士 ∀ 8 Ξ ∃ : 8 : 士[ 8 ; # 8 [ 士 #∀ 8 ; 8 : 士 : 8 9 Ξ 8 士 8 Ξ
淀粉 ∗ 7 > Μ 6 Ο 。= Η 7 6 Η 7 δ ! ; : 8 [ [ 士 8 ∀∀ 9 # 8 9 # 士 ∀ 8 9 : 9 ∃ 8 Ξ [ 土∃ 8 9 8 [ # 士 ∀ 8 Ξ [ 9 ∃ 8 9 : 土 ∃ 8 : ; : 8 士 ∃ 8 [9
直链淀粉 / Β Ι≅= ? 6 Φ= Η 76 Η 7 δ ! ∀ 8 士 8 [ ∀ ∀ 8 Ξ [ 土 8 : 9 ∀ ; 8 ; 士 8 [ # ∀ 8 :; 士 8 Ξ ∀ ∃ 8 #∃ 士 8 : ∀ 8 ∀ 士 ∀ # [
降落值凡≅≅ΛΗ Γ Η < Β Σ6 Μ ? ! ∃ 9 8 ∀ 士 # 9 [ ∀ ; : 9 土 ∃ [ , 9 ∀ ∀ : 8 ; 士∃ 8 ; ∀ # : 8 ; 土 ∃ 9 8 : ∀; # 8 ; 士 ∃ 8 9 ∀Ξ Ξ 8 9 士 Ξ : 8
出粉率 0 ≅= < Μ ΙΛ6 ≅Κ δ ! 9 ; 8 ; ; 士 8 ∀ 9 # 8 ; ; 士 ∀ : # 9 # 8 # 土∀ 8 9 ; 9 # 8 9: 土 8 Ξ Ξ 9 8 Ξ # 士 ∀ 8 : # 9 ∀ ;Ξ 士 ∀ 8 ∀
容重 Ρ 6 ? 7 Ν 6 ΛΓ Ο7 Γ · ≅ 一 ’! Ξ [ : 8 [ 士 Ξ 8 Ξ [ Ξ 8 [ 士 Ξ 8 Ξ Ξ Ξ # 8 #土 # 8 Ξ Ξ Ξ 8 9 土 #∀ 8 ; Ξ: 8 ∃ 士 9 8 9 Ξ : # 8 ∀ 土 一; 8
灰分 /? Ο 6 = Η 7= 7 δ ! ; 上 8 ; 8 ∃ 土 8 ; 8 ∃ ; 士 8 9 8 ; ∀ 士 8 ; 8 ∃ : 士 8 9 8 ; Ξ 士 8 ;
千粒重 # 一 ⊥6 Μ Η 6 ≅Ν 6 ΛΓ Ο 7 Γ ! ∃ 8 [ 士 # 8 ∀ ∃ # 8 9 士 ; 8 # ∃ 8 [ 士∀ 8 ∃ Ξ ; 士 Ξ 8 ∀ Ξ , # 士 ∃ 8 ∀ ∀: 8 ∃ 士 ∀ 8 ;
产量 5Λ6 ]Κ ⊥ Γ · ΟΒ 一 ! 9 #∀ 士 ∀ : ; [ ∃ ∃ 士 ∃∃ 9 ; 9 9 士∀ Ξ: ; [ [ ; 士 ∀ ; [; : 士 ∀ : # ;∃ : ∃ 土 #∀ ∀
蛋白产量 1 Μ= 7 6 ΛΗ Ι Λ6≅Κ ⊥‘· ΟΒ 一 ! [∀ : 8 Ξ 土 # # 8 ∀ [ : 8 ; 士 : # 8 # Ξ : ∀ 8 ∀ 土;∃ 8 [ ; ; 8 士 ; : 8 ∀ Ξ # ∀ 8 [ 土 ∃ ; 8 : Ξ ; 8 土 ∃ ∀ 8 ∃
; ; # # ; Ζ
占喇一目8 , Ψ Ψ 目网, , Ψ ‘一一 Ψ 一 , Ψ Ψ +∴ 8∴ , Ψ 曰‘一∴ 目∴ ∴ 电 Ψ 魂Ψ Ψ Ψ一∴ 一Ψ Ψ 山
第一组
第二组
第三组
第四组
第五组
第六组
丰优∀号淮麦: ∃ # Ξ陕[ : # ; 济南#Ξ皖麦∀[安农: ∃ [挚奎碧晃豫麦∀ ∃烟辐# [ [1& [ 一 宁麦[号豫麦 #
内乡# [ [署矍容暑徐 ;暴霎ιΧ[
淮麦#[
淮麦[ : ∃
徐洲 9
远丰[ : [优麦∀号烟农#;宁麦:号苏麦9号淮麦#Ξ
郑州[ : : [皖麦#[陕 :肇瞿翁包高优; ∀
兰考 : 9
产量较低 8 基本以中筋 第 # 、 组 ! 、弱筋 第 ∀ 、 ; 组 !
小麦为主 , 第 ∃ 和 9 组小麦在某些 品质指标上 尚没
有达到强筋小麦的要求 , 在本试验点 的生态环境条
件下 , 应归于中筋小麦类型 8
∀ 8 籽粒蛋白质组分的基因型差异
根据蛋白质在不同溶剂中的溶解性 , 小麦籽粒
蛋白质可分为清蛋 白 、球蛋白 、醇溶蛋 白 、谷蛋 白和
残留蛋白 8 由表 ∀ 可见 , 各种蛋白组分含量在基因型
间有较大的差异 , 最大和最小值均呈倍数关系 8 不同
蛋白组分的变异幅度不同 , 变异最大的是残留蛋白 ,
在南京 点 和徐 州 点变 异 系数分 别 为 ∃∀ 8 Ξ: δ 和
∀: 8 # δ 8 各蛋白组分在南京试验点变异系数大于徐
州试验点 , 表明环境对各基因型小麦籽粒蛋白组分
的基因表达有一定影响 8
表 ∀ 小麦的籽粒蛋白质组分在两环境条件下的基因型差异
Μ> Σ ≅6 ∀ β > Μ Λ> 7Λ一!Η = Ε Γ Μ > ΛΗ 1Μ = 76 玉Η Φ = Β ϑ , Η 6 Η 7? = Ε Ν Ο6 > 7 Γ 6 Η = 7Ι16 ? > 7
7 Ν = 6 Η Α ΛΜ = Η Β 6 Η 7 ?
‘≅了、6、Δ亘8,、8、
口了8、少几,户‘、
‘了8少、8#了8、8
图 # ∃ 个品种的综合性状聚类分析图
0ΛΓ 8 ≅ % ≅7≅? ς6 Μ > Η > ≅Ι ? ≅? = Ε ∃ Γ 6 Η 〕7Ι ϑ 6 ? ≅!Ι Ωι飞6 Β 6 7 Ο = Κ = Ε ? ς一ΜΥ一 = Ε ? Π飞一> Μ 6
Κ Φ 、, ,> 7一= Μ≅?
麦 : 号 、苏 : ∀ ; 9 、淮麦 # Ξ 、 郑州 [ : : [ 、 皖麦 # [ 、 陕
:Χ 第 9 组包括陕 ; ∀ 、重庆面包麦 、高优 ;∀ 、兰考
: !9 8
从表 可以看出 , 第 # 组小麦籽粒的降落值 、出
粉率较高 , 直链淀粉含量低 Χ第 组小麦籽粒的沉降
值较高 , 灰分含量低 , 但其产量普遍 较低 Χ第 ∀ 组小
麦籽粒的蛋白质含量 、面筋含量 、沉降值 、容重等较
低 , 而淀粉含量较高 , 产量也最高 , 符合弱筋类小麦
的要求 Χ第 ∃ 组小麦籽粒的蛋白质含量 、面筋含量 、
赖氨酸含量 、蛋白质产量 、 千粒重等较高 , 降落值最
低 , 但面筋指数较小 Χ第 ; 组小麦籽粒容重较高 , 但
蛋白质产量较低 Χ第 9 组小麦籽粒的面筋指数 、沉降
值较高 , 淀粉含量 、直链淀粉含量低 , 但灰分含量高 ,
性状
%ι以吕6Μ叽
变幅.>= Γ6 平均值χ。。 变异系数 Αλδ !
清蛋白/λ玩。。
球蛋白 Χλ〔〕Σ<≅≅Η
醇溶蛋白以汕Η
谷蛋白4≅< ‘6几 Η
残留蛋白.。心。
谷Δ醇4 ι<,改 ,Η
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南京隔叩心 涂州Υ<Ω 阮
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∀ 8 ∀ 生态环境对籽粒品质的影响
容重、沉降值 、湿面筋含量 、蛋 白质含量 、赖氨酸
含量等品质性状随生态环境 的改变而差异极显著
表 # 、∃! , 其中环境对蛋白质 、湿面筋和干面筋含量
及沉降值影响最大 , 在徐州点 比南京点分别高# 8 ; 、
9 8 #[ 、 8 个百分点和 #∀ 8 Ξ Β ≅, 差异极显著 , 而淀
粉和直链淀粉含量对生态环境反应不敏感 8
∀ 种生态环境条件下 # 个 品种的 ∃ 个主要籽
粒性状存在明显的地域差异及年 际间差异 表 ;! 8
#9 ; 应 用 生 态 学 报 # ∃ 卷
质表现一致 , 表明徐州试验点的生态环境使谷蛋白
与醇溶蛋白的数量与比例趋于优化 , 形成面筋的质
表 9 不同生态环境对面包烘烤品质的影响
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品种
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面包体积⎯蒯 闷二 司 比容脚ΕΛ。喇二 砂Γ 一 ‘! 面包评分⎯倒 ,
徐州Υ<Ω 如 南京晒ΛΗΓ 徐州Υ<俪 南京腼 Λ呀 徐州φ画倒 南京腼Λ呀
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灌云与徐州同处淮北麦区 , 纬度基本相同 , 两地蛋白
质含量无显著差异 , 但产量、蛋白质产量差异均极显
著 南京地区小麦籽粒蛋白质含量低于黄淮麦区 , 差
异极显著 , 而产量显著高于同年徐州试验点籽粒产
量 , 这主要是由于该试验年度南京点淮麦区遇到干
旱 , 蛋白质产量受籽粒产量与籽粒蛋白质含量的双
重影响 , 导致 ∗+ + + 年度徐州点与南京点蛋白质产量
水平相当 , 远低于 ∗+ + , 年灌水试验点蛋白质产量
部分小麦品种的面包烘烤品质性状列于表 (
从表 ( 可以看 出, 环境对面包的体积 、 比容和评分均
有较大的影响 从总体来看 , 徐州试验点小麦的面包
烘烤性状优于南京试验点 环境对不 同基因型小麦
面包烘烤品质影响幅度不同 徐麦 ( 的面包性状在
环境间的差异较大 , 徐州试验点的 比容和评分是其
南京试验点的 一 ! 倍 3皖麦 !, 在两地面包体积 、 比
容的差异不明显 , 但其面包评分在徐州试验点优于
南京试验点
表 ∋ 籽粒品质性状的基因型与环境效应方差及其占总方差百分数
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表 & 两试验点蛋白质组分百分含≅ 的比较
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小麦籽粒蛋 白质各组 分含量均受环境的影 响
[表 & ς 徐州试验点清蛋白 、谷蛋白和醇溶蛋 白含量
大于南京试验点 , 球蛋白含量则相反 , 残 留蛋白在环
境间的差异达到 显著水平 , 并且徐州试验点残 留蛋
白含量小于南京点 谷蛋白< 醇溶蛋白比值徐州试验
点大于南京试验点 , 与籽粒部分理化性状及烘烤品
渝一 ,碧黯寻黯抢黯畏爵恕舞畏爵号兴音异蜜京Δ生 ε 坦世 φ ε ∃ ,+ 5_ ! ‘ )∃ 卜“ ! !∗ 阳 7 )! 5_ Σ 侧比 ( ∋,∗ 阴7 ςχ Ι Ψ Ρ = Ι , ςβ 5 #∀ , # ? ,
量相对较高
! ∋ 基因型与环境互作对籽粒品质的影响
基因型与环境的互作对所有品质指标的影响均
极显著 , 表明不同基因型对不同环境的反应有差异
[表 ∋ 、 ) ς 面粉蛋 白质含量 、面筋 含量 、沉降值及千
粒重的基因型与环境互作方差较小 , 分别占相应的
总方差的 ∗ ∋ ) − 、 ∗ ∃ ∃ − 、 ∃ ! ( − 和 ∗ ∗+ − , 远小于
其基因型方差和环境方差所占的百分数 , 表明这些
籽粒品质性状主要受基因的表达和环境 的独 立影
响 面筋指数 、淀粉和直链淀粉含量的基因型与环境
互作 方 差 百 分 数 [ 分 别 为 , ([ς − 、 ∗( [ς∋ − 、
∋ + ∗ − ς大于其环境方 差百分数 [ 分别为 ∃ ∗∋ − 、
∗ ∗ ∃ − 、 ) ( + − ς , 表明各基因型小麦籽粒的面筋指
数 、 [直链 ς淀粉含量对环境反应的敏感程度不同
环境与基因型互作对球蛋白影 响不大 [ 表 ,ς ,
而对谷蛋白与醇溶蛋白及其两者的比值有极显著的
影响 , 表明不同生长条件影响 了小麦籽粒醇溶蛋 白
与谷蛋白相对含量的变化 , 且不同基因型谷蛋白< 醇
表 , 蛋白质组分的环境与基因型效应的方差分析
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# 期 荆 奇等 Ζ 基因型与生态环境对小麦籽粒品质与蛋白质组分的影响 #9 ;∀
溶蛋白比值变化不同 8 面筋主要 由谷蛋白与醇溶蛋
白组成 , 谷蛋白与醇溶蛋白含量及其两者比值的变
化直接影响面筋的数量与质量 8 因此 , 环境对蛋白质
组分含量及其比例的作用 , 可能从本质上影响了小
麦籽粒的烘烤品质 8
参考文献
∃ 讨 论
本研究结果是在选用大量有代表性基因型材料
和生态环境显著差异的条件下 , 结合全面分析籽粒
品质性状的基础上获得的 8 小麦籽粒品质性状在基
因型间存在显著差异 , 同时受到生态环境的影响 , 这
与已有报道 一致 η, ∀ , , , : , 川 8 本研究还发现 , 小麦籽
粒品质性状的基因型差异在不同的环境条件下表现
不同 8 面筋指数 、淀粉含量及其直Δ 支比的基 因表达
受环境影响较小 , 可通过基因重组加以改 良8 蛋白质
含量 、面筋含量 、沉降值 、容重等品质性状 的表达具
有累加性 , 在不同的环境条件下 , 同一品种的品质指
标差异极显著 , 因此可作为品质生态评价指标 8
蛋白质含量 、面筋含量和沉降值从不同的方面
反映了蛋白质的数量和质量 , 进一步研究蛋 白质组
成中发现 , 蛋 白质组分对面粉品质有不同的作用 Ζ 清
蛋白与球蛋白主要作为营养蛋白 , 谷蛋 白和醇溶蛋
白是面筋的主要组成部分 , 谷蛋白起弹性作用 , 醇溶
蛋白主要起粘性作用风 Ξ了8 本研究 中, 蛋 白质组分在
基因型间有显著差异 , 同时受环境影响显著 , 特别是
谷蛋白、醇溶蛋白及其 比例在不同生态环境条件下
的变化 , 直接影响到籽粒的加工品质 8
在蛋白质组分中 , 残 留蛋白也是 面筋的组成部
分 , 且其含量变化具有显著的生态环境效应 , 而其作
用机理尚需进一步研究 8
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作者简介 荆 奇 , 男 , # : Ξ ; 年生 , 硕士 , 主要从事作物品质
生态及生理方向研究 , 发表论文 ∀ 篇 8 ) 一 Β >Λ≅ Ζ Ηε ><ε Π μ Ηε >< 8
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