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齐穗至乳熟期不同温度对水稻南粳9108籽粒激素含量、淀粉积累及其合成关键酶活性的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
【目的】为了明确灌浆结实前中期不同温度对晚粳稻籽粒灌浆、总淀粉及其组分含量的影响特征及其机理,【方法】以优质食味粳稻南粳9108为材料,利用植物培养箱控温,于水稻灌浆结实期设置高温(HT,日均温度31℃)、中温(MT,日均温度26℃)和低温(LT,日均温度21℃)三个处理,以自然温度为对照(CK),研究灌浆结实前中期持续高低温对晚粳稻籽粒灌浆、内源激素含量、淀粉及其及合成关键酶活性的影响。【结果】随温度上升(21℃～31℃),晚粳稻结实率和千粒重降低;灌浆前中期籽粒总淀粉积累速率加快,但持续时间短,总含量降低,而直链淀粉含量及其所占比例在整个灌浆期均呈降低趋势;灌浆前中期脱落酸(ABA)含量显著增加,赤霉素(GA3)含量降低,玉米素核苷(ZR)含量呈"先增先降"趋势;MT处理有利于提高灌浆结实期籽粒生长素(IAA)含量,HT和LT处理均降低籽粒IAA含量,LT处理下,IAA含量先降后升,而HT处理籽粒IAA含量一直处于较低水平;籽粒可溶性淀粉合成酶(SSS)活性与ZR变化规律相似,也呈"先增先降"趋势,但二者在灌浆结实期并不同步;淀粉分支酶(SBE)活性增加而淀粉脱分支酶(DBE)活性降低。【结论】不同温度显著影响晚粳稻籽粒内源激素含量和淀粉合成关键酶活性的变化,进而影响晚粳稻籽粒灌浆、总淀粉及其组分的积累。 相似文献
2.
《中国水稻科学》2016,(1)
采用寒地粳稻田间试验,研究灌浆结实期冷水胁迫(17℃,持续3,6,9,12,15d)对三个不同寒地粳稻品种(东农428、松粳10、龙稻7号)籽粒淀粉合成与积累、产量构成因素的影响,并探讨冷水胁迫下淀粉合成关键酶活性变化与淀粉组分及其含量的关系。结果表明,与对照相比,灌浆结实期17℃冷水胁迫下,不同寒地粳稻品种灌浆结实期可溶性淀粉合成酶(SSS)活性、淀粉分支酶(SBE)活性降低,籽粒总淀粉含量、支链淀粉含量显著下降,直链淀粉含量显著上升。相关分析表明,SSS活性、SBE活性与淀粉及其淀粉组分密切相关,对淀粉及淀粉组分含量变化均有同等重要的作用。同时,冷水胁迫下,灌浆结实期不同寒地粳稻品种的每穗实粒数、千粒重及结实率均显著降低,随着冷水胁迫时间的延长,不同寒地粳稻品种各指标的变化幅度逐渐加大。寒地粳稻产量构成因素各相关指标是不同耐冷性品种响应冷水胁迫的差异产物,可用于耐冷性鉴定。从不同寒地粳稻品种对冷水胁迫的反应指数看,松粳10受影响最大,东农428受影响最小,龙稻7号介于二者之间。 相似文献
3.
【目的】明确未来气候变暖条件下双季籼稻品质形成的淀粉积累特征。【方法】早稻以湘早籼45号(常规籼稻)和柒两优2012(杂交籼稻)，晚稻以九香粘(常规籼稻)和泰优398(杂交籼稻)为试验材料，利用开放式主动增温系统，设置全生育期增温(早稻增温1.4～1.5℃，晚稻增温2.0～2.3℃)和不增温2个处理，探明全生育期增温对双季籼稻籽粒淀粉合成及其关键酶活性的影响。【结果】开放式增温条件下，稻米中总淀粉和支链淀粉含量无显著变化，直链淀粉含量和直链淀粉占总淀粉比例降低，其中，柒两优2012和九香粘的直链淀粉含量分别显著降低了4.2%和3.4%。与不增温处理相比，增温提高了灌浆前期(抽穗后7～14 d)籽粒中总淀粉和直链淀粉积累量，但对晚稻籽粒直链淀粉积累量的影响持续时间要大于早稻，主要与淀粉合成关键酶活性不同程度升高有关。增温条件下，早稻灌浆结实期籽粒中二磷酸腺苷葡萄糖焦磷酸化酶(ADGPase)活性呈先升高后降低趋势，而晚稻呈逐渐升高趋势；增温降低了早稻抽穗后14 d和晚稻抽穗后7 d籽粒中结合态淀粉合成酶(GBSS)活性，但显著增加晚稻抽穗后期(抽穗后21、28 d)籽粒中GBSS活性；同... 相似文献
4.
目的 探究夜温变化对水稻淀粉形成的影响及其生理机制【方法】以优质软米浙禾香2号为材料,在灌浆初期设置31℃/20℃ (LT)、31℃/24℃ (NT)、31℃/28℃ (HT)3个夜间温度模式,测定其直链淀粉和支链淀粉含量及合成关键酶活性及相关基因的表达。结果 1)与NT相比,LT和HT处理显著降低粒重和淀粉积累,降低糊化温度和胶稠度,并影响支链淀粉链长,降低支链淀粉含量,提高直链淀粉含量,HT的影响要大于LT;2) LT和HT处理对白天叶片净光合速率的影响不显著,但显著降低籽粒中非结构性碳水化合物积累,抑制蔗糖转运基因OsSUT1、OsSUT2和OsSUT4在夜间和白天表达;3) LT 和HT处理降低夜间和白天蔗糖水解相关酶活性,增加淀粉水解酶活性,导致可溶性糖含量升高,籽粒中糖利用受阻;4)与NT相比,LT和HT处理下腺苷二磷酸葡萄糖含量呈现白天降低而夜晚升高的趋势,腺苷二磷酸葡萄糖积累及利用受到抑制,颗粒结合淀粉合酶活性随处理时间延长而显著降低,且白天酶活性也受夜间温度的影响;5)与NT相比,LT和HT处理降低了夜间支链淀粉合成相关酶活性,抑制了夜间相关基因的表达,导致支链淀粉合成受阻,但对白天酶活及相关基因表达的影响不大。结论 夜间高温对淀粉积累的影响要大于夜温降低,夜间高温/低温抑制全天蔗糖转运及代谢,进而抑制淀粉积累;支链淀粉合成受阻是导致直链淀粉相对含量升高的主要原因,直链淀粉合成相关酶活性(白天)受夜温变化影响,而支链淀粉合成相关酶活性(白天)受夜温变化的影响不显著。 相似文献
5.
氮肥用量对小麦籽粒粒重及淀粉含量的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为明确氮肥对小麦强、弱势粒粒重及淀粉品质的影响与调控,以强筋小麦烟农21和中筋小麦鲁麦21为材料,研究了三个氮肥水平(120、240、360 kg N/ha,分别用N1、N2、N3表示)下小麦籽粒增重过程及直、支链淀粉含量的变化规律。结果表明,随氮肥施用量的增加,强、弱势粒千粒重均降低,且灌浆后期处理间差异显著。两个品种强势粒千粒重均高于弱势粒;随氮肥施用量的增加,烟农21强、弱势粒灌浆速率均降低。两个品种强势粒灌浆速率均高于弱势粒;随氮肥使用量的增加,两品种强、弱势粒直链淀粉含量降低。支链淀粉从花后7 d开始积累,花后35 d含量达到最大值。当氮肥施用量为240 kg N/ha时,鲁麦21强、弱势粒支链淀粉含量较高,分别为48.73%和45.03%;烟农21对氮肥的反应与鲁麦21基本一致,强、弱势粒支链淀粉含量分别为57.04%和55.94%。 相似文献
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灌浆期持续干旱对小麦光合、抗氧化酶活性、籽粒产量和品质的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
为解析灌浆期持续干旱对优质强筋小麦生长发育的影响,以大面积推广种植的优质强筋早熟多抗小麦品种西农979为材料,从旗叶光合作用、抗氧化酶活性、籽粒淀粉和蛋白质积累过程等方面分析其在灌浆期不同阶段对干旱胁迫的响应特征。结果表明,与正常水分供应(CK)相比,干旱胁迫下花后10 d后小麦旗叶相对含水量下降,变化不显著,而POD、CAT和SOD活性升高,旗叶气孔导度、蒸腾速率、净光合速率等显著下降。随着干旱胁迫时间的延长,旗叶光合能力显著下降,活性氧清除酶活性均呈下降趋势,其中POD和SOD活性下降速度低于CK。灌浆期干旱胁迫显著降低植株结实率、籽粒长宽、饱满度、千粒重等,导致产量显著下降,并减少籽粒直链淀粉、支链淀粉和总淀粉含量及淀粉直支比,增加籽粒蛋白质含量。由此可见,灌浆期持续干旱会降低小麦光合能力,增强抗氧化能力,抑制籽粒淀粉合成和积累,影响植株结实、籽粒发育和品质形成。 相似文献
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灌浆期高温干旱胁迫对小麦籽粒淀粉积累的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
为探讨花后高温和干旱逆境胁迫对小麦淀粉组分的影响,采用盆栽和人工气候室相结合的方式研究了灌浆期短暂高温、干旱及其复合胁迫对两个不同品质类型小麦品种籽粒总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量的影响。结果表明,小麦籽粒淀粉的积累量符合Logistic方程,但逆境胁迫会缩短籽粒淀粉积累持续时间,降低其积累速率,使其最终淀粉积累量减少。与对照相比,高温、干旱及其复合胁迫显著降低两个小麦品种籽粒的支链淀粉和总淀粉含量,直链淀粉含量受影响较小,淀粉的直/支比增加。高温、干旱及其复合胁迫下,洛麦24的千粒重分别较对照下降42.03%、21.95%和50.01%,产量分别较对照下降57.88%、40.75%和61.08%;郑麦366的千粒重分别较对照下降34.39%、7.64%和43.16%,产量分别较对照下降41.58%、30.97%和48.49%。综上所述,高温、干旱胁迫抑制支链淀粉积累是造成产量下降的重要原因;复合胁迫对小麦籽粒淀粉积累量的影响大于干旱或高温单独胁迫;高温胁迫的影响大于干旱;洛麦24较郑麦366对高温和干旱胁迫更敏感。 相似文献
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氮钾对杂交水稻B优827籽粒淀粉含量及淀粉合成酶活性的影响 总被引：6，自引：0，他引：6
以优质杂交籼稻B优827为材料,通过施用不同水平的氮、钾肥,并在B优827灌浆时段测定籽粒的直链淀粉、总淀粉含量以及淀粉合成酶的活性,分析氮、钾对水稻灌浆过程中籽粒淀粉积累、淀粉合成关键酶活性的影响,以及直链淀粉的积累与淀粉合成关键酶活性间的相关性。B优827的直链淀粉含量在开花后20 d内呈线性增加,开花20 d后有所下降;可溶性淀粉合成酶活性变化呈单峰曲线,开花后12 d酶活性达到了最高值,以后随天数增加而迅速降低;淀粉粒结合型淀粉合成酶活性变化呈单峰曲线,开花后15 d酶活性达到最高值,开花后15 d籽粒直链淀粉含量也接近最高值;灌浆中后期可溶性淀粉合成酶（SSS)、淀粉粒结合型淀粉合成酶（GBSS)与直链淀粉含量呈现出显著的正相关关系。增施氮肥可以提高SSS和GBSS活性,施钾肥在生育前期提高SSS和GBSS活性,后期抑制两者的活性;氮肥和钾肥均有促进淀粉积累的作用,但氮肥施用量过高时会抑制淀粉的积累。适当控施氮肥、增施钾肥是提高B优827籽粒产量的有效途径。 相似文献
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淀粉含量不同的两类小麦品种籽粒淀粉积累及关键酶活性的变化 总被引：4，自引：0，他引：4
为给新疆小麦品质育种提供理论依据,在新疆灌溉农业条件下,选用淀粉含量差异较大的普通小麦品种新春24、E28（高淀粉含量组）和宁春16、安农9912（低淀粉含量组）为材料,测定了籽粒灌浆过程中总淀粉及淀粉组分的含量,同时测定了籽粒束缚态淀粉合成酶（granule bound starch synthase,GBSS）、可溶性淀粉合成酶（soluble starch synthase,SSS）、淀粉分支酶（starch branching enzyme,SBE）和淀粉去分支酶（starch debranching enzyme,DBE）等相关酶的活性,并对其在籽粒灌浆过程中的变化及淀粉积累特征进行了相关分析。结果表明,高淀粉含量和低淀粉含量的小麦品种在籽粒淀粉积累量和积累速率上均存在明显的基因型差异。Logistic 方程拟合淀粉积累过程发现,支、直链淀粉最终积累量取决于积累启动时间的早晚和积累速率的大小,而最大积累速率出现时间的早晚对其调节作用较小。不同类型籽粒中的GBSS、SSS、SBE和DBE酶活性变化均呈现单峰曲线,峰值出现在花后12~24 d不等。4个品种的GBSS酶活性均与直链淀粉的积累速率呈极显著正相关,与总淀粉的积累速率达到显著或极显著正相关,但与支链淀粉积累速率的相关不显著。SBE和SSS酶活性与总淀粉的积累速率和支链淀粉的积累速率呈显著或极显著正相关,而与直链淀粉积累速率的相关不显著。DBE活性与淀粉积累速率的相关性不显著。淀粉合成关键酶活性间的相关性分析表明,高淀粉含量的品种DBE活性与SSS、GBSS和SBE相关达到显著或极显著水平,它们之间可能存在着协同作用。 相似文献
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ZHANG Yuping WANG Junke WANG Yaliang CHEN Yanhua ZHU Dengfeng CHEN Huizhe XIANG Jing ZHANG Yikai LIU Xiaojun ZHU Yan CAO Weixing 《中国水稻科学》1986,34(6):525-538
【Objective】To clarify the effect of night temperature changes on rice starch accumulation, and to explore circadian changes of physiological characteristics of rice amylose/amylopectin formation at various night temperatures.【Method】High-quality japonica rice ‘Zhehexiang 2’ was subjected to three night temperature gradients of 31℃/20℃ (LT), 31℃/24℃ (NT), and 31℃/28℃ (HT) at the beginning of grain ripening stage, and the amylose and amylopectin contents, the key enzyme activities involved in amylose and amylopectin formation and the expression of related genes were measured at noon and midnight. 【Result】 The results showed that 1) compared with NT, LT and HT treatments significantly reduced grain weight and starch accumulation, LT and HT both reduced amylopectin content and increased amylose content, meanwhile the effect of HT was greater than LT. LT and HT treatments decreased grain pasting temperature and gel consistency, and had a significant influence on branched chain length. 2) The net photosynthetic rate of leaves under LT and HT presented no significant difference compared to NT, but LT and HT significantly reduced the accumulation of non-structural carbohydrates, meanwhile down-regulated the expression level of sucrose transporter genes OsSUT1, OsSUT2, and OsSUT4 both at noon and midnight. 3) LT and HT treatment reduced sucrose hydrolysis-related enzyme activities, meanwhile promoted starch hydrolase activities, resulting in increased soluble sugar contents, sugar utilization in grain was blocked. 4) Compared with NT, the adenosine diphosphate glucose content showed a downward tendency during the day and a rising trend at night under the treatment of LT and HT, which presented that the accumulation and utilization of adenosine diphosphate glucose were inhibited. And the granules bound starch synthetase activity were significantly reduced under LT and HT compared to NT with the prolongation of the treatment, and the enzyme activity at daytime was significantly influenced by temperature changing at night. 5) Compared with NT, LT and HT reduced the activities of night-time amylopectin synthesis-related enzymes and inhibited the expression of night-time related genes, which retarded formation of amylopectin, but the enzyme activities related to amylopectin synthesis was not significantly influenced by night temperature changing. 【Conclusion】High night temperature had a less effect on starch accumulation than low night temperature. High or low night temperature inhibited sucrose transport and metabolism, resulting in declined starch accumulation. The retarding of amylopectin formation was the main reason for the increase of relative content of amylose at high or low night temperature. Night temperature changes directly affected the metabolic process of starch formation at night, but the daytime activities of amylose-related enzymes were affected by night temperature changes, while the daytime activities of amylopectin-related enzymes were not significantly affected by night temperature changes. 相似文献
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氮肥对水稻胚乳淀粉品质、相关酶活性及基因表达量的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
【目的】旨在为阐明灌浆成熟期氮素营养对水稻淀粉品质影响机理以及建立优质高产水稻栽培技术提供理论依据。【方法】选用4个籽粒直链淀粉含量差异显著的粳稻品种,通过盆栽试验研究氮素营养对稻米淀粉组分和蛋白质含量及稻米蛋白质水解对淀粉黏滞特性的影响,并分析氮素营养对灌浆过程中籽粒蔗糖合酶(SuSy)、蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖酸性转化酶(AI)活性及OsGBSSⅠ、OsISAⅠ、OsSBEⅠ、OsSBEⅡ基因转录表达量的影响。【结果】结果表明,籽粒支链淀粉含量对氮素营养很敏感,灌浆成熟期氮素营养能改变籽粒淀粉组分含量;施氮条件下,高直链淀粉含量品种蒸煮食味品质下降更加明显,去除稻米蛋白质可明显提高稻米黏滞特性,蛋白质对淀粉黏滞特性的影响很大;增加灌浆成熟期氮素营养能显著或极显著提高籽粒SuSy和AI活性,显著抑制籽粒SPS活性;灌浆成熟期氮素营养能改变灌浆不同时期籽粒OsGBSSⅠ、OsISAⅠ和OsSBEⅡ基因转录表达量,以致灌浆过程中这些基因的转录表达量变化动态发生改变,但OsSBEⅠ基因转录表达量不因氮素营养而发生改变;受氮素营养的影响,灌浆起始期籽粒OsGBSSⅠ基因表达量明显上调,而灌浆中后期明显下调;氮素营养明显抑制灌浆成熟期籽粒OsISAⅠ基因和灌浆中后期的OsSBEⅠ基因转录表达,显著提高灌浆前期和中期的籽粒OsSBEⅠ基因转录表达量;氮素营养能抑制灌浆起始期籽粒OsSBEⅡ基因的转录表达,而提高灌浆中后期的基因转录表达。【结论】灌浆成熟期氮素营养除了通过蛋白质含量对淀粉品质产生影响外,还通过调控淀粉合成相关的酶活性和基因表达量等生理环节对淀粉含量和精细结构起作用,最终改变稻米黏滞特性和食味品质。 相似文献
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【目的】探明不同氮利用率水稻品种的氮素积累与转运特征及其机制。【方法】2个氮高效品种(武运粳30号和连粳7号)和2个氮低效品种(扬粳4038和宁粳1号)种植于大田,设置2个施氮量：全生育期不施氮(0 N)和全生育期施氮180 kg/hm2 (180N),比较分析了不同氮利用率粳稻品种干物质生产、氮素积累与转运差异及其机制。【结果】与氮低效品种相比,氮高效品种具有较高的产量、氮肥利用率、总颖花量和结实率,较高的花前干物质转运量和花后干物质积累量,分蘖至穗分化始期和抽穗至成熟期较高的净同化率和作物生长率,抽穗期较高的糖花比,灌浆期较高的籽粒库活性、籽粒中脱落酸与1-氨基环丙烷-1-羧酸含量的比值和茎鞘中较高的非结构性碳水化合物的转运和蔗糖合成相关酶活性以及蔗糖转运蛋白基因的表达量,抽穗后较高的氮转运、氮素吸收量,灌浆期较高的比叶氮含量、叶片中细胞分裂素含量、氮代谢酶活性以及氮素转运相关基因的表达量。【结论】氮高效品种穗分化前和抽穗后较高的物质生产效率以及灌浆期较高的碳氮转运与积累是产量和氮肥利用率协同提高的重要机制。 相似文献
15.
为探讨灌浆前期高温对六倍体小黑麦籽粒淀粉积累及其相关合成酶活性的影响,以4个春性小黑麦品种（系）为材料,在开花后5~14 d于田间搭建温棚进行高温胁迫,对其籽粒淀粉积累动态、淀粉合成相关酶活性进行了研究。结果表明,开花后5~14 d高温胁迫导致小黑麦千粒重和容重均显著下降,其中,千粒重下降5.95%~20.47%,容重下降3.33%~9.49%;籽粒中的总淀粉、支链淀粉与直链淀粉含量均显著降低,依次下降6.84%~17.97%、7.70%~24.60%及2.27%~7.17%,直/支链淀粉比有所升高,但差异不显著。在高温胁迫期间,小黑麦籽粒中与淀粉合成相关的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPP）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、淀粉分支酶（SBE）及淀粉去分支酶（DBE）活性均较对照有所上升,高温胁迫结束后,AGPP、SSS、DBE的活性均较对照有所下降。推测灌浆前期高温胁迫导致灌浆中后期小黑麦籽粒中淀粉合成相关酶活性的下降是籽粒中淀粉含量降低以及千粒重、容重下降的主要原因。 相似文献
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【目的】研究灌浆期不同时段高温对稻米淀粉组成、结构和理化特性的影响,揭示高温对稻米淀粉理化特性影响的时段效应,阐明高温、结构和功能之间的关系。【方法】以耐热水稻品种黄华占和热敏感的9311近等位基因系为实验材料,利用人工气候箱设置高温[38℃(昼)/30℃(夜)]和对照[28℃(昼)/22℃(夜)],研究灌浆前期(齐穗期后1－15 d)和后期(齐穗期后16 d至成熟)高温对稻米的加工品质、外观品质、淀粉组成、支链淀粉链长分布、粒度分布、胶稠度、黏度特性、糊化特性、结晶特性和颗粒形态的影响。【结果】灌浆期高温使糙米率、精米率、整精米率显著下降,使垩白粒率和垩白度显著升高,导致加工品质和外观品质变差。灌浆期高温使总淀粉含量、直链淀粉含量、短支链淀粉含量、大淀粉粒占比、直/支链淀粉比显著下降,而中等支链淀粉含量、小中淀粉粒占比、糊化温度和糊化焓显著上升,黏度特性显著改变,结晶类型不变但结晶度显著改变,淀粉颗粒表面出现小孔,表面变得凹凸不平,导致淀粉颗粒更加碎片化和蒸煮食味品质变劣。灌浆期不同时段高温对稻米品质的影响不同,灌浆前期高温对稻米淀粉的影响大于灌浆后期,耐热品种受影响小于热敏感品种。灌浆前期高温处理下供试材料具有较高的消减值和较低的崩解值,黏度特性变差;灌浆后期高温处理下供试材料具有较低的消减值和较高的崩解值,黏度特性变好。【结论】灌浆前期高温对淀粉理化特性的影响最大,进而导致稻米的加工品质、外观品质和蒸煮食味品质变劣,灌浆后期高温提升了黏度特性。 相似文献
17.
水稻灌浆过程中籽粒淀粉合成关键酶活性与蒸煮食味品质 总被引：22，自引：5，他引：17
选用稻米蒸煮食味品质有显著差异的4个粳稻品种,对水稻籽粒灌浆过程中淀粉合成关键酶的活性变化及其与蒸煮食味品质关系进行了研究。 不同品质类型的品种间籽粒直链淀粉和支链淀粉含量在灌浆前、中后期表现出差异,这种差异主要表现在灌浆不同时期淀粉积累速率上。籽粒灌浆过程中,不同品质类型的品种中ADPG焦磷酸化酶和可溶性淀粉合成酶活性出现峰值的时间无差异,但淀粉分支酶活性出现峰值的时间,劣质品种明显早于优质品种,而且优质品种灌浆中、后期仍然保持较高水平的酶活性。ADPG焦磷酸化酶、可溶性淀粉合成酶、淀粉分支酶的活性与直链淀粉含量、支链淀粉含量、味度值、RVA谱特性间的相关性和程度因灌浆时期不同而发生变化。在整个灌浆过程中,可溶性淀粉合成酶活性与味度值间的相关均不显著,但灌浆前期和中、后期的ADPG焦磷酸化酶和淀粉分支酶的活性与味度值间呈显著或极显著相关。选择灌浆前期酶活性低或灌浆后期酶活性高的材料,将有利于提高稻米蒸煮食味品质。 相似文献
18.
【目的】氨酰-tRNA合成酶（aminoacyl-tRNA synthetases, aaRSs）与遗传信息传递密切相关,已发现植物中aaRSs家族蛋白在维持翻译功能之余,还参与配子发生与胚发育、质体的早期发育以及免疫信号的感知与病害防御等生物学过程。本研究利用水稻胚乳发育缺陷突变体,分析水稻色氨酰-tRNA合成酶（WRS1）在胚乳发育中的作用,证明WRS1基因编码一个影响水稻胚乳发育的关键因子。【方法】本研究通过甲烷磺酸乙酯（ethyl methane sulfonate, EMS）诱变籼稻（Oryza sativa subsp. indica）品种N22,筛选到一个稳定遗传的水稻粉质胚乳突变体（wrs1）,图位克隆获得目标基因。对wrs1成熟种子进行形态学观察以及淀粉相关理化性质测定,利用细胞学切片分析wrs1发育中胚乳的结构,利用实时荧光定量PCR（quantitative real-time PCR, qRT-PCR）和GUS活性染色分析基因表达模式,通过qRT-PCR比较野生型与突变体花后12 d胚乳中淀粉合成相关基因表达情况,免疫印迹检测野生型与突变体成熟种子中淀粉合成酶蛋白积累情况,使用全自动氨基酸分析仪测定游离氨基酸含量。【结果】 wrs1突变体幼苗表现出明显的发育滞后且逐渐蔫萎死亡,从杂合突变体（WRS1wrs1）中分离到的粉质籽粒呈现明显的腹部皱缩,粒厚、千粒重下降,同时总淀粉含量下降,糊化淀粉的峰值黏度和崩解值均低于野生型。wrs1突变体发育胚乳中复合淀粉颗粒变小,排列疏松。WRS1定位于第12染色体长臂约183 kb的区间内,测序发现编码色氨酰-tRNA合成酶（tryptophanyl-tRNA synthetase, WRS）基因的第6外显子上发生单碱基替换,导致一个保守位置上的甲硫氨酸被替换。wrs1突变体中大部分淀粉合成相关基因表达量下调,且野生型与突变体间基因表达的变化与相应蛋白积累的差异存在不一致的趋势。wrs1突变体籽粒中蛋白质积累降低,而游离氨基酸含量显著升高。【结论】 WRS1编码色氨酰-tRNA合成酶,该基因突变后通过影响氨基酸稳态和蛋白质合成,造成淀粉合成相关基因异常表达从而影响淀粉的合成与积累,导致种子发育缺陷。 相似文献