小麦籽粒蛋白质组分的生态变异及与植株氮转化的关系研究

小麦籽粒蛋白质和蛋白质组分含量决定了小麦面团流变学特性和加工品质、籽粒蛋白质组分的形成与植株氮素吸收利用密切相关,且蛋白质组分的合成有一定的顺序性。对不同生态区的小麦籽粒蛋白质组分合成进行了研究。结果表明,蛋白质及组分含量存在明显的基因型差异,徐州点蛋白质和谷蛋白含量显著大于南京点;花期氮素积累量和花后氮素转运量徐州点显著大于南京点,而花后氮同化量南京点显著大于徐州点;清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量与籽粒蛋白质含量呈显著正相关,与花后植株氮素转运量呈显著正相关。不同生态点小麦花后发育速率模式基本一致,但南京点发育进程迟于徐州点;在籽粒形成期和灌浆后期,南京点的发育速率较快,降低了清蛋白和谷蛋白的合成,导致南京点籽粒蛋白质含量降低。     

灌浆期不同水分处理对玉米籽粒蛋白质及其组分和相关酶活性的影响

蛋白质作为氮素代谢的终极产物,与玉米(Zea mays)籽粒品质呈正相关关系,其生物合成主要在硝酸还原酶(NRase)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸脱氢酶(GDH)等一系列酶催化下完成,受制于品种自身遗传特性及环境因素,栽培管理措施和生态环境条件对玉米品质具有十分重要的影响。关于土壤水分供应状况对玉米籽粒主要品质成分的分布、积累动态和相关酶活性的影响的研究尚少见报道。以两种不同类型玉米:普通玉米‘掖单22’和高油玉米‘高油115’为研究对象,采用防雨棚池栽试验。水分处理以开花期为界线,设置3种水分处理,花后不浇水(W0)、花后浇1水(灌浆期,W1)、花后浇3水(灌浆期、乳熟期、蜡熟期,W2)。结果表明:两种类型玉米籽粒蛋白质及其组分含量的积累动态基本一致,且不受土壤水分供应状况的影响。玉米籽粒蛋白质及清蛋白、谷蛋白含量,均为‘高油115’较高,球蛋白含量为‘掖单22’较高,醇溶蛋白两类型玉米含量相近。在不同水分供应条件下,两种类型玉米叶片中NRase、GS酶活性和籽粒中GS、GDH酶活性的变化动态一致,NRase酶活性自灌浆初期至成熟期一直下降,GS、GDH酶活性呈单峰曲线,在授粉后20~40 d达到高峰,充足的水分供应有利于酶的活性维持较高水平;玉米叶片中NRase酶活性,‘掖单22’高于‘高油115’,叶片GS和籽粒GDH酶活性显著低于‘高油115’。研究表明:用玉米叶片中NRase和GS活性的高低表征籽粒蛋白质含量的高低不确切,土壤水分条件与不同类型玉米穗位叶和籽粒中GS 和GDH活性关系密切。     

薏苡仁蛋白质组分研究

目的:对药食两用功能的薏苡仁蛋白质四类组分和氨基酸含量进行分析。方法:采用旋光法、索氏提取法、烘干法、马弗炉法分别进行淀粉、粗脂肪、水分和灰分的测定;采用顺序抽提法依次进行清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的提取,用Brandford和凯式定氮法进行蛋白质含量分析;采用氨基酸分析仪进行氨基酸含量测定。结果:薏苡仁总蛋白含量为14.17%,其中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量分别为0.20、0.88、6.34和5.30 mg/100mg鲜重,分别占总蛋白质含量的1.43%、6.20%、44.74%和37.38%;薏苡仁粉经酸水解后共检测到15种氨基酸,除Trp外,人体必需氨基酸和半必需氨基酸均有检测到;各氨基酸含量也存在着差异,含量最高的为Glu(3.59 mg/100mg),含量最低的为Me(t0.17 mg/100mg)。结论:薏苡仁蛋白中醇溶蛋白和谷蛋白含量较丰富,为今后进一步开发薏苡仁功能食品提供了理论数据。     

甜荞不同品种不同海拔地区种子蛋白组分含量研究

该研究通过分析甜荞10个品种在4个不同海拔栽培的种子蛋白质组分(清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白)的含量变异,以揭示不同荞麦品种之间以及不同栽培地点甜荞种子蛋白组分的变异规律。结果表明:在所有甜荞品种种子蛋白组分含量中清蛋白谷蛋白球蛋白醇溶蛋白。其中,种植于海拔最低的内蒙古通辽的甜荞种子平均球蛋白含量最高(1.081%),而种植于海拔1 450 m的河北甜荞谷蛋白平均含量最高(2.805%);海拔2 620 m的青海甜荞清蛋白平均含量为4.750%,而在海拔最高的西藏日喀则收获的甜荞种子的醇溶蛋白最高(平均为0.393%)。另外,蒙0530在4个地区的平均种子清蛋白和谷蛋白含量都最高,而球蛋白含量最高的品种是赤甜荞1号,定甜荞2号的种子醇溶蛋白含量最高。双因素方差分析表明,种子清蛋白含量品种间变异达极显著水平,不同地点间的种子醇溶蛋白含量达极显著水平,而地点和品种两个因素对种子球蛋白含量和谷蛋白含量的变异都有极显著影响。相关性分析表明,赤甜荞1号的醇溶蛋白含量与海拔呈显著正相关,蒙0530的球蛋白含量与海拔呈显著负相关,其他品种蛋白组分与海拔的相关性不显著。该研究结果对于甜荞优质品种培育和栽培以及推广都有一定的指导意义。     

薏苡仁蛋白质组分研究

目的：对药食两用功能的薏苡仁蛋白质四类组分和氨基酸含量进行分析。方法：采用旋光法、索氏提取法、烘干法、马弗炉法分别进行淀粉、粗脂肪、水分和灰分的测定;采用顺序抽提法依次进行清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白的提取,用Brandford和凯式定氮法进行蛋白质含量分析;采用氨基酸分析仪进行氨基酸含量测定。结果：薏苡仁总蛋白含量为14．17％,其中清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量分别为0．20、0．88、6．34和5．30mg／100mg鲜重,分别占总蛋白质含量的1．43％、6．20％、44．74％和37．38％;薏苡仁粉经酸水解后共检测到15种氨基酸,除Trp外,人体必需氨基酸和半必需氨基酸均有检测到;各氨基酸含量也存在着差异,含量最高的为Glu（3．59mg／100mg）,含量最低的为Met（0．17mg／100mg）。结论：薏苡仁蛋白中醇溶蛋白和谷蛋白含量较丰富,为今后进一步开发薏苡仁功能食品提供了理论数据。     

谷氨酰胺供应水平对离体培养小麦穗籽粒淀粉和蛋白质及其组分含量的影响

选用籽粒蛋白质含量不同的小麦(Triticam aestivum)品种, 运用离体穗培养技术, 研究了谷氨酰胺供应水平对小麦穗籽粒重、淀粉和蛋白质及其组分积累的影响。实验结果表明, 随着培养基中谷氨酰胺供应水平的提高, 粒重、籽粒淀粉和蛋白质积累量均呈单峰曲线, 在6 g.L-1谷氨酰胺水平时达到最大值; 籽粒氨基酸和蛋白质含量随谷氨酰胺浓度的提高呈上升趋势, 而淀粉含量呈下降趋势。籽粒清蛋白和球蛋白含量的变化与总蛋白质含量变化趋势一致, 而醇溶蛋白和麦谷蛋白含量在2~6 g.L-1谷氨酰胺浓度范围内呈上升趋势, 此后则无明显变化。     

谷氨酰胺供应水平对离体培养小麦穗籽粒淀粉和蛋白质及其组分含量的影响

选用籽粒蛋白质含量不同的小麦(Triticum aestivum)品种,运用离体穗培养技术,研究了谷氨酰胺供应水平对小麦穗籽粒重、淀粉和蛋白质及其组分积累的影响.实验结果表明,随着培养基中谷氨酰胺供应水平的提高,粒重、籽粒淀粉和蛋白质积累量均呈单峰曲线,在6 g·L-1谷氨酰胺水平时达到最大值;籽粒氨基酸和蛋白质含量随谷氨酰胺浓度的提高呈上升趋势,而淀粉含量呈下降趋势.籽粒清蛋白和球蛋白含量的变化与总蛋白质含量变化趋势一致,而醇溶蛋白和麦谷蛋白含量在2～6 g·L-1谷氨酰胺浓度范围内呈上升趋势,此后则无明显变化.     

开放式O_3浓度增高对小麦籽粒蛋白的影响

于2006—2009年应用FACE研究平台,设计O3浓度增高50%(E)和自然浓度(CK)两个处理,采用烟农19、扬麦16、扬麦15和扬辐麦2号4个品种,研究了O3浓度增高对不同类型小麦品种籽粒蛋白质组分及其动态的影响.结果表明:随着O3浓度增高,籽粒蛋白质含量上升,3个年度上升幅度分别为7.55%～16.37%(2006—2007年度)、4.93%～22.63%(2007—2008年度)和2.29%～17.65%(2008—2009年度),处理间、品种和年度间差异显著;但籽粒蛋白质产量显著或极显著下降,3个年度降幅分别为1.83%～11.64%(2006—2007年度),-0.41%～24.22%(2007—2008年度)和-1.90%～15.81%(2008—2009年度).籽粒蛋白质4种组分(清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白)含量均表现为O3浓度增高处理高于自然浓度处理,品种间和年度间差异显著,且处理间醇溶蛋白和球蛋白含量差异显著,而清蛋白和谷蛋白含量差异不显著.     

开放式O3浓度增高对小麦籽粒蛋白的影响

于2006—2009年应用FACE研究平台,设计O₃浓度增高50%(E)和自然浓度(CK)两个处理,采用烟农19、扬麦16、扬麦15和扬辐麦2号4个品种,研究了O₃浓度增高对不同类型小麦品种籽粒蛋白质组分及其动态的影响.结果表明：随着O3浓度增高,籽粒蛋白质含量上升,3个年度上升幅度分别为7.55%～16.37%（2006—2007年度）、4.93%～22.63%（2007—2008年度）和2.29%～17.65%（2008—2009年度）,处理间、品种和年度间差异显著;但籽粒蛋白质产量显著或极显著下降,3个年度降幅分别为1.83%～11.64%（2006—2007年度）, -0.41%～24.22%（2007—2008年度）和-1.90%～15.81%（2008—2009年度）.籽粒蛋白质4种组分（清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白）含量均表现为O₃浓度增高处理高于自然浓度处理,品种间和年度间差异显著,且处理间醇溶蛋白和球蛋白含量差异显著,而清蛋白和谷蛋白含量差异不显著.     

土壤肥力对小麦籽粒蛋白质组分含量及加工品质的影响

研究了基础土壤肥力对小麦籽粒蛋白质组分含量变化及加工品质的影响。结果表明,高肥力土壤栽培的小麦比低肥力土壤栽培的小麦,其籽粒蛋白质及各组分含量都显著提高,但清蛋白和球蛋白占总蛋白含量的比例为低肥力土壤高于高肥力土壤,而醇溶蛋白和麦谷蛋白为高肥力土壤高低肥力土壤;低肥力土壤栽培的小麦籽粒醇溶蛋白开始形成的时间比高肥力的早,高肥力土壤栽培小麦的籽粒醇溶蛋白和麦谷蛋白含量的提高主要源于灌浆后期合成的快,高肥力土壤垢小麦湿面筋含量,沉降值,吸水率,面团形成时间,稳定时间,断裂时间和评价值均显著或极显著高于或长于低肥力的。     

水氮互作对小麦籽粒蛋白质、淀粉含量及其组分的影响

以两个不同品质类型的小麦品种（强筋品种豫麦34、弱筋品种豫麦50）为材料,在大田条件下,研究了3个灌水处理（W₁：拔节水;W₂：拔节水+花后15 d灌浆水;W₃：拔节水+灌浆水+花后28 d麦黄水）和3个氮肥水平（0、150、270 kg·hm^-2）对籽粒蛋白质、淀粉含量及其组分的影响.结果表明：270 kg·hm^-2的施氮量有利于提高强筋小麦（豫麦34）籽粒蛋白质含量,籽粒清蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白含量明显提高,谷/醇增大;支链淀粉和总淀粉含量提高,直/支下降;籽粒产量增加.弱筋小麦（豫麦50）在150 kg·hm^-2 的施氮量下,清蛋白和醇溶蛋白含量增加,球蛋白和谷蛋白含量下降,谷/醇降低;支链淀粉和总淀粉含量提高;不施氮肥或氮肥施用过多（270 kg·hm^-2）均影响籽粒蛋白质和淀粉的积累,使产量下降.W₂处理促进了籽粒蛋白质和淀粉积累,W₁或W₃处理均不利于籽粒蛋白质和淀粉积累,且导致籽粒产量下降.水、氮互作效应中,强筋和弱筋小麦分别以全生育期270 kg·hm^-2和150 kg·hm^-2施氮量配合拔节水+灌浆水（W₂）为比较理想的水氮运筹方式.     

Incorporation of 15N labelled urea and ammonium into proteins and amino acids of Sorghum

Protein fractionation studies in developing Sorghum kernel indicated a considerable decrease in the proportion of albumin and increase in prolamin, glutelin and residue proteins during grain development. The globulin fraction remained more or less constant. ¹⁵N analysis indicated a turnover of albumin and globulin fractions. The nitrogen present in these fractions appeared into glutelin and residue proteins. At an early maturation stage ¹⁵N from ammonium was detected in the residue fraction while that from urea was incorporated in both albumin and residue fractions. However, this difference disappeared as the grains matured. Incorporation of ¹⁵N into basic amino acids was lower when compared to that in neutral and acidic amino acids at all stages of grain development.     

山羊草属不同细胞质对小麦籽粒蛋白含量及组分的影响研究

以山羊草属（Aegilops)6种不同异源细咆质的异质小麦品系Chris为材料,与生产上广泛种植的9个常规小麦品种正反杂交,系统地研究了供试6种蚌源细胞质对其F1籽粒蛋白含量的影响,同时对单芒山草(Ae．uniaristata)、二角山羊草(Ae.bicorins)细胞质对籽粒蛋门组分含量的影响亦进行了研究。结果表明：(1)在以6种异源细胞质材料为母本的杂交组合中,78%的组合其蛋白含量高于反交对照。尤以单芒、二角山羊草细胞质的正效应最为显著,平均提高2个以上百分点,最高达3．7个百分点。(2)供试单芒、二角异源细胞质对籽粒清蛋白和球蛋白的含量影响最大,对醇溶蛋白和谷蛋白含量的影响相对较小,其效应值大小因特定组合而异。(3)供试异源细胞质对籽粒蛋白质含量和组成的影响均存在显著的核质互作效应。通过异源细胞质的途径来改良小麦籽粒的蛋白含量和组分是一条有效可行的方法,只要选择合适的核质组合即可达到改良目的。     

羧甲基壳聚糖对玉米籽粒氮代谢关键酶和种子贮藏蛋白含量的影响

以羧甲基壳聚糖（ＮＣＭＣ） 处理玉米开花期果穗,发育中籽粒的谷氨酰胺合成酶（ＧＳ） 、谷氨酸脱氢酶（ＧＤＨ） 及谷丙转氨酶（ＧＰＴ） 活性均明显增强,而蛋白水解酶活性下降。羧甲基壳聚糖处理离体玉米籽粒酶提取液,酶液中ＧＤＨ 活性明显提高。羧甲基壳聚糖处理玉米果穗,其发育籽粒中可溶性蛋白和成熟种子中贮藏蛋白含量明显提高。这都表明,羧甲基壳聚糖对玉米氮代谢、蛋白质合成与积累具有明显的生理调节作用。     

海南产螺旋藻粉蛋白质氨基酸

采用Tecator自动定氮仪和Waters PICO-TAG氨基酸自动分析仪测定了海南螺旋藻粉中蛋白质含量和17种氨基酸含量。结果显示海南螺旋藻粉中蛋白质含量达63.3%,总氨基酸含量达60.88%,其中必需氨基酸含量超过40%,比例平衡,符合FA0标准,可与国外产品媲美。     

水分胁迫对水稻籽粒蛋白质积累及营养品质的影响

以生产上广泛使用的水稻(Oryza sativa)品种‘汕优63’、‘扬稻6号’和‘武育粳3号’为材料,研究了水分胁迫对结实期水稻籽粒蛋白质积累及营养品质的影响。结果表明:正常施氮水平下,花后10~20 d的水分胁迫提高了谷氨酰胺合成酶(Glutamine synthetase,GS)和谷氨酸合酶(Glutamate synthase,GOGAT)活性,提高了籽粒自身利用无机氮合成氨基酸的能力,从而利于籽粒内蛋白质的积累,而高氮水平下,水分胁迫降低了籽粒自身合成氨基酸的能力。以重量为基数的蛋白质含有率在整个灌浆过程中呈“V”型消长,正常施氮水平下,水分胁迫明显提高了花后15 d至成熟期蛋白质含有率,而高氮水平下,水分胁迫处理的蛋白质含有率明显低于水层灌溉。与水层灌溉相比,水分胁迫提高了正常施氮水平下精米中醇溶蛋白和谷蛋白含量,但却明显降低了高氮水平下精米中醇溶蛋白和谷蛋白含量。水分胁迫对稻米中赖氨酸含量的影响因品种、植株的氮营养水平的不同而不同,水分胁迫显著降低了两种氮肥水平下‘汕优63’中赖氨酸含量,但却明显提高‘扬稻6号’中赖氨酸含量;而‘武育粳3号’于两种氮肥水平下表现恰好相反,正常施氮水平下赖氨酸含量略有升高;而高氮水平下赖氨酸含量明显降低。     

稻田温室气体减排措施对稻米氨基酸含量的影响

为探索稻田中温室气体减排措施对稻米氨基酸含量的影响,用10个不同方法对双季稻田进行处理,并使用高效液相色谱分别测定了各处理稻田中所产稻米中的16种氨基酸的含量,其中色谱柱为Agilent Zorbax AAA分析柱,柱前衍生使用邻苯二甲醛(OPA)和9-芴甲基氯甲酸酯(FMOC-CL)为衍生试剂。结果发现:1)10个处理中的稻米16种氨基酸种类齐全,施氮肥+添加生物质炭48 t/hm2+间歇灌溉(NPK+HBC+IF)处理中所得氨基酸总量为6520.7 mg/100g,效果最佳;对照组处理(不施加氮肥+无稻草还田+间歇灌溉)所得氨基酸含量4338.0 mg/100g为最低。以对照组处理所得必需氨基酸百分含量36.8%为最高值;无稻草还田+长期淹水(NPK+CF)处理方法所得必需氨基酸百分含量33.1%为最低值。10个处理中16种氨基酸中含量较高的氨基酸均为天冬氨酸、谷氨酸和精氨酸,含量最低的均为甲硫氨酸;2)施氮肥量相同时,长期淹水与间歇灌溉相比,氨基酸总量增加185.1 mg/100g,非必需氨基酸百分含量增加3%,谷氨酸、组氨酸和丝氨酸含量明显升高,但亮氨酸含量显著降低;3)施用氮肥能提高稻米中的氨基酸含量,且随着氮肥使用量的增加,氨基酸含量也随之增加,组氨酸含量增加显著;4)供氮量相同时,添加猪粪使氨基酸总含量升高了286.0 mg/100g,此结果表明,在供氮量相同的情况下,施用猪粪更有利于稻米氨基酸含量的提高;5)灌溉模式相同时,稻草还田配施氮肥对必需氨基酸和氨基酸总量均有提高,天冬氨酸、谷氨酸和组氨酸的含量增加较多,甲硫氨酸含量略有下降;随着稻草还田量的增加,对非必需氨基酸影响较为明显;当稻草半量还田(还田量为3 t/hm2)时,稻米中氨基酸总量增加最多;稻草全量还田+长期淹水(NPK+HRS+CF)与稻草半量还田+间歇灌溉(NPK+LRS+IF)处理中的氨基酸含量基本接近,但必需氨基酸含量前者略高于后者,说明稻草还田与水肥管理对氨基酸含量影响可能存在交互作用;6)添加生物质炭配施氮肥提高了稻米必需氨基酸与非必需氨基酸含量,且随着生物质炭添加量的增加而增加;与稻草还田、添加猪粪处理相比,生物质炭的添加对氨基酸总含量提升的效果最为显著,对稻田实际生产具有指导意义且具有一定的环境效益。     

丹参种子脂肪及蛋白质组分分析

以陕西商洛丹参GAP基地丹参种子为材料,用气相色谱法分析丹参种子中的脂肪酸组分.用VS-KT-P型自动凯氏定氮仪分析种子蛋白质总含量及蛋白质组分,用121M型氨基酸分析仪测定种子所含氨基酸的种类,以明确丹参种子中脂肪和蛋白质的利用价值.结果表明:丹参种子脂肪中的不饱和脂肪酸含量高达88.1%,其中亚麻酸、哑油酸和油酸等不饱和脂肪酸分别占总油脂的28.84%、37.43%和22.03%,而且,亚麻酸和亚油酸等多不饱和脂肪酸含量(66%)明显高于单不饱和脂肪酸含量(22%),说明其脂肪酸的组成不饱和程度高.丹参种子中蛋白质总含量为14.46%,其中麦谷蛋白含量最高,占蛋白质总量的72.57%,其余依次为清蛋白17.03%、醇溶蛋白6.09%、球蛋白4.31%;丹参种子蛋白质中的必需氨基酸(EAA)占氨基酸总量(TAA)的59.2%,其中赖氨酸的氨基酸比值系数分(SRC)为88.91,其它必需氨基酸SRC接近100.结果说明丹参种子具有一定的营养价值和保健作用.     

Protein and free amino acids in a high lysine maize double mutant

A comparative study of free amino acids and protein fractions of normal with a double mutant (su₁ o₂) was made, during endosperm development in segregating ears of a maize synthetic. Zein content showed striking differences in the two genotypes, being 7.7 and 6 times greater in the normal endosperm at 24 and 47 days after pollination respectively. This observed decrease in zein synthesis, coded by sugary-1/opaque-2 genes, causes an accumulation of alanine, glutamic and aspartic acids, glutamine and asparagine in the high lysine endosperm mutant.