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摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 32 卷 第 1 期摇 摇 2012 年 1 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
局域种群的 Allee效应和集合种群的同步性 刘志广,赵摇 雪,张丰盘,等 ( 1 )………………………………
叶片毛尖对齿肋赤藓结皮凝结水形成及蒸发的影响 陶摇 冶,张元明 ( 7 )……………………………………
长江口锋面附近咸淡水混合对浮游植物生长影响的现场培养 王摇 奎,陈建芳,李宏亮,等 ( 17 )……………
河流流量对流域下垫面特性的响应 田摇 迪,李叙勇,Donald E. Weller ( 27 )…………………………………
中国中东部平原亚热带湿润区湖泊营养物生态分区 柯新利, 刘摇 曼, 邓祥征 ( 38 )…………………………
基于氮磷比解析太湖苕溪水体营养现状及应对策略 聂泽宇,梁新强,邢摇 波,等 ( 48 )………………………
滇池外海蓝藻水华爆发反演及规律探讨 盛摇 虎,郭怀成,刘摇 慧,等 ( 56 )……………………………………
采伐干扰对华北落叶松细根生物量空间异质性的影响 杨秀云,韩有志,张芸香,等 ( 64 )……………………
松嫩草原榆树疏林对不同干扰的响应 刘摇 利,王摇 赫,林长存,等 ( 74 )………………………………………
天山北坡不同海拔梯度山地草原生态系统地上净初级生产力对气候变化及放牧的响应
周德成,罗格平,韩其飞,等 ( 81 )
………………………
………………………………………………………………………………
草原化荒漠草本植物对人工施加磷素的响应 苏洁琼,李新荣,冯摇 丽,等 ( 93 )………………………………
自然和人工管理驱动下盐城海滨湿地景观格局演变特征与空间差异 张华兵,刘红玉,郝敬锋,等 (101)……
晋、陕、宁、蒙柠条锦鸡儿群落物种多样性对放牧干扰和气象因子的响应
周摇 伶,上官铁梁,郭东罡,等 (111)
………………………………………
……………………………………………………………………………
华南地区 6 种阔叶幼苗叶片形态特征的季节变化 薛摇 立,张摇 柔,奚如春,等 (123)…………………………
河西走廊不同红砂天然群体种子活性相关性 苏世平,李摇 毅,种培芳 (135)……………………………………
江西中南部红壤丘陵区主要造林树种碳固定估算 吴摇 丹,邵全琴,李摇 佳,等 (142)…………………………
酸雨和采食模拟胁迫下克隆整合对空心莲子草生长的影响 郭摇 伟,李钧敏,胡正华 (151)……………………
棉铃虫在 4 个辣椒品种上的寄主适合度 贾月丽,程晓东,蔡永萍,等 (159)……………………………………
烟草叶面积指数的高光谱估算模型 张正杨,马新明,贾方方,等 (168)…………………………………………
不同作物田烟粉虱发生的时空动态 崔洪莹,戈摇 峰 (176)………………………………………………………
长期施肥对稻田土壤固碳功能菌群落结构和数量的影响 袁红朝,秦红灵,刘守龙,等 (183)…………………
新银合欢篱对紫色土坡地土壤有机碳固持的作用 郭摇 甜,何丙辉,蒋先军,等 (190)…………………………
一株产漆酶土壤真菌 F鄄5 的分离及土壤修复潜力 茆摇 婷,潘摇 澄,徐婷婷,等 (198)…………………………
木论喀斯特自然保护区土壤微生物生物量的空间格局 刘摇 璐,宋同清,彭晚霞,等 (207)……………………
岷江干旱河谷 25 种植物一年生植株根系功能性状及相互关系 徐摇 琨,李芳兰,苟水燕,等 (215)……………
黄土高原草地植被碳密度的空间分布特征 程积民,程摇 杰,杨晓梅,等 (226)…………………………………
棉铃发育期棉花源库活性对棉铃对位叶氮浓度的响应 高相彬,王友华,陈兵林,等 (238)……………………
耕作方式对紫色水稻土有机碳和微生物生物量碳的影响 李摇 辉,张军科,江长胜,等 (247)…………………
外源钙对黑藻抗镉胁迫能力的影响 闵海丽,蔡三娟,徐勤松,等 (256)…………………………………………
强筋与弱筋小麦籽粒蛋白质组分与加工品质对灌浆期弱光的响应 李文阳,闫素辉,王振林 (265)……………
专论与综述
蛋白质组学研究揭示的植物根盐胁迫响应机制 赵摇 琪,戴绍军 (274)…………………………………………
流域生态风险评价研究进展 许摇 妍,高俊峰,赵家虎,等 (284)…………………………………………………
土壤和沉积物中黑碳的环境行为及效应研究进展 汪摇 青 (293)…………………………………………………
研究简报
青藏高原紫穗槐主要形态特征变异分析 梁坤伦,姜文清,周志宇,等 (311)……………………………………
菊属与蒿属植物苗期抗蚜虫性鉴定 孙摇 娅,管志勇,陈素梅,等 (319)…………………………………………
滨海泥质盐碱地衬膜造林技术 景摇 峰,朱金兆,张学培,等 (326)………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*332*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*36*
室室室室室室室室室室室室室室
2012鄄01
封面图说: 白鹭展翅为梳妆,玉树临风巧打扮———这是大白鹭繁殖期时的美丽体态。 大白鹭体羽全白,身长 94—104cm,寿命
20 多年。 是白鹭中体型最大的。 繁殖期的大白鹭常常在湿地附近的大树上筑巢,翩翩飞舞吸引异性,其繁殖期背部
披有蓑羽,脸颊皮肤从黄色变成兰绿色、嘴由黄色变成绿黑色。 大白鹭是一个全世界都有它踪迹的广布种,一般单
独或成小群,在湿地觅食,以小鱼、虾、软体动物、甲壳动物、水生昆虫为主,也食蛙、蝌蚪等。
彩图提供: 陈建伟教授摇 国家林业局摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 32 卷第 1 期
2012 年 1 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 32,No. 1
Jan. ,2012
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家自然科学基金项目(30571099); 安徽省高校省级自然科学研究重点项目(KJ2011A073)
收稿日期:2011鄄05鄄06; 摇 摇 修订日期:2011鄄09鄄19
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: zlwang@ sdau. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201105060594
李文阳, 闫素辉, 王振林.强筋与弱筋小麦籽粒蛋白质组分与加工品质对灌浆期弱光的响应.生态学报,2012,32(1):0265鄄0273.
Li W Y, Yan S H, Wang Z L. Comparison of grain protein components and processing quality in responses to dim light during grain filling between strong
and weak gluten wheat cultivars. Acta Ecologica Sinica,2012,32(1):0265鄄0273.
强筋与弱筋小麦籽粒蛋白质组分与
加工品质对灌浆期弱光的响应
李文阳1,2, 闫素辉1, 王振林2,*
(1. 安徽科技学院植物科学学院,凤阳摇 233100; 2. 山东农业大学农学院作物生物学国家重点实验室,泰安摇 271018 )
摘要:选用强筋小麦品种济麦 20 和弱筋小麦品种山农 1391,在大田试验条件下,分别于籽粒灌浆前期(花后 6—9 d)、中期(花
后 16—19 d)和后期(花后 26—29 d)对小麦进行弱光照处理,研究了籽粒产量、蛋白质组分及加工品质的变化。 灌浆期弱光显
著降低小麦籽粒产量,灌浆中期对济麦 20 和灌浆后期对山农 1391 的产量降幅最大。 弱光处理后,籽粒氮素积累量及氮素收获
指数减少。 但弱光使籽粒蛋白质含量显著升高,其中灌浆中期弱光升幅最大,原因可能是由于其粒重降低造成的。 弱光对可溶
性谷蛋白无显著影响,但增加不溶性谷蛋白含量,使谷蛋白聚合指数显著升高,面团形成时间和稳定时间亦升高,籽粒灌浆中、
后期弱光对上述指标的影响较前期大。 灌浆期短暂的弱光照对改善强筋小麦粉质仪参数有利,但使弱筋小麦变劣;并均伴随籽
粒产量的显著降低这一不利影响。
关键词:小麦;蛋白质组分;谷蛋白聚合指数;加工品质;弱光
Comparison of grain protein components and processing quality in responses to
dim light during grain filling between strong and weak gluten wheat cultivars
LI Wenyang1,2, YAN Suhui1, WANG Zhenlin2,*
1 College of Plant Science, Anhui Science and Technology University, Fengyang 233100, China
2 State Key Laboratory of Crop Biology, Agronomy College of Shandong Agricultural University, Tai忆an 271018, China
Abstract: Low light intensity as a result of cloudy or rainy days often occurs during the grain filling of winter wheat
(Triticum aestivum L. ) in Huanghuai region of China, largely affecting grain yield and quality. Many investigators have
demonstrated the effects of shading on photosynthesis, dry matter accumulation, grain yield and its components of winter
wheat. However, there are few reports on the effects of shading on protein compositions and processing quality in wheat
grain. The strong gluten wheat cultivars are remarkably different from the weak gluten cultivars in many grain quality
parameters. This study attempted to determine the processing quality and protein compositions of wheat cultivars differing in
quality type wheat grown under low light intensity at different grain filling stages. Two wheat cultivars, Jimai 20 ( strong
gluten wheat cultivars) and Shannong 1391 (weak gluten wheat cultivars), were used to investigate the effect of dim light
on grain yield, protein compositions and processing quality. The field was shaded by the black nets with 90% shading over
the plants in early (6—9 d after anthesis, S1 treatment), middle (16—19 d after anthesis, S2 treatment) and late (26—
29 d after anthesis, S3 treatment) grain filling. The treatments were arranged in a randomized complete design with three
replications.
The results showed that dim light after anthesis remarkably reduced grain yield, especially in S2 treatment for Jimai 20
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and S3 treatment for Shannong 1391. Shading stress after anthesis significantly decreased the kernel weight. The kernel
number per spike had great difference in treatments. The low light stress of S1 treatment reduced the kernel number per
spike, in fact, it reduced the upper kernel number per spike, and the decrease extent of kernel weight of S1 treatment was
lower than S2 and S3 treatments. Under shading condition, grain nitrogen accumulation and nitrogen harvest index
decreased sharply in both cultivars. Dim light after anthesis significantly increased the grain protein content in both
cultivars, especially at the middle grain filling stage, and the trend as following: S2 >S3 >S1 >Control. Combined grain
protein content with kernel weight, we suggested that it was less kernel weight that increased protein content of shading
treatments. Under shading stress, especially at middle and late grain filling stages, the insoluble glutenin content enhanced
significantly, but the soluble glutenin content was no significant difference with the control, then, the glutenin
polymerization index in grain increased sharply. Compared with the control, The dry and wet gluten contents and
sedimentation values were all significantly increased at three shading stress. And dim light after anthesis significantly
increased the dough development time and stability time, especially at middle and late grain filling stages. After it was
analyzed that the relationship between the farinograph parameters and insoluble glutenin content and glutenin polymerization
index of two wheat cultivars. The results suggested that different farinograph parameters were tied up by the differences of
insoluble glutenin contents and glutenin polymerization indexes between the cultivars. Insoluble glutenin contents and
glutenin polymerization indexes affected farinograph parameters, and then influenced wheat grain processing quality. .
Transient shading stress during grain filling improved farinograph parameters for strong gluten wheat cultivars, but worsen
farinograph parameters for weak gluten wheat cultivars. And grain yield decreased significantly at one time.
Key Words: winter wheat (Triticum aestivum L. ); protein components; glutenin polymerization index; processing quality;
dim light
光照是影响小麦生长发育的重要气候因子[1鄄2]。 在我国黄淮麦区,小麦生育后期常遇由阴、雨等气候引
起的弱光照天气,使籽粒发育和物质充实受到严重影响,制约了小麦籽粒产量和品质的形成[1鄄3]。 蛋白质既
是小麦籽粒中重要的营养成分,也是衡量加工品质的重要指标,籽粒蛋白质的含量、组分和结构决定了面团理
化特性和面粉最终用途[4鄄7]。 小麦籽粒蛋白质按其分子量与结构特点可分为单体蛋白(主要由清蛋白、球蛋
白和醇溶蛋白组成)、可溶性谷蛋白和不溶性谷蛋白[8]。 麦谷蛋白是面筋蛋白的主要成分,是影响面团弹性
的重要因素[5鄄6]。 Don等[8鄄9]研究发现,谷蛋白大聚合体在小麦胚乳中是以球形谷蛋白颗粒组成的,谷蛋白颗
粒的大小决定了面团形成所需要的搅拌时间和谷蛋白大聚合体的流变特性。 小麦籽粒蛋白质含量和组分不
仅为遗传特性所控制,而且还为栽培环境因素所影响[9]。 研究表明,在一定范围内增施氮肥有利于提高籽粒
蛋白质含量[10],孕穗期施氮可明显提高籽粒谷蛋白含量和谷蛋白 /醇溶蛋白比值[11];灌溉量或降水量与籽粒
蛋白质含量呈负相关[12],减少灌溉可提高籽粒球蛋白和谷蛋白含量[13]。 籽粒灌浆期弱光可增加籽粒蛋白质
含量[1],但弱光增加了氮浓度,却降低了氮含量[14];低光照强度使小麦籽粒谷蛋白 /醇溶蛋白比值升高[15],然
而,弱光对籽粒谷蛋白组分的影响,迄今了解尚少。
强筋与弱筋小麦品种在籽粒蛋白质及品质指标等方面存在显著的基因型差异,对栽培环境因素的反映亦
存在差异。 曹承富等[16]研究提出,施氮量在 0—300 kg / hm2范围内,氮素与强筋品种蛋白质含量呈显著正相
关,与弱筋品种蛋白质含量呈二次曲线关系。 Guttieri等[17]研究认为,不同小麦品种揉面曲线峰高、和面时间
和面包体积等品质指标对灌水的反应明显不同。 在小麦生产上,籽粒灌浆期光照条件变化引起籽粒加工品质
的不一致性和不稳定性一直是制约优质小麦生产的重要问题,然而关于灌浆期弱光对不同品质类型小麦品种
籽粒蛋白质组分和加工品质的影响特点,迄今尚不明确。 本研究选用代表性强筋和弱筋小麦品种,在大田条
件下,研究不同灌浆阶段弱光对籽粒蛋白质组分及加工品质的影响,旨在阐明灌浆期弱光影响小麦籽粒品质
形成的生理基础,为小麦高产优质栽培提供理论依据。
662 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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1摇 材料与方法
1. 1摇 种植方式与试验设计
试验于 2005 年 10 月至 2007 年 6 月在山东农业大学农学试验站进行。 试验地耕层(0—20 cm)土壤含有
机质 1. 23% 、全氮 0. 091% 、碱解氮 87. 2 mg / kg、速效磷 18. 6 mg / kg、速效钾 57. 5 mg / kg。 供试小麦品种为强
筋小麦济麦 20 和弱筋小麦山农 1391。 种植密度 180 万株 / hm2,小区面积为 3 m 伊 3 m=9 m2。 播种期为 2005
年 10 月 15 日和 2006 年 10 月 10 日,收获期为 2006 年 6 月 10 日和 2007 年 6 月 8 日。 播种前施基肥纯氮 120
kg / hm2、P2O5 75 kg / hm2、K2O 120 kg / hm2,拔节期追施纯氮 120 kg / hm2。 其他管理同一般高产田。
试验设籽粒灌浆前期(开花后 6—9 d,S1)、中期(开花后 16—19 d,S2)、后期(开花后 26—29 d,S3)弱光
照处理,3 次重复,随机区组排列,利用透光率为 10%黑色遮阳网进行弱光处理。 遮阳网距小麦群体表面保持
60cm左右,以不影响群体内通风状况。 弱光处理对小麦群体小气候的影响见表 1,其中光照强度是用 Lx鄄101
照度计于小麦群体表层的测定值;CO2浓度、温度和湿度分别用便携式 CO2分析仪测定和 DWHJ鄄2 温湿两用计
测定。 数据均于每天 11:00 测定。
表 1摇 弱光处理对小气候的影响(2005—2006 年)
Table 1摇 Effect of shading treatment on field microclimate in growth season 2005—2006
处理
Treatments
光照强度
Light intensity
/ (滋mol·m-2·s-1)
CO2浓度
CO2 Concentration
/ (滋mol / mol)
温度
Air temperature
/ 益
湿度
Humidity
/ %
CK 966. 4依7. 3 a 356. 2依0. 5 a 23. 1依0. 5 a 17. 9依0. 2 a
S1 98. 7依0. 9 b 357. 4依0. 8 a 22. 6依0. 4 a 18. 5依0. 3 a
摇 摇 表中数据为花后 6—9 d处理 4 d的平均值;花后 16—19 d、26—29 d处理间小气候状况与花后 6—9 d基本相同; 不同小写字母表示处理间
平均值达显著差异;CK: control;S1 开花后 6—9 d弱光处理 Shading from 6 to 9 days after anthesis
1. 2摇 取样方法
成熟期,每小区取 10 个麦穗,依据参考文献[18,19]将籽粒区分为下位粒(小穗基部第 1、2 位籽粒)和上位
粒(除小穗基部第 1、2 位外的籽粒)进行考种;每小区取 10 个单茎,分为籽粒和营养器官,70益烘干,用于干物
重、氮素含量、籽粒蛋白质组分含量测定。 小麦籽粒收获并储存 3 个月后,进行籽粒品质测定。
1. 3摇 测定项目及方法
1. 3. 1摇 蛋白质组分
根据 Wang和 Kovacs方法[9]进行。 称 0. 1 g全麦粉,用含 0. 75 mol / LNaI的 7. 5%正丙醇溶液 1 mL提取
单体蛋白,在 30益下用恒温混合器混合 30 min,12000伊g离心 10 min,上清液转移到 5 mL 离心管中。 将上述
步骤重复 3 次,混合 3 次提取液,放在避光处保存备用。 用 40%正丙醇溶液 1 mL提取可溶性谷蛋白,步骤同
单体蛋白。 用含 0. 2% DTT的 40%正丙醇溶液 1 mL提取不溶性谷蛋白,提取温度 60 益,其他步骤同单体蛋
白。 取蛋白质组分提取液 0. 2 mL,加 40%三氯乙酸 3 mL,混匀,静置 40 min,于 590 nm比色。 利用微量凯氏
定氮法,把标准样品的单体蛋白、可溶性谷蛋白和不溶性谷蛋白的吸光值转换为蛋白质的实际含量,进而计算
出待测样品的蛋白质组分含量。
1. 3. 2摇 品质指标
面粉用德国 Brabender公司生产的 Senior 试验磨磨制,籽粒水分调至 14% 。 湿、干面筋含量依据 GB /
T5506—1985 进行测定;沉降值依据 AACC56鄄61A测定;粉质仪参数用德国 Brabender 公司产的 810106002 型
粉质仪依据 AACC54鄄210 测定。
1. 4摇 数据统计与分析
试验数据利用 Microsoft Excel 2003、DPS 3. 01(Data Processing System)和 Originpro 7. 5 软件进行处理。
2摇 结果与分析
2. 1摇 籽粒产量及穗部性状
摇 摇 小麦灌浆期弱光均显著降低籽粒产量(图 1)。 两品种对不同灌浆阶段弱光的反应不同,灌浆中期弱光对
762摇 1 期 摇 摇 摇 李文阳摇 等:强筋与弱筋小麦籽粒蛋白质组分与加工品质对灌浆期弱光的响应 摇
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济麦 20、灌浆后期弱光对山农 1391 产量的降幅最大。 说明不同品种对弱光的敏感时期不同。 品种间比较,
弱光对济麦 20 产量的降幅较山农 1391 大。
图 1摇 弱光对小麦籽粒产量的影响
Fig. 1摇 Effect of dim light on grain yield of wheat in growth seasons 2005—2006 and 2006—2007
不同小写字母表示同品种内处理间平均值达显著差异;S1 开花后 6—9 d弱光处理;S2 开花后 16—19 d弱光处理;S3 开花后 26—29 d弱光
处理; CK: control
灌浆期弱光降低小麦籽粒重(表 2)。 在灌浆前期、中期和后期弱光处理后,济麦 20 籽粒重较对照下降
9郾 8% 、17. 6% 、13. 3% (2005—2006 年)和 10. 9% 、18. 6% 、14. 3% (2006—2007 年);山农 1391 籽粒重的降幅
为 2郾 1% 、14% 、17. 9% (2005—2006 年)和 5. 9% 、15. 1% 、19% (2006—2007 年)。
两品种灌浆前期弱光处理穗粒数显著低于对照,其中弱光显著降低上位粒数,对下位粒数无显著影响
(表 2)。 灌浆中、后期弱光处理穗粒数与对照无显著差异。 说明,上位粒数的减少和粒重的降低是灌浆前期
弱光使产量降低的原因。
表 2摇 弱光对小麦穗部性状的影响
Table 2摇 Effect of dim light on spike characteristics of wheat
品种
Cultivar
处理
Treatment
2005—2006
粒重
1鄄kernel
weight
/ (mg /粒)
穗粒数
Kernels
per spike
下位粒数
Basal
kernels
per spike
上位粒数
Upper
kernels
per spike
2006—2007
粒重
1鄄kernel
weight
(mg /粒)
穗粒数
Kernels
per spike
下位粒数
Basal
kernels
per spike
上位粒数
Upper
kernels per
spike
济麦 20 CK 43. 7依0. 7 a 36. 6依1. 2 a 21. 5依0. 9 a 15. 1依0. 3 a 41. 5依0. 8 a 37. 5依1. 3 a 22. 7依0. 8 a 14. 8依0. 5 a
S1 39. 4依0. 6 b 27. 4依1. 3 b 21. 3依0. 9 a 6. 1依0. 4 b 37. 0依0. 7 b 28. 7依1. 1 b 22. 4依0. 7 a 6. 3依0. 4 b
S2 36. 0依0. 5 d 36. 8依1. 4 a 21. 9依1 a 14. 9依0. 4 a 33. 8依0. 6 d 37. 3依1. 2 a 22. 5依0. 8 a 14. 8依0. 4 a
S3 37. 9依0. 6 c 36. 5依1. 3 a 21. 7依0. 8 a 14. 8依0. 5 a 35. 5依0. 6 c 37. 7依1. 1 a 22. 8依0. 8 a 14. 9依0. 3 a
山农 1391 CK 62. 9依0. 8 a 40. 7依1. 4 a 23. 2依0. 9 a 17. 5依0. 5 a 61. 7依1. 2 a 41. 8依1. 3 a 26. 3依0. 9 a 15. 5依0. 4 a
S1 61. 6依0. 7 a 36. 1依1. 5 b 22. 5依1. 1 a 13. 6依0. 4 b 58. 1依1 b 37. 7依1. 2 b 26. 6依0. 8 a 11. 1依0. 4 b
S2 54. 1依0. 9 b 40. 6依1. 4 a24依1. 1 a 16. 6依0. 3 a 52. 4依0. 9 c 41. 1依1. 3 a 26. 8依0. 9 a 14. 3依0. 4 a
S3 51. 6依0. 7 c 40. 9依1. 5 a 23. 5依1. 1 a 16. 9依0. 4 a50依0. 8 d 41. 5依1. 1 a 25. 7依0. 8 a 15. 8依0. 3 a
摇 摇 不同小写字母表示同品种内处理间平均值达显著差异; S1 开花后 6—9 d弱光处理 Shading from 6 to 9 days after anthesis;S2 开花后 16—19 d
弱光处理 Shading from 16 to 19 days after anthesis;S3 开花后 26—29 d弱光处理 Shading from 26 to 29 days after anthesis; CK: control
2. 2摇 蛋白质含量
籽粒蛋白质是影响小麦加工品质的物质基础。 小麦灌浆期弱光使籽粒蛋白质含量显著升高,其中灌浆中
期弱光处理的升幅最大,后期次之,前期最小(图 2),两小麦品种表现基本一致。 强筋小麦济麦 20 籽粒蛋白
质含量显著高于弱筋小麦山农 1391。
2. 3摇 籽粒氮素积累量与氮素收获指数
小麦花后弱光显著降低籽粒氮素积累量和氮素收获指数(图 3)。 与山农 1391 相比,弱光对济麦 20 的氮
862 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 2摇 弱光对籽粒蛋白质含量的影响
Fig. 2摇 Effect of dim light on grain protein content in growth seasons 2005—2006 and 2006—2007
不同小写字母表示同品种内处理间平均值达显著差异
图 3摇 弱光对籽粒氮素积累量与氮素收获指数的影响(2005—2006)
Fig. 3摇 Effect of dim light on grain nitrogen accumulation and nitrogen harvest index (2005—2006)
不同小写字母表示同品种内处理间平均值达显著差异
素积累和分配影响较大。 灌浆前期弱光对两小麦品种氮素收获指数的降幅最大,后期次之,中期最小。 同一
处理条件下,强筋品种济麦 20 的氮素积累量显著低于弱筋品种山农 1391,而氮素收获指数显著高于弱筋品
种山农 1391。
2. 4摇 蛋白质组分含量
将籽粒蛋白质分为单体蛋白、可溶性谷蛋白和不溶性谷蛋白进一步分析。 灌浆期弱光处理后,两小麦品
种籽粒单体蛋白含量显著升高,其中灌浆中期弱光对单体蛋白含量影响最大(图 4)。 弱光对可溶性谷蛋白含
量无显著影响(图 4),但弱光处理不溶性谷蛋白含量显著高于对照,其中灌浆中、后期弱光升高的幅度较前期
大(图 4)。 与对照相比,灌浆中、后期弱光处理谷蛋白聚合指数(不溶性谷蛋白含量 /谷蛋白含量)显著升高;
灌浆前期弱光处理谷蛋白聚合指数与对照无显著差异(图 4)。
2. 5摇 加工品质
由表 3 可以看出,弱光处理后,小麦面粉湿、干面筋含量和沉淀值显著升高,其中灌浆中期弱光增幅最大,
后期次之,前期最小,这与籽粒蛋白质含量变化趋势基本一致。 品种间比较,强筋品种济麦 20 的升幅较弱筋
品种山农 1391 高。 灌浆期不同阶段的短暂弱光对小麦籽粒出粉率无显著影响。 不同阶段弱光对两小麦品种
面粉吸水率、面团形成时间和面团稳定时间影响不同,其中灌浆中、后期弱光显著高于对照,而灌浆前期弱光
对其无显著影响。
相关性分析表明,两小麦品种籽粒粉质仪参数与不溶性谷蛋白含量(图 5A、5C)、谷蛋白聚合指数(图
962摇 1 期 摇 摇 摇 李文阳摇 等:强筋与弱筋小麦籽粒蛋白质组分与加工品质对灌浆期弱光的响应 摇
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5B、5D)呈显著或极显著正相关;与粗蛋白、单体蛋白及可溶性蛋白含量无显著相关。
图 4摇 弱光对籽粒蛋白质组分含量及谷蛋白聚合指数的影响(2005—2006)
Fig. 4摇 Effect of dim light on grain protein composition content and polymerization index of glutenin (2005—2006)
不同小写字母表示同品种内处理间平均值达显著差异
表 3摇 弱光对籽粒加工品质的影响(2005—2006 年)
Table 3摇 Effect of dim light on grain processing quality (2005—2006)
品种
Cultivar
处理
Treatment
湿面筋
Wet gluten
/ %
干面筋
Dry gluten
/ %
沉淀值
Sedimentation
value
/ mL
出粉率
Flour yield
/ %
吸水率
Water
absorption
/ %
面团形成时间
Dough
development
time / min
面团稳定时间
Dough
stability time
/ min
济麦 20 CK 33. 6依0. 5 d 11. 9依0. 1 d 31. 4依0. 2 c 71. 5依0. 4 a 63. 4依0. 2 b 7. 5依0. 1 b 12. 6依0. 2 d
S1 37. 5依0. 4 c 13. 6依0. 1 c 32. 5依0. 3 b 71. 4依0. 3 a 64依0. 3 a 7. 7依0. 2 b 13. 2依0. 2 c
S2 41. 5依0. 5 a 15. 5依0. 2 a 34. 2依0. 4 a 71. 2依0. 2 a 64. 4依0. 3 a 8. 9依0. 2 a 18. 7依0. 2 a
S3 40. 3依0. 4 b 14. 9依0. 1 b 33. 8依0. 3 a 71. 2依0. 3 a 64. 2依0. 2 a 8. 6依0. 2 a 16. 4依0. 3 b
山农 1391 CK 25. 3依0. 3 c 8. 7依0. 1 b 23. 5依0. 2 c 68. 3依0. 3 a 58. 8依0. 2 b 1. 9依0. 1 b 0. 9依0. 2 b
S1 26. 9依0. 4 b 9. 3依0. 1 a 24. 8依0. 3 b 68. 3依0. 3 a 59. 2依0. 2 ab 2. 0依0. 1 b 1. 1依0. 1 b
S2 27. 9依0. 5 a 9. 8依0. 1 a 26. 3依0. 2 a 68. 5依0. 4 a 60. 5依0. 4 a 2. 4依0. 2 a 1. 6依0. 1 a
S3 27. 1依0. 4 ab 9. 6依0. 2 a 25. 7依0. 2 a 68. 2依0. 3 a 60. 2依0. 3 a 2. 3依0. 1 a 1. 6依0. 2 a
摇 摇 不同小写字母表示同品种不同处理间平均值达显著差异
3摇 讨论
3. 1摇 灌浆期弱光与籽粒蛋白质含量的关系
James和 Gary[20]研究发现,短日照(8 h / d)时小麦叶片硝态氮含量降低,硝酸还原酶活性降低,使植株氮
素代谢受到抑制。 本研究发现,小麦灌浆不同阶段弱光胁迫后,籽粒蛋白质含量却显著升高,但籽粒氮素积累
量却显著降低。 结合小麦籽粒重的变化表明,灌浆期弱光处理籽粒蛋白质含量升高可能是由粒重降低造
成的。
田纪春等[20]研究认为,小麦籽粒较高蛋白质含量与其营养器官中贮藏的氮素转运率高密切相关。 开花
前营养器官贮藏氮素的转运是小麦籽粒氮素的主要来源[21]。 小麦弱光处理后,残留在营养器官氮素含量增
072 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 32 卷摇
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图 5摇 小麦粉质仪指标与不溶性谷蛋白含量(A、C)和谷蛋白聚合指数(B、D)的关系(2005—2006 年)
Fig. 5摇 Relations of farinograph parameters to insoluble glutenin content (A, C) and glutenin polymerization index (B, D) (2005—2006)
茵: 济麦 20; 阴: 山农 1391; *,**分别代表 0. 05 和 0. 01 显著性水平
加,而转移到籽粒的氮素显著减少,造成氮素收获指数显著降低,这表明籽粒蛋白质含量的升高并没有提高其
氮素的收获指数。
3. 2摇 灌浆期弱光对强筋与弱筋小麦加工品质的影响及生理基础
本研究表明,灌浆期弱光对强筋和弱筋这两类优质小麦面筋含量、沉淀值和面团粉质仪指标等食品加工
品质的影响基本一致。 灌浆期不同阶段弱光均显著增加小麦面筋含量和沉淀值;灌浆中、后期弱光使小麦面
粉的吸水率、面团形成时间和稳定时间显著升高,灌浆前期弱光对粉质仪参数影响较小。 由于不同类型专用
小麦对籽粒品质的差异需求,即强筋品种具有较高的蛋白质含量与面团形成和稳定时间,而弱筋品种需要较
低的蛋白质含量与面团形成和稳定时间[22],因此灌浆期短暂的较弱光照强度对可能有利改善强筋品种的加
工品质,但使弱筋品种加工品质变劣。
蛋白质既是小麦籽粒中重要的营养成分,也是衡量加工品质的重要指标。 小麦籽粒加工品质不仅与蛋白
质含量有关,而且与蛋白质组分、结构的关系更密切。 研究表明,小麦面粉中谷蛋白含量、谷蛋白 /醇溶蛋白比
值与面团的揉混、延伸等流变学特性和面包制作品质关系密切[22鄄23]。 谷蛋白是小麦籽粒加工品质的重要决
定因素,不溶性谷蛋白和可溶性谷蛋白含量与加工品质关系密切[24]。 Sapirstein 和 Fu[25]研究认为,可溶性谷
蛋白与最大拉伸阻力显著负相关,Gupta等[26]研究认为,不溶性谷蛋白与最大拉伸阻力显著正相关。 本试验
研究发现,小麦灌浆期(主要是灌浆中后期)弱光处理使籽粒谷蛋白质组分发生显著变化,不溶性谷蛋白含量
显著增加,进而显著提高了谷蛋白聚合指数。 这与面团形成时间和稳定时间的变化趋势是一致的(图 5)。 表
明,弱光使籽粒不溶性谷蛋白增加和谷蛋白聚合指数升高,是弱光使两品种粉质仪参数显著增加的一个重要
172摇 1 期 摇 摇 摇 李文阳摇 等:强筋与弱筋小麦籽粒蛋白质组分与加工品质对灌浆期弱光的响应 摇
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原因。
4摇 结论
灌浆期不同阶段弱光均显著降低小麦籽粒产量。 弱光使籽粒蛋白质含量显著升高,原因可能是由粒重降
低造成。 灌浆中、后期短暂弱光显著提高小麦籽粒不溶性谷蛋白含量及谷蛋白聚合指数,这对改善强筋小麦
粉质仪参数这一重要加工品质指标有利,但不利于弱筋小麦的改善。
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372摇 1 期 摇 摇 摇 李文阳摇 等:强筋与弱筋小麦籽粒蛋白质组分与加工品质对灌浆期弱光的响应 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 32,No. 1 January,2012(Semimonthly)
CONTENTS
Allee effects of local populations and the synchrony of metapopulation LIU Zhiguang, ZHAO Xue, ZHANG Fengpan, et al ( 1 )…
Effects of leaf hair points on dew deposition and rainfall evaporation rates in moss crusts dominated by Syntrichia caninervis,
Gurbantunggut Desert, northwestern China TAO Ye, ZHANG Yuanming ( 7 )…………………………………………………
The influence of freshwater鄄saline water mixing on phytoplankton growth in Changjiang Estuary
WANG Kui, CHEN Jianfang, LI Hongliang, et al ( 17 )
………………………………………
…………………………………………………………………………
The responses of hydrological indicators to watershed characteristics TIAN Di,LI Xuyong,Donald E. Weller ( 27 )…………………
Lake nutrient ecosystems in the east鄄central moist subtropical plain of China KE Xinli, LIU Man, DENG Xiangzheng ( 38 )………
The current water trophic status in Tiaoxi River of Taihu Lake watershed and corresponding coping strategy based on N / P ratio
analysis NIE Zeyu,LIANG Xinqiang,XING Bo,et al ( 48 )………………………………………………………………………
Reversion and analysis on cyanobacteria bloom in Waihai of Lake Dianchi SHENG Hu, GUO Huaicheng, LIU Hui, et al ( 56 )……
Effects of cutting disturbance on spatial heterogeneity of fine root biomass of Larix principis鄄rupprechtii
YANG Xiuyun,HAN Youzhi,ZHANG Yunxiang,et al ( 64 )
………………………………
………………………………………………………………………
Responses of elm (Ulmus pumila) woodland to different disturbances in northeastern China
LIU Li,WANG He,LIN Changcun,et al ( 74 )
…………………………………………
………………………………………………………………………………………
Impacts of grazing and climate change on the aboveground net primary productivity of mountainous grassland ecosystems along
altitudinal gradients over the Northern Tianshan Mountains, China ZHOU Decheng, LUO Geping, HAN Qifei, et al ( 81 )……
Response of herbaceous vegetation to phosphorus fertilizer in steppe desert SU Jieqiong, LI Xinrong, FENG Li, et al ( 93 )………
Spatiotemporal characteristics of landscape change in the coastal wetlands of Yancheng caused by natural processes and human
activities ZHANG Huabing, LIU Hongyu,HAO Jingfeng, et al (101)……………………………………………………………
Response of species diversity in Caragana Korshinskii communities to climate factors and grazing disturbance in Shanxi, Shaanxi,
Ningxia and Inner Mongolia ZHOU Ling, SHANGGUAN Tieliang, GUO Donggang, et al (111)…………………………………
Seasonal change of leaf morphological traits of six broadleaf seedlings in South China
XUE Li,ZHANG Rou,XI Ruchun,GUO Shuhong,et al (123)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Correlation analysis on Reaumuria soongorica seed traits of different natural populations in Gansu Corridor
SU Shiping, LI Yi, CHONG Peifang (135)
……………………………
…………………………………………………………………………………………
Carbon fixation estimation for the main plantation forest species in the red soil hilly region of southern鄄central Jiangxi Province,
China WU Dan, SHAO Quanqin, LI Jia, et al (142)……………………………………………………………………………
Effects of clonal integration on growth of Alternanthera philoxeroides under simulated acid rain and herbivory
GUO Wei, LI Junmin, HU Zhenghua (151)
…………………………
…………………………………………………………………………………………
Difference of the fitness of Helicoverpa armigera (H俟bner) fed with different pepper varieties
JIA Yueli, CHENG Xiaodong, CAI Yongping, et al (159)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Hyperspectral estimating models of tobacco leaf area index ZHANG Zhengyang, MA Xinming, JIA Fangfang, et al (168)…………
Temporal and spatial distribution of Bemisia tabaci on different host plants CUI Hongying, GE Feng (176)…………………………
Abundance and composition of CO2 fixating bacteria in relation to long鄄term fertilization of paddy soils
YUAN Hongzhao, QIN Hongling, LIU Shoulong, et al (183)
………………………………
………………………………………………………………………
Effect of Leucaena leucocephala on soil organic carbon conservation on slope in the purple soil area
GUO Tian,HE Binghui,JIANG Xianjun,et al (190)
…………………………………
…………………………………………………………………………………
Isolation and the remediation potential of a Laccase鄄producing Soil Fungus F鄄5
MAO Ting, PAN Cheng, XU Tingting, et al (198)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Spatial heterogeneity of soil microbial biomass in Mulun National Nature Reserve in Karst area
LIU Lu, SONG Tongqing, PENG Wanxia, et al (207)
………………………………………
……………………………………………………………………………
Root functional traits and trade鄄offs in one鄄year鄄old plants of 25 species from the arid valley of Minjiang River
XU Kun, LI Fanglan, GOU Shuiyan, et al (215)
………………………
…………………………………………………………………………………
Spatial distribution of carbon density in grassland vegetation of the Loess Plateau of China
CHENG Jimin, CHENG Jie,YANG Xiaomei, et al (226)
……………………………………………
…………………………………………………………………………
Effect of nitrogen concentration in the subtending leaves of cotton bolls on the strength of source and sink during boll development
GAO Xiangbin, WANG Youhua, CHEN Binglin, et al (238)
…
………………………………………………………………………
Long鄄term tillage effects on soil organic carbon and microbial biomass carbon in a purple paddy soil
LI Hui, ZHANG Junke, JIANG Changsheng,et al (247)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of exogenous calcium on resistance of Hydrilla verticillata (L. f. ) Royle to cadmium stress
MIN Haili, CAI Sanjuan, XU Qinsong, et al (256)
…………………………………
………………………………………………………………………………
Comparison of grain protein components and processing quality in responses to dim light during grain filling between strong and weak
gluten wheat cultivars LI Wenyang, YAN Suhui, WANG Zhenlin (265)…………………………………………………………
Review and Monograph
Salt鄄responsive mechanisms in the plant root revealed by proteomic analyses ZHAO Qi, DAI Shaojun (274)…………………………
The research progress and prospect of watershed ecological risk assessment XU Yan, GAO Junfeng, ZHAO Jiahu, et al (284)……
A review of the environmental behavior and effects of black carbon in soils and sediments WANG Qing (293)………………………
Scientific Note
Variation in main morphological characteristics of Amorpha fruticosa plants in the Qinghai鄄Tibet Plateau
LIANG Kunlun, JIANG Wenqing, ZHOU Zhiyu, et al (311)
………………………………
………………………………………………………………………
Identification of aphid resistance in eleven species from Dendranthema and Artemisia at seedling stage
SUN Ya, GUAN Zhiyong, CHEN Sumei, et al (319)
………………………………
………………………………………………………………………………
Research of padded film for afforestation in coastal argillaceous saline鄄alkali land
JING Feng, ZHU Jinzhao, ZHANG Xuepei, et al (326)
………………………………………………
………………………………………………………………
《生态学报》2012 年征订启事
《生态学报》是中国生态学学会主办的自然科学高级学术期刊,创刊于 1981 年。 主要报道生态学研究原
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法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
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第 32 卷摇 第 1 期摇 (2012 年 1 月)
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