小麦加工品质响应氮素水平调控机制研究
发布时间：2023-04-27 22:51
小麦籽粒主要由蛋白质和淀粉构成,是提供人体所需植物蛋白与能量的重要来源。氮肥作为重要的农艺措施,广泛地服务于小麦生产与品质调控,但其具体品质调控机制尚不明确。本文以四个不同品种为研究对象设置了四个氮肥梯度进行两年两点大田试验,运用现代生理、生化以及转录组学技术研究籽粒储藏蛋白和淀粉合成响应氮素调控机制。与此同时,成功构建了一套利用高效液相色谱技术提取测定植物氨基酸的优化方案,并在此技术基础上探讨了高低氮条件下花后叶片氨基酸转运状况与储藏蛋白积累间的关系。主要结果如下:1.粗蛋白含量、沉降值、湿面筋含量、面团形成时间、稳定时间以及储藏蛋白组分积累量均随施氮量的增加而显著提高,而面筋指数显著降低。施氮量可分别解释以上加工品质指标和储藏蛋白组分发生变异的10.480.0%和4.259.2%。增施氮肥显著提高了花后营养器官的氮素再转运量,但除GI外的加工品质性状和储藏蛋白组分只与茎鞘再转运氮素量高度相关。同时,籽粒中GS酶活性和GSr2基因显著上调,强化了籽粒自身氮素的重吸收。高低氮的转录组分析在灌浆1035 d的籽粒中共找出2...
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 小麦籽粒加工品质
1.2 籽粒蛋白与加工品质的关系
1.2.1 籽粒蛋白及其组成
1.2.2 籽粒粗蛋白含量与加工品质
1.2.3 高分子量谷蛋白亚基基因克隆及其对加工品质的贡献
1.2.4 低分子量谷蛋白亚基基因克隆及其对加工品质的贡献
1.2.5 醇溶蛋白组分基因克隆及其对加工品质的贡献
1.3 籽粒蛋白质生物合成途径
1.4 籽粒淀粉与加工品质的关系
1.5 籽粒淀粉生物合成途径
1.5.1 淀粉及淀粉粒的结构及组成
1.5.2 支链淀粉生物合成
1.5.3 直链淀粉生物合成
1.6 氮素对加工品质的影响
1.6.1 氮素水平对加工品质的影响
1.6.2 施氮时期及其比例对加工品质的影响
1.7 小麦植株花后氨基酸代谢
1.7.1 氨基酸的生物合成
1.7.2 小麦植株花后游离氨基酸的来源、运转及其利用
1.7.3 植物游离氨基酸提取和常用测定方法
1.8 研究目的与意义
第二章 种子储藏蛋白响应氮素水平调控机制
2.1 材料与方法
2.1.1 试验材料与地点
2.1.2 试验设计
2.1.3 田间标记与采样方法
2.1.4 测定项目与方法
2.1.5 数据处理
2.2 结果与分析
2.2.1 加工品质参数
2.2.2 储藏蛋白组分含量及其组成主成分分析
2.2.3 花后营养器官的氮素再转运量
2.2.4 氮素再转运量与谷醇蛋白组分和加工品质间的相关分析
2.2.5 GS酶活性及相关编码基因表达量
2.2.6 转录组分析(N225 VS N0)
2.3 讨论
2.3.1 HMW-GS对调控加工品质的贡献最大
2.3.2 氮素再转运量差异导致储藏蛋白和面筋指数发生变化
2.3.3 GSr2负责灌浆籽粒氮素重吸收并受氮素调控
2.3.4 氨基酸代谢、内质网蛋白质加工和控制编码储藏蛋白基因表达的转录因子是储藏蛋白响应氮素调控的重要分子基础
2.4 小结
第三章 淀粉响应氮素水平调控机制
3.1 材料与方法
3.1.1 试验材料与地点
3.1.2 试验设计
3.1.3 田间标记与采样方法
3.1.4 测定项目与方法
3.2 结果与分析
3.2.1 淀粉组分含量及其组成比例
3.2.2 淀粉糊化特性
3.2.3 糊化特性与淀粉含量及其组成比例间的相关分析
3.2.4 成熟籽粒腹侧中部胚乳淀粉粒显微形态及其数量
3.2.5 灌浆籽粒AGPase、SSS和GBSS酶活性动态
3.2.6 淀粉生物合成相关的KEGG和GO富集通路
3.2.7 编码关键淀粉酶基因的表达量
3.2.8 其他与淀粉粒合成相关的差异表达基因
3.3 讨论
3.3.1 B型淀粉粒的增加主要归因于直支比的下降
3.3.2 糊化特征值的变化主要归因于直支比的下降和储藏蛋白的增加
3.3.3 淀粉合成及其降解途径基因网络的变化是淀粉粒理化特性响应高氮营养的重要分子基础
3.4 小结
第四章 提取检测植物游离氨基酸的优化方案
4.1 材料与方法
4.1.1 植物材料
4.1.2 试剂
4.1.3 仪器设备
4.1.4 数据处理
4.2 结果与分析
4.2.1 游离氨基酸提取方法的优化
4.2.2 氨基酸衍生化条件优化
4.2.3 液相色谱条件优化
4.2.4 植物氨基酸提取检测方法优化方案的建立
4.3 小结
第五章 花后叶片氨基酸转运响应氮素水平调控机制
5.1 材料与方法
5.1.1 试验材料与地点
5.1.2 试验设计
5.1.3 测定项目与方法
5.1.4 数据处理
5.2 结果与分析
5.2.1 花后旗叶和倒二叶游离氨基酸动态变化
5.2.2 灌浆期籽粒游离氨基酸动态变化
5.2.3 灌浆籽粒游离氨基酸与其叶片间的相关关系
5.2.4 成熟籽粒游离氨基酸含量
5.2.5 成熟籽粒蛋白及蛋白组分
5.2.6 灌浆籽粒游离氨基酸与成熟籽粒蛋白组分间的相关关系
5.2.7 成熟籽粒游离氨基酸含量与其蛋白组分间的相关关系
5.3 讨论
5.4 小结
参考文献
附表
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
本文编号：3803224
【文章页数】：119 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 文献综述
1.1 小麦籽粒加工品质
1.2 籽粒蛋白与加工品质的关系
1.2.1 籽粒蛋白及其组成
1.2.2 籽粒粗蛋白含量与加工品质
1.2.3 高分子量谷蛋白亚基基因克隆及其对加工品质的贡献
1.2.4 低分子量谷蛋白亚基基因克隆及其对加工品质的贡献
1.2.5 醇溶蛋白组分基因克隆及其对加工品质的贡献
1.3 籽粒蛋白质生物合成途径
1.4 籽粒淀粉与加工品质的关系
1.5 籽粒淀粉生物合成途径
1.5.1 淀粉及淀粉粒的结构及组成
1.5.2 支链淀粉生物合成
1.5.3 直链淀粉生物合成
1.6 氮素对加工品质的影响
1.6.1 氮素水平对加工品质的影响
1.6.2 施氮时期及其比例对加工品质的影响
1.7 小麦植株花后氨基酸代谢
1.7.1 氨基酸的生物合成
1.7.2 小麦植株花后游离氨基酸的来源、运转及其利用
1.7.3 植物游离氨基酸提取和常用测定方法
1.8 研究目的与意义
第二章 种子储藏蛋白响应氮素水平调控机制
2.1 材料与方法
2.1.1 试验材料与地点
2.1.2 试验设计
2.1.3 田间标记与采样方法
2.1.4 测定项目与方法
2.1.5 数据处理
2.2 结果与分析
2.2.1 加工品质参数
2.2.2 储藏蛋白组分含量及其组成主成分分析
2.2.3 花后营养器官的氮素再转运量
2.2.4 氮素再转运量与谷醇蛋白组分和加工品质间的相关分析
2.2.5 GS酶活性及相关编码基因表达量
2.2.6 转录组分析(N225 VS N0)
2.3 讨论
2.3.1 HMW-GS对调控加工品质的贡献最大
2.3.2 氮素再转运量差异导致储藏蛋白和面筋指数发生变化
2.3.3 GSr2负责灌浆籽粒氮素重吸收并受氮素调控
2.3.4 氨基酸代谢、内质网蛋白质加工和控制编码储藏蛋白基因表达的转录因子是储藏蛋白响应氮素调控的重要分子基础
2.4 小结
第三章 淀粉响应氮素水平调控机制
3.1 材料与方法
3.1.1 试验材料与地点
3.1.2 试验设计
3.1.3 田间标记与采样方法
3.1.4 测定项目与方法
3.2 结果与分析
3.2.1 淀粉组分含量及其组成比例
3.2.2 淀粉糊化特性
3.2.3 糊化特性与淀粉含量及其组成比例间的相关分析
3.2.4 成熟籽粒腹侧中部胚乳淀粉粒显微形态及其数量
3.2.5 灌浆籽粒AGPase、SSS和GBSS酶活性动态
3.2.6 淀粉生物合成相关的KEGG和GO富集通路
3.2.7 编码关键淀粉酶基因的表达量
3.2.8 其他与淀粉粒合成相关的差异表达基因
3.3 讨论
3.3.1 B型淀粉粒的增加主要归因于直支比的下降
3.3.2 糊化特征值的变化主要归因于直支比的下降和储藏蛋白的增加
3.3.3 淀粉合成及其降解途径基因网络的变化是淀粉粒理化特性响应高氮营养的重要分子基础
3.4 小结
第四章 提取检测植物游离氨基酸的优化方案
4.1 材料与方法
4.1.1 植物材料
4.1.2 试剂
4.1.3 仪器设备
4.1.4 数据处理
4.2 结果与分析
4.2.1 游离氨基酸提取方法的优化
4.2.2 氨基酸衍生化条件优化
4.2.3 液相色谱条件优化
4.2.4 植物氨基酸提取检测方法优化方案的建立
4.3 小结
第五章 花后叶片氨基酸转运响应氮素水平调控机制
5.1 材料与方法
5.1.1 试验材料与地点
5.1.2 试验设计
5.1.3 测定项目与方法
5.1.4 数据处理
5.2 结果与分析
5.2.1 花后旗叶和倒二叶游离氨基酸动态变化
5.2.2 灌浆期籽粒游离氨基酸动态变化
5.2.3 灌浆籽粒游离氨基酸与其叶片间的相关关系
5.2.4 成熟籽粒游离氨基酸含量
5.2.5 成熟籽粒蛋白及蛋白组分
5.2.6 灌浆籽粒游离氨基酸与成熟籽粒蛋白组分间的相关关系
5.2.7 成熟籽粒游离氨基酸含量与其蛋白组分间的相关关系
5.3 讨论
5.4 小结
参考文献
附表
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文
本文编号：3803224
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nzwlw/3803224.html
最近更新
教材专著
