全 文 ：第 34 卷第 17 期
2014年 9月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol.34,No.17
Sep.,2014
http: / / www.ecologica.cn
基金项目:公益性行业(农业)科研专项(201203031);河南省现代农业产业技术体系鄄小麦岗位(S2010鄄01鄄G07);高等学校博士学科点专项科研
基金(20094105110001)
收稿日期:2013鄄01鄄05; 摇 摇 网络出版日期:2014鄄03鄄05
*通讯作者 Corresponding author.E鄄mail: tcguo888@ sina.com
DOI: 10.5846 / stxb201301050032
王晨阳,苗建利,张美微,马冬云,冯伟,谢迎新,郭天财.高温、干旱及其互作对两个筋力小麦品种淀粉糊化特性的影响.生态学报,2014,34(17):
4882鄄4890.
Wang C Y, Miao J L, Zhang M W, Ma D Y, Feng W, Xie Y X, Guo T C.Effects of post鄄anthesis high temperature, drought stress and their interaction on
the starch pasting properties of two wheat cultivars with different gluten strength.Acta Ecologica Sinica,2014,34(17):4882鄄4890.
高温、干旱及其互作对两个筋力
小麦品种淀粉糊化特性的影响
王晨阳1,2,苗建利1,3,张美微1,马冬云1,2,冯摇 伟1,2,谢迎新1,2,郭天财1,2,*
(1. 河南农业大学 /国家小麦工程技术研究中心, 郑州摇 450002;
2. 河南省粮食作物生理生态与遗传改良重点实验室, 郑州摇 450002; 3. 河南省开封市农业科学研究院, 开封摇 475004)
摘要:以强筋和弱筋的两个代表性小麦品种为材料,采用盆栽与人工气候箱模拟的方法,研究了花后不同时期高温、干旱及其互
作对籽粒淀粉糊化特性的影响。 结果表明,高温和干旱均显著影响淀粉糊化特性,但两品种表现有所不同:高温胁迫使强筋小
麦品种豫麦 34的峰值黏度、最终黏度(除花后 5 d外)、稀懈值(除花后 15 d外)和反弹值显著增大;而弱筋小麦品种豫麦 50低
谷黏度和最终黏度显著下降,其峰值黏度、反弹值变化不明显,从不同时期看,花后 15 d影响较大。 干旱胁迫使豫麦 34多数黏
度参数增大;而使豫麦 50峰值黏度、反弹值和稀懈值下降,其低谷黏度和最终黏度在灌浆前期和中期干旱胁迫下增大,后期干
旱胁迫则明显下降。 研究结果还表明,花后高温与干旱胁迫对小麦黏度参数的影响存在显著的互作效应。 从 F值大小看,互作
对弱筋小麦品种豫麦 50多数黏度参数影响较大,而对强筋小麦品种豫麦 34淀粉黏度参数影响较小,反映了高温、干旱及其互
作对小麦淀粉特性的影响存在着显著的基因型差异。
关键词:小麦;高温胁迫;干旱胁迫;互作效应;淀粉糊化特性
Effects of post鄄anthesis high temperature, drought stress and their interaction on
the starch pasting properties of two wheat cultivars with different gluten strength
WANG Chenyang1,2, MIAO Jianli1,3, ZHANG Meiwei1, MA Dongyun1,2, FENG Wei1,2, XIE Yingxin1,2,
GUO Tiancai1,2,*
1 National Engineering Research Center for Wheat, Henan Agricultural University, Zhengzhou, Henan 450002, China
2 Key Laboratory of Physiology, Ecology and Genetic Improvement of Food Crops in Henan Province, Zhengzhou, Henan 450002,China
3 Kaifeng Academy of Agricultural Science, Kaifeng, Henan 475004, China
Abstract: To evaluate the effects of post鄄anthesis high鄄temperature (HT) and drought stress (DS) and their interactions on
starch pasting properties in wheat grains, two winter wheat cultivars differing in gluten strength, Yumai 34 (a strong鄄gluten
cultivar) and Yumai 50 (a weak鄄gluten cultivar) were investigated in pot experiments at the experimental farm of Henan
Agricultural University ( E113毅 35忆, N34毅 51忆) . The experiment used a split鄄plot design of two factors, with three
temperature regimes and two soil water treatments. HT treatments were performed in a climate鄄controlled greenhouse at 38益
for 2 days (treatment 2, T2) or 4 days (treatment 3, T3) at 5 days after anthesis (5 DAA), 15 DAA or 25 DAA, while
the control was treated at 28益 ( treatment 1, T1). For the two soil water treatments, the soil relative water content was
maintained at (55依5)% (W2) for DS treatment and at (75依5)% for the control. The results indicated that both HT and
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DS and their interactions significantly influenced starch pasting properties in the grains of the two wheat cultivars. However,
the responses of pasting parameters to HT and DS were very different between the two wheat cultivars. In the strong鄄gluten
wheat cultivar Yumai 34, DS applied at any grain鄄filling stage increased most parameters such as peak viscosity, final
viscosity and hold鄄through, among which the final viscosity was significantly improved at the early (5 DAA) and late grain鄄
filling stages (25 DAA), and the peak viscosity was significantly increased at the late grain鄄filling stage. In Yumai 50, DS
applied at any grain鄄filling stage (early, middle or late) decreased peak viscosity, setback and breakdown. Drought stress
applied at the early and middle grain鄄filling stages ( 15 DAA) clearly improved hold鄄through and final viscosity, but
significantly decreased both parameters when applied at the late grain鄄filling stage. Heat stress significantly increased peak
viscosity, final viscosity (except when applied at 5 DAA), set鄄back and breakdown (except when applied at 15 DAA) in
grains of the strong鄄gluten wheat cultivar Yumai 34, while the parameter of hold鄄through in grains of Yumai 34 had much
different responses to HT applied at various stages: it was significantly decreased in both HT treatments (both T1 and T2) at
5 DAA, and was decreased in T2(2 days HT) but significantly enhanced in T3(4 days HT) at 15 DAA. In the weak鄄gluten
wheat cultivar Yumai 50, HT significantly decreased hold鄄through and final viscosity in the grains, but had little influence
on peak viscosity and setback. From the treatment stage results, we concluded that HT applied at the middle grain鄄filling
stage (15 DAA) had the greatest impact on pasting properties in both wheat cultivars. The analysis also indicated that
interaction between HT and DS had a significant effect on viscosity parameters in both cultivars, which was much greater in
Yumai 50 than in Yumai 34. The effect of HT and DS interaction on pasting properties in Yumai 50 was greater when they
were applied at the early grain鄄filling stage compared with the middle or late grain鄄filling stages. From our results, we
conclude that different wheat genotypes show different responses in grain pasting properties to various environmental
stresses, implying that such stresses have a complex effect on starch quality in the grains of winter wheat.
Key Words: wheat; high temperature; drought stress; interactions; starch pasting properties
摇 摇 淀粉是小麦籽粒的主要成分,其含量约占籽粒
总重量的四分之三,对面制食品的加工品质有重要
影响[1]。 小麦籽粒淀粉品质主要包括淀粉组分、糊
化特性等,其中淀粉糊化特性是反映淀粉品质的重
要指标,对小麦蒸煮品质、面条品质均有重要的影
响[2鄄5]。 峰值黏度和稀懈值是两个比较重要的糊化
特性指标。 其中,峰值黏度与面条弹性、韧性和食用
品质呈极显著的正相关,而稀懈值则与面条的滑爽
性呈极显著正相关,与面条的弹性、韧性和爽口性呈
显著负相关[6鄄10]。 近年来有研究表明,通过水氮运
筹、增施肥料、调整播期等措施可影响籽粒直链淀粉
含量及淀粉直 /支比,进而改变面食的食用品质和蒸
煮品质[11鄄12]。 张勇等通过对 47 个春小麦不同地点
试验,证明基因型、环境及其互作均不同程度地影响
淀粉黏度参数[13];其中,淀粉峰值黏度主要受基因
型与环境互作的影响,而稀懈值则受基因型的影响
较大[2]。
在我国黄淮海麦区,小麦生育中后期常出现极
端高温与土壤干旱现象,或形成典型的干热风,使小
麦提前结束灌浆,造成产量和品质的明显下降[14鄄16],
其危害可发生在小麦灌浆的不同阶段。 有研究表
明,花后高温或干旱往往使小麦籽粒蛋白质含量增
加[17],但通过削弱植株光合性能、降低籽粒淀粉合
成关键酶活性,抑制淀粉积累并降低粒重[18];前期
高温对淀粉积累的影响大于后期[19]。 目前关于高
温、干旱胁迫对淀粉特性影响的相关报道不多,尤其
缺乏高温与干旱互作或复合胁迫影响淀粉品质的研
究资料,而这方面的知识将有助于全面理解不同逆
境胁迫影响小麦品质的范围、敏感时段和内在机制。
为此,本试验选用两个具有代表性的强筋、弱筋冬小
麦品种,在小麦灌浆不同阶段设置高温、干旱胁迫处
理,旨在研究高温与干旱及其互作对不同类型专用
小麦淀粉糊化特性的影响,以期为小麦淀粉品质改
良和抗逆调优栽培提供理论依据。
1摇 材料与方法
1.1摇 供试材料与试验设计
试验于 2005—2006 年度在河南农业大学科教
3884摇 17期 摇 摇 摇 王晨阳摇 等:高温、干旱及其互作对两个筋力小麦品种淀粉糊化特性的影响 摇
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示范园区采用盆栽(25 cm伊28 cm)方式进行。 试验
采用三因素(品种、高温和干旱)裂裂区设计,其中供
试品种选用河南省生产上大面积推广种植的强筋小
麦豫麦 34和弱筋小麦豫麦 50。 高温处理在人工气
候箱内进行,分别于花后 5、15、25 d 处理,设 3 个水
平:对照 28 益处理(T1),高温 38 益处理 2 d(T2)和
38 益处理 4 d(T3);气候箱内空气相对湿度控制在
(60依5)%,每天自中午 11:00—16:00,处理时间为
每天 5 h;处理结束后,将各处理移至田间自然条件
下生长至成熟。 土壤水分处理设 2 个水平:正常土
壤水分处理 W1(相对含水量,RWC=(75依5)%)和轻
度干旱 W2(RWC= (55依5)%)。 土壤水分的控制是
遮雨条件下于高温处理前 7 d开始的,采取水分平衡
法使其在高温处理时达到控制指标,干旱处理在高
温处理结束后恢复正常供水。 土壤水分含量的测定
采用称重法与时域反射仪结合的方法进行。 各处理
组合重复 5次。
盆栽用土取自大田 0—30 cm 耕层,土壤质地为
壤质潮土, 土壤有机质含量 17. 8 g / kg, 全氮
0.99 g / kg,碱解氮 57.9 mg / kg,速效磷 67.5 mg / kg,
速效钾 204.8 mg / kg,pH 值为 7.94。 田间持水量为
25.91%。 每盆装过筛干土 12 kg,于 10 月 19 日播
种;盆栽埋于大田,盆内土壤与盆外大田土齐平,3 叶
期定苗,每盆留苗 10株。 生育期间用称重法保持土
壤水分适宜且处理间一致,拔节期结合浇水每盆追
施尿素 1 g。
1.2摇 测定项目与方法
1.2.1摇 制粉
小麦成熟期收获每盆籽粒,储存 1 月后用万能
粉碎机磨制全粉,用于糊化特性的测定。
1.2.2摇 淀粉糊化特性
用 Brabender 微型糊化黏度仪 ( Micro Visco鄄
Amylo鄄Graph,Germany)测定。 每个样品随机称取面
粉 15 g,重复 2 次。 具体操作如下:量取蒸馏水 100
mL 倒入锥形瓶中,将称量好的面粉也倒入锥形瓶
中,塞紧橡胶塞,晃匀,倒入黏度筒中,将黏度筒卡入
MVAG旋转塔,将测量搅拌棒卡入测量头中,压下测
量头,MVAG在电脑控制下运作,测定面粉的糊化温
度、峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、稀懈值、反弹值,
绘制黏度图。
1.2.3摇 数据处理
实验数据使用 SPSS 10. 0 ( Statistic Package for
Social Science,SPSS Inc. IL, USA)进行方差分析。
存在显著差异的进行邓肯(Duncan)多重比较,并用
字母进行标记。 绘图由 Excel 完成。
2摇 结果与分析
2.1摇 高温胁迫对两品种淀粉糊化特性影响
两品种对高温胁迫的反应表现不同(表 1)。 强
筋小麦品种豫麦 34 在高温胁迫下,其淀粉峰值黏
度、最终黏度、稀懈值和反弹值均显著增大,其中 T3
较 T1增大达 1%极显著水平(花后 5 d 除外)。 低谷
黏度在灌浆的不同时段和不同胁迫强度下表现不
同:花后 5 d 高温胁迫下低谷黏度显著下降,花后 15
d高温胁迫下 T2显著下降,而 T3则显著升高。 从影
响程度看,高温胁迫 2 d(T2)对黏度参数的影响不
大,而 4 d(T3)影响较大,使峰值黏度、最终黏度等显
著增大。 不同阶段比较,以花后 15 d高温处理,即进
入灌浆盛期时影响较大,T3处理峰值黏度、最终黏度
分别较 T1对照增大 28.4%和 33.7%(表 1)。
弱筋小麦品种豫麦 50 高温胁迫下其黏度参数
的变化与豫麦 34显著不同:高温胁迫使其低谷黏度
和最终黏度均显著下降,峰值黏度下降不显著,而稀
懈值则呈显著增大。 从不同时期看,以花后 15 d 的
影响较大。 如花后 5、25 d 高温处理 2 d 时(T2),其
低谷黏度较 T1分别下降 4.1%和 2.9%,而花后 15 d
高温处理 2 d 时下降 30.0%。 最终黏度与低谷黏度
表现出相同的趋势。
2.2摇 干旱胁迫对两品种淀粉糊化特性影响
干旱胁迫对两个不同筋力型品种淀粉黏度参数
的影响亦有所不同(表 2)。 干旱使豫麦 34 淀粉黏
度参数均呈增大趋势。 其中花后 5 d和 25 d 干旱胁
迫使峰值黏度和最终黏度增大均达显著或极显著水
平;而花后 15 d干旱处理,多数黏度参数的增大均未
达显著水平。 对豫麦 50 而言,干旱使峰值黏度、稀
懈值和反弹值呈下降趋势,尤其是花后 15 d 和 25 d
峰值黏度下降达到显著水平;低谷黏度和终结黏度
在灌浆前、中期(花后 5 d 和 15 d)的干旱胁迫下明
显增大,而在后期(花后 25 d)却显著下降。
4884 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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表 1摇 花后高温对两品种小麦籽粒淀粉糊化特性的影响
Table 1摇 Effects of post鄄anthesis high temperature at different grain鄄filling stages on starch pasting properties in grains of two wheat cultivars
品种
Cultivars
处理时间
Treatment
stage
处理
Treatments
峰值黏度
Peak
viscosity
(BU)
低谷黏度
Hold
through
(BU)
最终黏度
Final
viscosity
(BU)
稀懈值
Breakdown
(BU)
反弹值
Setback
(BU)
豫麦 34 花后 5 d T1 495.00bA 416.75aA 651.50aA 92.00cB 178.25bB
T2 540.75aA 326.50bB 613.00aA 209.50aA 237.25aA
T3 522.75abA 338.75bB 617.50aA 178.80bA 232.25aA
花后 15 d T1 495.00bB 416.75bAB 651.50bB 92.00aA 178.25cB
T2 476.50bB 357.75bB 619.25bB 110.50aA 213.00bAB
T3 635.50aA 509.25aA 817.25aA 118.75aA 254.25aA
花后 25 d T1 495.00bB 416.75aA 651.50bB 92.00bA 178.25bB
T2 529.75bAB 451.75aA 700.25bAB 97.50bA 193.50bAB
T3 591.25aA 475.75aA 777.25aA 115.25aA 244.00aA
豫麦 50 花后 5 d T1 412.00aA 292.75aA 500.50aA 110.00bB 160.00aA
T2 399.00aA 280.75aA 450.50bB 160.75aA 135.75bA
T3 388.50aA 217.75bB 389.00cC 162.25aA 134.00bA
花后 15 d T1 412.00aA 292.75aA 500.50aA 110.00bB 160.00aA
T2 373.25aA 205.00cB 390.25cB 157.75aA 146.50aA
T3 356.50aA 269.50bA 468.00bA 95.50cB 161.50aA
花后 25 d T1 412.00aA 292.75aA 500.50aA 110.00bB 160.00aA
T2 410.75aA 284.25aA 481.50aA 118.50bB 156.00aA
T3 445.50aA 219.25bB 431.25bA 222.00aA 175.50aA
摇 摇 T1:对照处理(28 益);T2:高温(38 益)处理 2d;T3:38 益处理 4d; 同列内平均值后有相同小写或大写字母表示差异未达到 5%或 1%显著
水平
表 2摇 花后干旱胁迫对两品种籽粒淀粉糊化特性的影响
Table 2摇 Effects of post鄄anthesis drought stress at different grain鄄filling stages on starch pasting properties in grains of two wheat cultivars
品种
Cultivars
处理时间
Treatment stage
处理
Treatments
峰值黏度
Peak
viscosity
(BU)
低谷黏度
Hold
through
(BU)
最终黏度
Final
viscosity
(BU)
稀懈值
Breakdown
(BU)
反弹值
Setback
(BU)
豫麦 34 花后 5 d W1 479.33bA 318.50bB 569.83bB 153.33aA 204.33aA
W2 559.67aA 402.83aA 685.17aA 166.33aA 227.50aA
花后 15 d W1 498.83aA 390.33aA 654.83aA 99.17aA 212.00bA
W2 572.50aA 465.50aA 737.17aA 115.00aA 218.33aA
花后 25 d W1 498.50bA 405.17aA 650.33bB 96.67bA 190.50aA
W2 578.83aA 491.00aA 769.00aA 106.50aA 220.00aA
豫麦 50 花后 5 d W1 408.00aA 230.83bB 423.67bA 171.33aA 153.33aA
W2 391.67aA 296.67aA 469.67aA 117.33bA 133.17aA
花后 15 d W1 387.50aA 240.50aA 438.00bA 147.83aA 155.83aA
W2 373.67bB 271.00aA 467.83aA 94.33bB 156.17aA
花后 25 d W1 457.00aA 297.67aA 525.50aA 150.83aA 180.67aA
W2 388.50bA 233.17bA 416.67bA 149.50aA 147.00aA
摇 摇 W1: RWC=(75依5)%,W2: RWC=(55依5)%, RWC相对含水量 Relative water content; 同列内平均值后有相同小写或大写字母表示差异未
达到 5%或 1%显著水平
2.3摇 花后高温与干旱互作对淀粉糊化特性的影响
分析了花后高温与干旱互作对淀粉糊化特性的
影响效应(表 3)。 结果表明,高温伊干旱互作对豫麦
34峰值黏度、低谷黏度和稀懈值的影响达 5%或 1%
显著水平,而对最终黏度和反弹值无显著影响;高温
伊时期互作对所有黏度参数的影响均达显著水平,而
干旱伊时期对所有参数的影响均不显著。 豫麦 50 除
高温伊时期和干旱伊高温伊时期互作对反弹值的影响
不显著外,其他互作效应均达显著或极显著水平。
还可以看出,高温伊干旱互作对豫麦 50 淀粉黏度参
数的影响较豫麦 34明显。
5884摇 17期 摇 摇 摇 王晨阳摇 等:高温、干旱及其互作对两个筋力小麦品种淀粉糊化特性的影响 摇
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表 3摇 两品种淀粉糊化特性的方差分析表(F)
Table 3摇 Variance analysis on starch pasting properties in grains of two wheat cultivars (F)
品种
Cultivars
项目
Items
高温
HT
干旱
DS
时期
S
干旱伊高温
DS伊HT
高温伊时期
HT伊S
干旱伊时期
DS伊S
干旱伊高温伊
时期
DS伊HT伊S
豫麦 34 峰值黏度Peak viscosity(BU) 33.40
** 71.88** 1.67 5.33* 10.71** 0.06 0.38
低谷黏度
Hold through(BU) 10.96
** 55.26** 23.08** 4.01* 11.25** 0.09 0.63
最终黏度
Final viscosity(BU) 31.79
** 98.99** 23.01** 3.29 15.25** 1.2 1.18
稀懈值 Breakdown(BU) 43.30** 7.56* 62.74** 13.20** 19.14** 0.14 3.12*
反弹值 Setback(BU) 47.24** 12.82** 1.57 0.93 3.65* 1.58 0.42
豫麦 50 峰值黏度Peak viscosity(BU) 3.70
* 32.83** 18.04** 7.57** 7.17** 9.64** 6.34**
低谷黏度
Hold through(BU) 91.57
** 9.23** 2.92 22.59** 50.86** 124.13** 43.21**
最终黏度
Final viscosity(BU) 46.81
** 2.91 5.16* 21.88** 17.29** 58.11** 20.32**
稀懈值 Breakdown(BU) 44.70** 66.74** 16.01** 23.01** 43.39** 15.48** 13.51**
反弹值 Setback(BU) 2.77 12.33** 5.58* 11.12** 1.94 3.79* 2.35
摇 摇 HT:高温处理 High Temperature processing;DS:干旱胁迫 Drought Stress;S:处理时期 Stage; *,**分别表示差异达到 5%或 1%显著水平
摇 摇 分阶段分析表明(表 4),豫麦 34在花后 25 d 高
温伊干旱互作对稀懈值的影响达极显著水平,而对其
他黏度参数影响不显著。 豫麦 50 的高温伊干旱互
作,除花后 5 d对峰值黏度、花后 15 d对低谷黏度和
稀懈值、花后 25 d对反弹值影响不显著外,对多数黏
度参数的影响均达 5%或 1%的显著水平。
表 4摇 两品种淀粉糊化特性的高温伊干旱互作效应方差分析(F)
Table 4摇 Variance analysis of high temperature and drought interaction on starch pasting properties in grains of two wheat cultivars (F)
品种
Cultivars
项目
Items
处理时间(花后天数)Treatment stage (days after anthesis)
5 15 25
豫麦 34 峰值黏度 Peak viscosity(BU) 3.248 2.013 1.147
低谷黏度 Hold through(BU) 2.367 1.801 1.253
最终黏度 Final viscosity(BU) 1.829 2.747 0.874
稀懈值 Breakdown(BU) 3.42 1.62 30.715**
反弹值 Setback(BU) 1.07 0.037 0.807
豫 50 峰值黏度 Peak viscosity(BU) 2.324 5.416* 8.385*
低谷黏度 Hold through(BU) 29.528** 1.064 68.857**
最终黏度 Final viscosity(BU) 46.994** 10.212* 16.333**
稀懈值 Breakdown(BU) 37.277** 2.946 8.929*
反弹值 Setback(BU) 13.167** 10.367* 0.379
摇 摇 *,**分别表示差异达到 5%或 1%显著水平
2.4摇 不同高温与干旱组合对豫麦 50 淀粉糊化特性
的影响
由于豫麦 50高温与干旱互作效应明显,进一步
分析了不同处理组合对其部分黏度参数的影响。 图
1显示不同水、温处理下峰值黏度、最终黏度、稀懈值
和反弹值的变化,可以看出,在正常水分条件下
(W1),随高温胁迫的加强峰值黏度和最终黏度均降
低,而在干旱胁迫下(W2)黏度参数均以 T2处理最
低;在正常水分条件下(W1)2 d 高温胁迫对稀懈值
影响不大,4 d高温使稀懈值显著升高(比 T1增大了
29.47%),而干旱条件下,高温 2 d 即导致稀懈值显
著升高,较 T1增大了 91.40%,表明高温伊干旱互作对
黏度参数的影响具有叠加效应。 反弹值在正常水分
条件下(W1 )高温 2 d 和 4 d 分别下降 15. 44%和
6884 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 34卷摇
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17郾 62%,而在干旱(W2)条件下,2 d 高温胁迫对反
弹值影响不大,4 d高温胁迫使反弹值增加 19.29%。
显著的互作效应存在不仅说明高温与干旱复合胁迫
对黏度参数影响具有叠加效应,而且反映了影响籽
粒发育、改变蛋白质和淀粉品质性状的复杂性。
图 1摇 高温干旱互作对豫麦 50淀粉糊化参数的影响
Fig.1摇 Interactions of high temperature and drought stress on starch pasting parameters in grains of Yumai 50
T1:对照处理(28 益);T2:高温(38 益)处理 2d;T3:38 益处理 4d; W1: RWC=(75依5)%,W2: RWC=(55依5)%
3摇 讨论
3.1摇 花后不同时段高温对小麦淀粉组成及特性的
影响
国内外学者围绕高温胁迫对小麦淀粉组成、特
性开展了一些有益的研究。 Yanagisawa 等[20]比较了
大田条件(超过 25 益)和温室(15 益和 20 益)下
Wx鄄D1缺失突变体籽粒淀粉含量和淀粉糊化特性,
表明在较高温度条件下(大田)籽粒直链淀粉含量和
湖化参数均有所增加;Stone 和 Nicolas 将 75 个温室
种植的小麦品种进行 40 益高温处理 3 d,结果发现
64%品种直链淀粉含量下降,33%没有变化,1%直链
淀粉含量增加[21],反映了不同品种对高温胁迫响应
的差异。 有研究表明,高温对济麦 20 淀粉合成与积
累的影响大于鲁麦 21[18]。 在极端高温胁迫下籽粒
总淀粉含量(绝对值)下降 4%—19%[22鄄24],其下降与
淀粉合成关键酶活性降低有关。 赵辉等[25]研究发
现灌浆初期高温提高了低蛋白含量品种扬麦 9 号籽
粒 GBSS 活性,但显著降低了高蛋白含量品种徐州
26 SSS酶活性,表明高蛋白含量品种的支链淀粉合
成更易受高温的影响。 苗建利、王晨阳等研究表明,
高温胁迫对强筋小麦豫麦 34 支链淀粉含量影响相
对较大, 不同时段比较则以灌浆前期(花后 5 d)高
温胁迫下的降幅较大[24]。 而刘萍等通过花后第 15d
至成熟期短暂高温试验,表明花后 25—27 d 高温胁
迫对淀粉形成影响较大[26]。
围绕淀粉糊化特性研究相对较少。 李永庚等通
过比较 35 益 / 25 益与 30 益 / 20 益 昼夜温度模式,发
7884摇 17期 摇 摇 摇 王晨阳摇 等:高温、干旱及其互作对两个筋力小麦品种淀粉糊化特性的影响 摇
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现前期高温使淀粉膨胀势和峰值黏度显著增加, 中
期和后期高温使其下降[ 27]。 Shi 等[28]研究表明,随
着灌浆期温度的增加,淀粉凝胶温度增加,而成熟期
高温高湿则导致峰值黏度的降低[29]。 本试验结果
表明,花后短期高温胁迫显著影响淀粉黏度参数,但
不同时期、不同胁迫程度及品种表现出明显差异。
如豫麦 34,花后 5 d 高温胁迫使其低谷黏度显著下
降,而花后 25 d高温胁迫下反而呈增大趋势。 逆境
条件下不同品种淀粉黏度参数的差异性响应与其淀
粉含量、组成、直 /支比的变化有密切关系。
3.2摇 花后干旱胁迫对小麦淀粉组成及特性的影响
干旱胁迫对淀粉品质的影响大小取决于小麦发
育阶段和品种差异性[30]。 范雪梅等[31]研究指出,花
后干旱胁迫降低直链淀粉和支链淀粉的含量;鲁麦
21对干旱胁迫的适应性较强,其淀粉含量、支链淀粉
含量均高于济南 17;而淀粉含量及组分的改变对面
食加工品质会造成影响[32]。 王晨阳等在遮雨控水
条件下研究了 24个小麦品种(23 个春小麦)不同水
处理下淀粉糊化特性的变化,结果表明干旱胁迫下
淀粉峰值黏度、低谷黏度、最终黏度、稀懈值及反弹
值等糊化参数均增大[33]。 Sandeep[30]研究表明花后
15 d 实施的干旱胁迫降低直链淀粉含量和糊化温
度,但提高峰值黏度、最终黏度和反弹値。 本试验结
果表明,不同品种对干旱的反应有差异:干旱胁迫使
豫麦 34黏度参数增大,而导致豫麦 50 峰值黏度、反
弹值和稀懈值下降,其低谷黏度和最终黏度在灌浆
前期和中期干旱胁迫下增大,后期干旱胁迫则明显
下降。 豫麦 50 淀粉糊化特性受逆境胁迫的影响大
于豫麦 34,这与张学林等报道的弱筋品种环境变异
大于强筋品种相一致[5]。
3.3摇 花后高温与干旱互作对小麦淀粉品质的影响
在我国北方麦区,小麦生育后期,高温与干旱常
相伴发生,小麦植株的受害程度因高温与干旱胁迫
的叠加作用而加剧。 但目前结合高温、干旱及其互
作的相关报道较少。 戴廷波等[17]研究表明,在高温
和水分逆境下,温度对籽粒淀粉含量的影响较水分
大。 前文报道花后高温与干旱互作对籽粒淀粉及组
分的影响显著[24]。 本试验结果表明,高温与干旱对
糊化特性的影响存在显著的互作效应,尤其是对弱
筋小麦豫麦 50 糊化参数的影响多达极显著水平。
如在正常水分条件下,高温胁迫使淀粉峰值黏度和
反弹值下降,而在干旱胁迫下则表现出不同的趋势,
反映了逆境复合胁迫影响淀粉品质的复杂性。 从不
同时期看,前期高温与干旱互作对豫麦 50 最终黏
度、稀懈值和反弹值的影响明显高于中期和后期。
4摇 结论
花后高温、干旱胁迫均显著影响小麦淀粉糊化
特性,不同品种反应有差异:38 益高温胁迫下强筋小
麦品种豫麦 34的黏度参数和反弹值显著增大,而弱
筋小麦品种豫麦 50 低谷黏度和最终黏度则显著下
降;干旱胁迫使豫麦 34 黏度参数增大,而导致豫麦
50 峰值黏度、反弹值和稀懈值下降。 不同品种间的
这种差异性响应与逆境胁迫下籽粒淀粉组成变化有
密切相关。 同时研究发现高温、干旱对淀粉糊化特
性的影响存在显著的互作效应。
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