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Relationship between grain quality and the accumulation of nitrogen and sulfur in different wheat cultivars

不同小麦品种氮、硫积累特性与子粒品质的关系


The relationships between grain quality and the accumulation of nitrogen and sulfur in 12 wheat cultivars were examined. The wheat cultivars were classified into three groups: high N/S ratio, medium N/S ratio and low N/S ratio. The results showed that sulfur accumulation correlated positively with nitrogen accumulation (P<0.001), but no significant line correlations between nitrogen harvest index and sulfur harvest index were observed. High N/S ratio cultivars had higher nitrogen accumulation rate but lower sulfur harvest index, or higher nitrogen harvest index but lower sulfur accumulation rate. Medium N/S ratio cultivars had higher nitrogen harvest index and higher sulfur harvest index. Low N/S ratio cultivars had lower nitrogen harvest index, higher sulfur accumulation rate and higher sulfur harvest index. The proportions of nitrogen and sulfur allocation to grain were the main reason causing for the difference of N/S ratio in grain over different cultivars. There were significant differences in the content of glutenin, the glutenin / gliadin ratio, dough development time and stability time between different groups, and all parameters had a quadric curved lines relation with N/S ratio in grain. Suitable N/S ratio in grain was propitious to the accumulation of glutenin and the grain quality.


全 文 :收稿日期:!""#$"%$"! 接受日期:!""#$"&$%&
基金项目:国家自然科学基金项目(’"#""&(’);中国博士后科学基金项目(!""(")%%%"!)资助。
作者简介:王东(%*(’—),男,山东滕县人,博士,副教授,主要从事小麦优质高产生理生态研究。+,-:".’#$#!)(#!#,/0123-:425678972:; ,7:; <5
不同小麦品种氮、硫积累特性与子粒品质的关系
王 东,金士鹏,孙 亮,张 民
(山东农业大学,作物生物学国家重点实验室,山东泰安 !(%"%#)
摘要:依据小麦子粒含硫量和 => ?比值的差异,用聚类分析方法,将供试的 %!个小麦品种分为 ’ 组:高 => ?比组、
中 => ?比组和低 => ?比组。研究不同类型小麦氮硫积累特性及其与子粒品质的关系,结果表明,小麦植株的氮素
积累量与硫素积累量呈极显著正相关,氮素收获指数与硫素收获指数之间无显著线性相关关系。高 => ?比组品种
具有较高的氮素积累量或氮素收获指数,但硫素收获指数或硫素积累量相应较低;中 => ?比组品种氮素收获指数
高,硫素收获指数亦高;低 => ?比组品种硫素积累量和硫素收获指数均较高,但氮素收获指数较低,植株体积累的
氮素和硫素在子粒中分配比例的不同是品种间子粒 => ?比值差异的重要原因。不同 => ?比组品种比较,子粒谷蛋
白含量、谷蛋白含量与醇溶蛋白含量比值、面团形成时间和稳定时间存在显著差异,且与子粒 => ?比值呈极显著二
次曲线关系,适宜的 => ?比有利于子粒谷蛋白的积累及子粒品质的形成。
关键词:冬小麦;品种;氮硫积累;蛋白质组分;加工品质
中图分类号:?.%!@%;A*).@%! 文献标识码:B 文章编号:%""#$.".C(!""*)"%$"")%$"(
!"#$%&’()*&+ ,"%-""( ./$&( 01$#&%2 $(3 %*" $44151#$%&’( ’6 (&%/’."( $(3
)1#61/ &( 3&66"/"(% -*"$% 41#%&7$/)
DB=E FG56,HI= ?J30K,56,?L= M3256,NOB=E P35
(!"#"$ %$& ’#()*#")*& )+ ,*)- ./)0)1&,!2#34)31 51*/670"7*#0 83/9$*:/"&,;#/#3,!2#34)31 <=>?>@,,2/3#)
8,)%/$4%:+J, Q,-2R3G59J3K9 S,R4,,5 6Q235 T:2-3RU 257 RJ, 2<<:1:-2R3G5 GV 53RQG6,5 257 9:-V:Q 35 %! 4J,2R <:-R3W2Q9 4,Q,
,X2135,7; +J, 4J,2R <:-R3W2Q9 4,Q, <-2993V3,7 35RG RJQ,, 6QG:K9:J36J = > ? Q2R3G,1,73:1 = > ? Q2R3G 257 -G4 = > ? Q2R3G ;
+J, Q,9:-R9 9JG4,7 RJ2R 9:-V:Q 2<<:1:-2R3G5 <25R -35, ? Q2R3G <:-R3W2Q9 J27
J36J,Q 53RQG6,5 2<<:1:-2R3G5 Q2R, S:R -G4,Q 9:-V:Q J2QW,9R 357,X,GQ J36J,Q 53RQG6,5 J2QW,9R 357,X S:R -G4,Q 9:-V:Q 2<<:0
1:-2R3G5 Q2R, ; P,73:1 = > ? Q2R3G <:-R3W2Q9 J27 J36J,Q 53RQG6,5 J2QW,9R 357,X 257 J36J,Q 9:-V:Q J2QW,9R 357,X; MG4 = > ?
Q2R3G <:-R3W2Q9 J27 -G4,Q 53RQG6,5 J2QW,9R 357,X,J36J,Q 9:-V:Q 2<<:1:-2R3G5 Q2R, 257 J36J,Q 9:-V:Q J2QW,9R 357,X; +J, KQG0
KGQR3G59 GV 53RQG6,5 257 9:-V:Q 2--G<2R3G5 RG 6Q235 4,Q, RJ, 1235 Q,29G5 <2:9356 VGQ RJ, 73VV,Q,5<, GV = > ? Q2R3G 35 6Q235 GW,Q
73VV,Q,5R <:-R3W2Q9 ; +J,Q, 4,Q, 93653V3<25R 73VV,Q,5<,9 35 RJ, 6-32735 Q2R3G,7G:6J 7,W,-0
GK1,5R R31, 257 9R2S3-3RU R31, S,R4,,5 73VV,Q,5R 6QG:K9,257 2-- K2Q21,R,Q9 J27 2 T:27Q3< <:QW,7 -35,9 Q,-2R3G5 43RJ = > ?
Q2R3G 35 6Q235 ; ?:3R2S-, = > ? Q2R3G 35 6Q235 429 KQGK3R3G:9 RG RJ, 2<<:1:-2R3G5 GV 6-:R,535 257 RJ, 6Q235 T:2-3RU ;
9"2 -’/3):435R,Q 4J,2R;<:-R3W2Q;2<<:1:-2R3G5 GV 53RQG6,5 257 9:-V:Q;KQGR,35 小麦的加工品质与子粒蛋白质各组分的含量及
其比例密切相关[%]。氮和硫是含硫蛋白质的重要组
成成分,子粒中氮素和硫素含量及氮素含量与硫素
含量的比值(= > ?比)对子粒蛋白质各组分的合成与
积累及子粒品质的改善有显著影响[!]。有研究表
明,小麦的氮素代谢和硫素代谢之间存在密切联系,
子粒氮、硫含量及 = > ? 比值受基因型和氮、硫营养
供给水平等的影响[’]。一般认为高氮缺硫会导致小
麦子粒中硫素含量降低,= > ? 比值增加,!$醇溶蛋
白和高分子量谷蛋白亚基(OPD$E?)比例增加,
植物营养与肥料学报 !""*,%.(%):)%$)(
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Y-25R =:RQ3R3G5 257 [,QR3-3\,Q ?<3,5<,
!!醇溶蛋白、"!醇溶蛋白和低分子量谷蛋白亚基
("#$!%&)比例减少,子粒品质变劣[’!(],但不同品
质类型小麦子粒蛋白质各组分积累对氮、硫供给水
平的反应存在明显差异[)],这可能与不同类型小麦
的氮、硫代谢特点有关[*],但目前关于不同类型小麦
氮、硫积累特性与子粒蛋白质组分合成及子粒品质
关系的研究鲜见报道。
本文选用在黄淮海麦区推广的强筋和中筋小麦
的代表性品种为试验材料,依据品种间子粒含硫量
和 + , & 比值的差异分类,并探讨不同类型小麦氮、
硫积累特性及其与子粒品质的关系,进一步揭示小
麦子粒品质形成规律,为优质专用小麦品种的选育
和栽培提供理论依据。
! 材料与方法
!"! 试验设计
试验于 -..(!-..) 年在山东农业大学试验农
场进行。选用强筋小麦品种郑麦 /.-0、1/.2!22、国
优一号、藁优 /’2(、藁优 /’22、济南 2*、淄麦 2-、豫麦
0’、烟农 2(、烟农 2/,中筋小麦品种鲁麦 -2、山农 ))’
为试验材料。试验地土壤类型为棕壤,.—-. 34土
层有机质含量 205/- 6 , 76、全氮 .51* 6 , 76、水解氮
22-5’- 46 , 76、速效磷 *’5.) 46 , 76、速效钾 1/5()
46 , 76、有效硫 215/2 46 , 76,89值为 )52(。用尿素
作氮肥,过磷酸钙作磷肥,硫酸钾(含 :-; (.<,&
21<)作钾肥和硫肥。施氮(+)-’. 76 , =4-、施磷
(>-;()2.( 76 , =4-、施钾(:-;)20( 76 , =4-、施硫(&)
’15) 76 , =4-。磷、钾、硫肥全部基施,氮肥基施 (.
<,拔节期追施 (.<。基肥撒匀后立即耕翻,追肥
采用沟施。小麦生育期内灌溉底墒水、冬水、拔节水
和灌浆水,采用畦灌方式,每次灌水 ).. 40 , =4-。小
区面积为 25( 4 ? 1 4 @ 2- 4-,重复 0次,随机区组
排列。基本苗为 2(.株 , 4-,田间管理同丰产田。
!"# 田间取样与测定方法
成熟期取植株样品,按叶片、茎秆 A叶鞘、颖壳
A穗轴、子粒分样,于 *. B烘至恒重,称重、粉碎后
测定全氮和全硫含量。采用 9-&;’!9-;-消煮,半微
量凯氏定氮法测氮[1];9+;0!9CD;’ 消煮,用日本岛
津等离子体分析仪测硫[/]。
每小区收获 ’ 4-脱粒晒干,用于子粒粗蛋白含
量、蛋白质组分含量及加工品质的测定。采用
%E((22!1((半微量凯氏定氮法)方法测定子粒含
氮量,按子粒含氮量乘以 (5* 计算子粒粗蛋白含量。
采用累进提取法提取,用半微量凯氏定氮法测定子
粒蛋白质组分含量[2.!22]。
用德国 EFGHIJKIF公司产 11.2.2型小型实验磨
制粉,细度为 2.. 目。用德国 EFGHIJKIF 公司产
12.2.)..- 型粉质仪,按美国谷物化学家协会
(LLCC)(’!-2标准[2-]测定面团流变学特性。
!"$ 数据处理
数据统计分析在 M>& -... 数据处理系统上进
行。参照张晓艳等[20]的方法计算:氮(硫)素收获
指数 @ 子粒氮(硫)素积累量 ,全株氮(硫)素积累
量 ? 2..<。聚类分析采用欧氏距离—最短距离法。
# 结果与分析
#"! 不同小麦品种子粒中含氮量与含硫量及 % & ’
比值的差异
由表 2可以看出,不同品种子粒含氮量、含硫量
及含氮量与含硫量的比值(+ , & 比)均存在显著差
异。各指标差异范围,含氮量为 --51(! -15-/
46 , 6,含硫量为 25’/2!-52-/ 46 , 6,+ , &比为 225-)
!2)5**。与子粒含硫量的变异系数相比,子粒含氮
量的变异系数较小,说明不同品种子粒 + , &比值的
差异主要来自于含硫量的变化。依据子粒含硫量和
+ , &比,对本试验选用的 2-个小麦品种进行聚类分
析,在欧氏距离 25’2处可以分为 0组(图 2):高 + , &
比组,包括济南 2*、淄麦 2-、豫麦 0’、烟农 2(、烟农
2/;中 + , & 比组,包括郑麦 /.-0、1/.2!22、国优一
号、藁优 /’2(、藁优 /’22;低 + , & 比组,包括鲁麦
-2、山农 ))’。各组平均 + , & 比分别为:2)5.(、
2’52’、225’-。
#"# 不同小麦品种氮素和硫素积累与分配的差异
由表 -可以看出,不同品种氮素积累量、氮素收
获指数、硫素积累量和硫素收获指数均存在显著差
异,指标间相关分析表明,植株的氮素积累量与硫素
积累量呈极显著正相关(!" @ ! -5’1’( A .520/- #$,
% @ .51’’’,& N .5..2,’( @ 2.),氮素收获指数与
硫素收获指数之间无显著线性相关关系( % @
.502(*,& O .5.(,’( @ 2.),说明植株氮素和硫素的
积累存在协同作用,而不同品种植株体氮素和硫素
向子粒分配的相对比例存在明显的基因型差异。不
同 + , &比组品种比较,高 + , &比组品种具有较高的
氮素积累量或氮素收获指数,但硫素收获指数或硫
素积累量相应较低;中 + , &比组品种氮素收获指数
高,硫素收获指数亦高;低 + , &比组品种硫素积累
量和硫素收获指数均较高,但氮素收获指数较低,说
明植株体积累的氮素和硫素在子粒中分配比例的不
-’ 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 2(卷
表 ! 不同小麦品种子粒中含氮量与含硫量及 "# $比的差异
%&’() ! *+,,)-)./) 0, .+1-02). /0.1).1 &.3 45(675- /0.1).1 &.3 " # $ -&1+04 +. 2-&+. 0, 3+,,)-).1 87)&1 /5(1+9&-4
组别
!"#$%
品种
&$’()*+",
含氮量(-. / .)
0)("#.12 3#2(12(
含硫量(-. / .)
4$’%5$" 3#2(12(
0 / 4比
0/ 4 "+()#
高 0/ 4比组
!"#$% #6
5).5 0 / 4 "+()#
济南 78 9)2+2 78 :;<=7 > ?<@= 3A 7<=B= > ? ?淄麦 7: D)-+) 7: :;<@@ > ? ? ?<:8 A
豫麦 B@ F$-+) B@ :B ?<;; 6 7<@E7 > ? ?烟农 7; F+22#2. 7; :@<=E > ?<:B 1 7<;?B > ? ?<@? +G
烟农 7E F+22#2. 7E :8<:= > ?<:@ G 7<=:8 > ? ?<;7 +
平均值 >标准差 H1+2 > 4I :; 7<7E 7<;C@ > ? ?<=:
中 0/ 4比组
!"#$% #6
-1A)$- 0 / 4 "+()#
郑麦 E?:B D512.-+) E?:B :=<:7 > ? ? ?<@C 16
CE?7J77 :;<=@ > ?<@@ 3A 7 ? ?<@: 16
国优一号 !$#K#$ 7 :C ? ? ?<@: 1
藁优 E@7; !+#K#$ E@7; :8 ?<:8 +G 7 ? ?<78 1
藁优 E@77 !+#K#$ E@77 :C<:E > ?<@7 + : ? ?平均值 >标准差 H1+2 > 4I :8<:7 > 7<7; 7 ? ?<@C
低 0/ 4比组
!"#$% #6
’#L 0 / 4 "+()#
鲁麦 :7 M$-+) :7 :: ?<@= . 7 ? ?山农 ==@ 45+22#2. ==@ :B ? ? ?<:: .
平均值 >标准差 H1+2 > 4I :B<@7 > ?<87 : ? ?平均值 >标准差 :; 7<8; 7 ?<:7@ 7@<@C > 7<8:
H1+2 > 4I
变异系数 &N(O) =<8E 77注(0#(1):在同一列数值后不同小写字母表示品种间比较差异显著达 ?(51 ,+-1 3#’$-2 +"1 ,).2)6)3+2(’K A)661"12( +( ?图 ! 不同小麦品种子粒含硫量和 "# $比聚类分析图
:+2;! <(541)-+.2 0, != 87)&1 /5(1+9&-4 ,0- 45(,5- /0.1).1 4&.3 " # $ -&1+0 +. >)-.)(
同是品种间子粒 0 / 4比值差异的重要原因。
=?@ 不同小麦品种子粒蛋白质组分含量的差异
如表 B所示,不同 0 / 4比组品种比较,子粒球蛋
白、醇溶蛋白、谷蛋白和剩余蛋白含量及谷蛋白含量
与醇溶蛋白含量比值(谷醇比)均以中 0 / 4 比组最
高,高 0 / 4比组次之,低 0 / 4比组最小。相关分析
表明,子粒谷蛋白含量和谷醇比与子粒 0 / 4比均呈
极显著二次曲线关系(表 @),说明子粒谷蛋白组分
的积累受 0 / 4比值的影响,适宜的 0 / 4比有利于子
粒谷蛋白的合成及谷醇比值的提高。
B@7期 王东,等:不同小麦品种氮、硫积累特性与子粒品质的关系
表 ! 不同小麦品种氮素和硫素积累与分配的差异
"#$%& ! ’())&*&+,& -) +(.*-/&+ #,,010%#.(-+ #+2 2(3.*($0.(-+ #+2 30%)0* #,,010%#.(-+ #+2 2(3.*($0.(-+
(+ 2())&*&+. 45&#. ,0%.(6#*3 #. 1#.0*(.7
组别
!"#$%
品种
&$’()*+",
氮素 -)("#./0 硫素 1$’2$"
积累量(3. 4 567)
899$6: +6#$0(
收获指数(;)
<+"*/,( )0=/>
积累量(3. 4 567)
899$6: +6#$0(
收获指数(;)
<+"*/,( )0=/>
高 -4 1比组
!"#$% #2
5).5 - 4 1 "+()#
济南 ?@ A)0+0 ?@ 77BCDE F 7CGG 5 @BCD? F HCI7 / I?CDH F HCBI / IICE7 F HCI? .
淄麦 ?7 J)6+) ?7 7GBCD@ F 7CI7 = @BCEK F HC@? / I?CG? F HC7@ / B?CHD F HCEI =
豫麦 IB L$6+) IB 7I7CIG F ICHE . @GCEH F HCKD 9 7@CEG F HCBK . IEC@D F HCKD /
烟农 ?D L+00#0. ?D 7BHCHD F 7C@D 2 @@CHG F HCBB M9 7ECBB F HCHD 2 IKC7G F HCD? 2
烟农 ?E L+00#0. ?E 7@ICG7 F HC@K 9 @7C?K F HCGD 2 IGC7? F HCID 9 IICHE F HC?? .
平均值 F标准差 N/+0 F 1O 7B@CHB F ?ECGD @DC?I F ?CE7 I?CIB F 7CEH I@C7? F ICI7
中 -4 1比组
!"#$% #2
6/=)$6 - 4 1 "+()#
郑麦 EH7I J5/0.6+) EH7I 7I7C7G F ?CGB . @DCK@ F HCBD = 7@CK7 F HCDG . BDCH7 F HCB@ M
KEH?P?? 7G?CG? F IC@K = @KCEG F HCD7 + IBCBE F HCBG = B7CKE F HCG? 9
国优一号 !$#Q#$ ? 7B@CDE F 7CG7 / @@CD7 F HCBD M 7ECD? F HC?7 2 BBC@K F HCD7 M
藁优 EB?D !+#Q#$ EB?D IHBCKI F 7C@G M @DCG? F HCB@ = IEC77 F HCIH M BHCDB F HCBI =/
藁优 EB?? !+#Q#$ EB?? I?IC7H F BC7? + @ECII F HCHE + BHCBD F HCB@ + BDC?K F HCII M
平均值 F标准差 N/+0 F 1O 7@?CEH F IICHI @@CBG F ?CG7 IBCIH F DC7I BICGK F ?CKK
低 -4 1比组
!"#$% #2
’#R - 4 1 "+()#
鲁麦 7? S$6+) 7? 7BECEB F ICH? / @7CGI F HCGD 2 IKCKE F HCGD M BHCI? F HCKI =/
山农 GGB 15+00#0. GGB IHHC7@ F IC7K M @?CBD F HCI? . BHCEI F HCBG + BGCDG F HC7K +
平均值 F标准差 N/+0 F 1O 7@DC?? F 7@C@? @7CHB F HC@E IECE? F ?C77 BICBI F ICB@
平均值 F标准差 N/+0 F 1O 7G7CHK F 7ECBG @DCDK F 7CD7 IBCHH F BCKD BHCED F BC77
变异系数 &T(;) ??C7B ICIB ?BC7K ?HCIH
注(-#(/):在同一列数值后不同小写字母表示品种间比较差异显著性检验达 HCHD水平 T+’$/, #2 =)22/"/0( 9$’()*+", 2#’’#R/= MQ =)22/"/0( ,6+’’
’/((/", )0 (5/ ,+6/ 9#’$60 +"/ ,).0)2)9+0(’Q =)22/"/0( +( HCHD %"#M+M)’)(Q ’/*/’ :
表 8 不同小麦品种子粒蛋白质组分含量的差异(9)
"#$%& 8 ’())&*&+,& -) /*#(+ /%0.&+(+ :*-.&(+ ,-1:-3(.(-+ ,-+.&+. (+ 2())&*&+. 45&#. ,0%.(6#*3
组别
!"#$%
品种
&$’()*+",
清蛋白
8’M$6)0
球蛋白
!’#M$’)0
醇溶蛋白
!’)+=)0
谷蛋白
!’$(/0)0
剩余蛋白
U(5/" %"#(/)0
谷醇比
!’$ 4 !’)
高 - 4 1比组
!"#$% #2
5).5 - 4 1 "+()#
济南 ?@ A)0+0 ?@ ?CG@ F HC?B / ?C7D F HCHK =/ BCGK F HCHE =/ DCGD F HCHK 2 ?CID F HC?@ +M ?C7?
淄麦 ?7 J)6+) ?7 ?CKH F HCHE = ?C7? F HC?7 =/2 BCG? F HCHD 2 DCEI F HC?B / HCED F HC?H / ?C7E
豫麦 IB L$6+) IB ?CEI F HCHG 9 ?CH7 F HC?H 5) BC7I F HCHB ) DCIG F HCH@ 5 ?C?7 F HCHG = ?C7@
烟农 ?D L+00#0. ?D ?CGK F HCHD / ?C?D F HCH@ 2. BCIE F HCHG 5 DCBG F HC?H . ?CIK F HCHK +M ?C7B
烟农 ?E L+00#0. ?E 7C?E F HCHK + ?CD7 F HC?H M9 BC@K F HCHE +M DCG7 F HCHK 2 ?CBI F HCHI +M ?C?K
平均值 F标准差 N/+0 F 1O ?CKD F HC7? ?C7I F HC?E BCDB F HC77 DCGH F HC77 ?C7D F HC7? ?C7B F HCHB
中 - 4 1比组
!"#$% #2
6/=)$6 - 4 1 "+()#
郑麦 EH7I J5/0.6+) EH7I ?C7I F HCHD 5 ?CHE F HCH@ .5 BC@? F HCHD 9= GCGI F HC?7 M ?C7K F HC?H M9 ?CB?
KEH?P?? ?CI? F HCHE . ?CGH F HCHK + BCD7 F HCHK . GCH? F HCH@ = ?C?K F HC?B 9= ?CII
国优一号 !$#Q#$ ? ?CG@ F HCHG / ?CD@ F HCHE +M BC@B F HCHG M9 GCDE F HC?H M ?CB7 F HCHI +M ?CIE
藁优 EB?D !+#Q#$ EB?D 7CHB F HC?? M ?CBD F HCHG 9 BCGD F HC?7 /2 GC7G F HC?7 9 ?CBK F HC?H + ?CID
藁优 EB?? !+#Q#$ EB?? ?CBD F HCHE 2 ?C7K F HCHE = BCKH F HCHD + @CI? F HC?G + ?C7E F HCH@ M9 ?CD7
平均值 F标准差 N/+0 F 1O ?CDB F HCI? ?CBH F HC7? BCGK F HC?7 GCDG F HCBG ?CII F HC?B ?CBH F HCH@
低 - 4 1比组
!"#$% #2
’#R - 4 1 "+()#
鲁麦 7? S$6+) 7? 7CH? F HCHK M HCED F HCHD ) BCB? F HC?H 5 BCE7 F HC?B ) HC@I F HCHB 2 ?C?7
山农 GGB 15+00#0. GGB ?CEK F HCHG M9 ?C?E F HCHB /2 BCDG F HCH@ . BCKB F HCHE V ?C?H F HCHG =/ ?CHG
平均值 F标准差 N/+0 F 1O 7CHH F HCHG ?CH@ F HC?B BCBE F HC?? BCKK F HC?? HCE7 F HC7? ?CHE F HCHB
平均值 F标准差 N/+0 F 1O ?C@D F HCIH ?C7@ F HC77 BCDE F HC?K DCKK F HC@? ?C7I F HC7I ?C7K F HC?I
变异系数 &T(;) ?@C7D ?@CI7 ICEI ?7C?I ?KCG7 ?HC?7
注(-#(/):在同一列数值后不同小写字母表示品种间比较差异显著性检验达 HCHD水平 T+’$/, #2 =)22/"/0( 9$’()*+", 2#’’#R/= MQ =)22/"/0( ,6+’’
’/((/", )0 (5/ ,+6/ 9#’$60 +"/ ,).0)2)9+0(’Q =)22/"/0( +( HCHD %"#M+M)’)(Q ’/*/’ :
BB 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 ?D卷
表 ! 子粒中各蛋白质组分含量与子粒 "# $比的相关分析
%&’() ! *+,,)(&-.+/ &/&(01)1 ’)-2))/ 3,+-)./ 4+53+1.-.+/ 4+/-)/- &/6 " # $ ,&-.+ ./ 7),/)(1 +8 29)&-
蛋白质组分
!"#$%&’ (#)*#+&$&#’
关系方程
,#""%-.$&#’ %/0.$&#’
相关系数
,#""%-.$&#’ (#%11&(&%’$+(!" 2 34)
显著水平
5&6’&1&(.’$ -%7%-
清蛋白 8-90)&’ # 2 3:;<=>3;??$ @ 4;4A$B 4;球蛋白 E-#90-&’ # 2 > =;AD @ 4;A4$ > 4;4B$B 4;:34B % C 4;4D
醇溶蛋白 E-&.F&’ # 2 4;D4 @ 4;DG$ > 4;4B$B 4;=A4G % C 4;4D
谷蛋白 E-0$%’&’ # 2 > =B;A4 @ D;D=$ > 4;B4$B 4;?=D< % H 4;43
剩余蛋白 I$J%" *"#$%&’ # 2 4;BB @ 4;4A$ 4;D:D= % C 4;4D
谷醇比 E-0 K E-& # 2 > D;GB @ 3;4=$ > 4;4:$B 4;??4= % H 4;43
:;! 不同小麦品种加工品质的差异
由表 D示出,不同 L K 5比组品种比较,子粒蛋白
质含量、面团形成时间和稳定时间均存在显著差异,
且以中 L K 5比组最高,高 L K 5比组次之,低 L K 5比
组最小。相关分析表明,面团形成时间和稳定时间
与子粒 L K 5 比呈极显著二次曲线关系(表 <),L K 5
比值过高或过低均不利于面团形成时间和稳定时间
的提高及子粒加工品质的形成。
表 < 不同小麦品种子粒加工品质的差异
%&’() < =.88),)/4) +8 3,+4)11./> ?@&(.-0 ./ 6.88),)/- 29)&- 4@(-.A&,1
组别
E"#0*
品种
,0-$&7."+
蛋白质含量(M)
!"#$%&’ (#’$%’$
形成时间()&’)
N%7%-#*)%’$ $&)%
稳定时间()&’)
5$.9&-&$O $&)%
高 LK 5比组
E"#0* #1
J&6J L K 5 ".$&#
济南 3A P&’.’ 3A 3:;<4 Q 4;B< (F :;? Q 4;A F <;: Q 4;A F
淄麦 3B R&).& 3B 3:;D4 Q 4;BB F <;B Q 4;= 9 D;? Q 4;: F%
豫麦 =: S0).& =: 3=;<< Q 4;=B 1 D;D Q 4;D 9(F ?;B Q 4;= (
烟农 3D S.’’#’6 3D 3:;4A Q 4;3= % :;? Q 4;A F D;G Q 4;D F%
烟农 3G S.’’#’6 3G 3D;D: Q 4;3: 9 D;4 Q 4;D (F D;D Q 4;< %
平均值 Q标准差 T%.’ Q 5N 3:;:A Q 4;中 LK 5比组
E"#0* #1
)%F&0) L K 5 ".$&#
郑麦 G4B= RJ%’6).& G4B= 3:;G: Q 4;B4 ( D;A Q 4;< 9( 3B;? Q 4;< .
?G43>33 3:;国优一号 E0#O#0 3 3D;GG Q 4;3A . <;4 Q 4;? 9 ?;D Q 3;4 (
藁优 G:3D E.#O#0 G:3D 3D;?? Q 4;3< .9 D;G Q 4;: 9 G;: Q 4;A 9
藁优 G:33 E.#O#0 G:33 3<;3= Q 4;B= . A;A Q 4;D . 3B;? Q 4;D .
平均值 Q标准差 T%.’ Q 5N 3D;D3 Q 4;<< <;D Q 3;4 33;= Q B;3
低 LK 5比组
E"#0* #1
-#U L K 5 ".$&#
鲁麦 B3 V0).& B3 3=;4B Q 4;BA 6 =;4 Q 4;< % B;? Q 4;D 1
山农 <<: 5J.’’#’6 <<: 3=;平均值 Q标准差 T%.’ Q 5N 3=;=D Q 4;:3 B;D Q 4;A B;3 Q 4;G
平均值 Q标准差 T%.’ Q 5N 3:;AB Q 3;44 D;= Q 3;< A;A4 Q =;A<
变异系数 ,W(M) <;AG =4;?4 :?;?B
注(L#$%):在同一列数值后不同小写字母表示品种间比较差异显著性检验达 4;4D水平 W.-0%+ #1 F&11%"%’$ (0-$&7."+ 1#--#U%F 9O F&11%"%’$ +).--
-%$$%"+ &’ $J% +.)% (#-0)’ ."% +&6’&1&(.’$-O F&11%"%’$ .$ 4;4D *"#9.9&-&$O -%7%- X
表 B 不同品质性状与子粒氮硫比相关分析
%&’() B *+,,)(&-.+/ &/&(01)1 ’)-2))/ ?@&(.-0 49&,&4-),.1-.41 &/6 " # $ ,&-.+ ./ 7),/)(1 +8 29)&-
品质性状
Y0.-&$O (J.".($%"&+$&(+
关系方程
,#""%-.$&#’ %/0.$&#’
相关系数
,#""%-.$&#’ (#%11&(&%’$+(!" 2 34)
显著水平
5&6’&1&(.’$ -%7%-
蛋白质含量 !"#$%&’ (#’$%’$ # 2 > B:;:4 @ D;:G$ > 4;3G$B 4;<:<= % C 4;4D
形成时间 N%7%-#*)%’$ $&)% # 2 > ?4;:A @ 3B;4:$ > 4;:B$B 4;??=B % H 4;43
稳定时间 5$.9&-&$O $&)% # 2 > 3G?;D? @ BG;:A$ > 3;4:$B 4;?D3< % H 4;43
D:3期 王东,等:不同小麦品种氮、硫积累特性与子粒品质的关系
! 讨论
前人研究表明,在硫酸盐同化途径中,半胱氨酸
的前体物质 !"乙酰丝氨酸来自于氮素的同化途径,
植株体的氮素同化和硫素同化过程彼此依赖,相互
协调[#$"#%]。&’((’ 等[)]的氮硫营养调控试验证实,
氮素可以诱导硫吸收同化有关基因的表达,从而提
高植株对硫的吸收同化能力;氮和硫中的某一种元
素缺乏就会抑制另一条途径的正常进行。本试验对
不同品种小麦氮素积累量和硫素积累量的相关分析
表明,植株的氮素积累量与硫素积累量之间呈极显
著正相关,进一步证实小麦对氮素的同化积累与对
硫素的同化积累存在协同作用。
子粒中的氮素和硫素,一部分来自于开花后植
株体吸收同化的氮素和硫素向子粒的分配,另一部
分来自于营养器官开花前贮存氮素和硫素向子粒的
再分配[#*"#+]。已有研究表明,小麦的氮素收获指数
为 ,-+!,-.,而硫素收获指数为 ,-$!,-%[#*,#.]。
本试验也得到了与之一致的结果,并进一步发现,植
株体积累的氮素向子粒分配的比例与硫素向子粒分
配的比例无显著线性相关关系,氮素和硫素在子粒
中分配比例的不同是品种间子粒 / 0 1 比值差异的
重要原因,前期研究已表明[#2],施氮可影响植株氮、
硫积累量及向子粒再分配的数量,从而调节子粒氮、
硫含量及 / 0 1比值,但不同基因型品种氮素和硫素
在子粒中分配的相对比例差异的机制及氮、硫营养
调控还有待进一步探讨。
有研究认为,子粒蛋白质组分的合成及子粒的
加工品质与子粒含硫量有关。降低子粒含硫量,可
以增加子粒中 &34"51 的比例,提高 &34"51 0
634"51比值,增加面团抗拉伸性;提高子粒含硫
量,则导致 634"51和某些醇溶蛋白比例增加,面
团延展性提高[$,7,]。另有研究表明,子粒含氮量与
含硫量的比值对蛋白质组分合成及子粒加工品质有
显著影响。子粒 / 0 1比由 #.-+降至 #%-2时,&34
"51 比例降低,634"51 比例升高,沉降值显著提
高[7#]。48’(’9等[%]在缺硫条件下的研究结果也表
明,子粒 / 0 1比与 &34"51 0 634"51 比值呈极显
著正相关,与谷蛋白含量及谷醇比(谷蛋白含量 0醇
溶蛋白含量的比值)呈极显著负相关。本试验结果
则表明,/ 0 1 比值在 ##-7*!#*-++ 范围内,子粒谷
蛋白含量、谷醇比值、面团形成时间和稳定时间均与
/ 0 1比呈极显著二次曲线关系,适宜的 / 0 1比有利
于子粒谷蛋白的合成及谷醇比值的提高,/ 0 1 比值
过高或过低均不利于子粒品质的形成。本研究结果
还表明,参试的强筋小麦品种子粒 / 0 1 比值在
#)-*#!#*-++ 范围内,显著高于中筋小麦,但强筋小
麦中 / 0 1比值过高的品种,其面团形成时间和稳定
时间缩短。
参 考 文 献:
[#] 刘霞,李青常,王振林,等 : 施氮水平对小麦子粒蛋白质组分和
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[)] &’((’ &,/8V8EH9HW@ X,5@V8Y9’ Z,&H’EB’A U: 3HN’F@AL FHAG9HN HE FO(G’8A’ [8H(OAGQ’(8(:8AG’B9@G8HA HE A8G9HB’A @AL (K’G@[HN8(K[;]: ; : D\I: ZHG :,7,,$,%%($,#):#7.)"#727-
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(<):<>LD
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".#$)#/#[5]6 5 6 ZT06 [)$ 6,<==A,BB:?>LBC?>\LD
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Y"$4""* 1%+1X (*- &)4X2"&"*%/H #%;" ;/&$%3(#2 (*- %$2 H";1(*%2H[5]6
7&(*$ :)%&,<==K,[?K] U);]%*+ 7 56 P#,XH($$"# 0#)-/;$%)*,H%*"#(& */$#%"*$ ;)*;"*$#($%)*2,
(*- */$#%"*$ -%2$#%Y/$%)* (*- #"X-%2$#%Y/$%)* %* %##%+($"- 20#%*+ 41"($
[5]6 5 6 7&(*$ 8/$# 6,?\\A,?>:?[?>] U(4]"2!)#- I 5,P" ^)] R 56 I(*(+%*+ 2/&01/# H"$(Y)&%2H %* 0&(*$2
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H/&($%)* (*- #"-%2$#%Y/$%)* )! *%$#)+"* (*- 2/&01/#,(*- +#(%* ./(&%$,
)! 41"($[5]6 E;$( E+#)*6 :%*6,<==>,@@(\):?A@\C?AABD
[<=] M1() 9 5,U(4]"2!)#- I 5,I;_#($1 : 76 :/&01/# (22%H%&($%)* (*-
"!!";$2 )* ,%"&- (*- ./(&%$, )! 41"($[5]6 5 6 F"#"(& :;% 6,?\\\,@=:
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01/# !"#$%&%2($%)* (*- %$2 "!!";$ )* 41"($ ./(&%$, (*- 0#)$"%* ;)H0)2%X
$%)* H"(2/#"- Y, :Z C97RF (*- 0#)$")H%;2[5]6 5 6 F"#"(& :;% 6,
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>A?期 王东,等:不同小麦品种氮、硫积累特性与子粒品质的关系