本研究选用不同品质类型和不同穗型的小麦品种为试验材料,通过水旱栽培及外源激素处理试验,系统研究了不同环境条件下,小麦籽粒中淀粉的粒度分布、淀粉累积和组分、内源激素水平以及淀粉合成相关酶的变化,分析了淀粉粒度、含量和组成与加工品质的关系,明确了不同类型小麦籽粒淀粉粒度的分布及淀粉形成的酶学特征。主要研究结果如下:1小麦籽粒淀粉的粒度分布特征1.1不同品质类型小麦籽粒淀粉的粒度分布成熟期小麦籽粒含有2种类型的淀粉粒:直径较小的B型淀粉粒(<9.8μm)和直径较大的A型淀粉粒(>9.8μm),淀粉粒的粒径在0.37～52.6μm之间变化。淀粉粒的体积分布表现为双峰分布,峰值分别出现在5μm和25μm左右。淀粉粒的数目分布表现为单峰分布,峰值出现在1μm,其中B型淀粉粒数目占总数的99%以上,表明小麦籽粒中的淀粉粒大多为小淀粉粒。小麦淀粉粒的表面积分布同体积分布相同,也表现为双峰分布,峰值分别在2.8μm和23μm,B型淀粉粒的表面积占总数的80%左右,A型淀粉粒占20%左右。在8个参试品种中,A型淀粉粒组占总体积的53.6～64.9%,A型淀粉颗粒比例较高的品种为LM21和BY535,较低的品种为JN17和9818。表明在强筋型小麦中,B型淀粉粒所占体积较高,而弱筋型小麦LM21和BY535的A型淀粉粒体积百分比较高。同体积分布相似,弱筋型小麦LM21和BY535的B型淀粉粒所占表面积较低,分别为79.0%和79.4%,而强筋型小麦9818和JM20的B型淀粉粒所占表面积较高,分别为83.8%和82.2%。与灌溉栽培相比较,旱作栽培一般能提高小麦B型淀粉粒的体积百分比,而降低A型淀粉粒的体积百分比。1.2小麦胚乳淀粉粒的变化动态花后不同时期小麦胚乳淀粉粒数目的变化均呈单峰曲线,峰值一般出现在0.5～1.1μm之间。在花后7天,已经出现了不同范围大小的淀粉粒,最大直径20μm。花后10天,淀粉粒直径范围扩大到30μm。至花后14天,产生了一个新的小淀粉粒群体,从而造成大淀粉粒数目所占比例有所减少。花后17天,籽粒中的淀粉粒以体积增大为主。花后21天,小于0.6μm的淀粉粒数目急剧增加,大于0.6μm的淀粉粒数目则明显减少,表明这一时期又产生了一个新淀粉粒群体。花后24～28天,小于0.6μm的淀粉粒数目仍不断增加,而直径较大的淀粉粒数目不断减少,表明籽粒中新淀粉粒的产生仍在继续,但增加幅度减少。花后35天,主要是最小粒径淀粉粒直径的扩大,其它粒径淀粉粒直径的变化相对较小2.不同品质类型小麦籽粒淀粉及相关酶活性的变化灌溉和旱作2种栽培条件下,在整个灌浆期内弱筋小麦的淀粉含量显著高于强筋小麦,表明弱筋小麦籽粒的淀粉合成能力高于强筋小麦。与旱作栽培条件相比较,灌溉栽培更有利于小麦淀粉含量的提高。品种间比较,弱筋型小麦旗叶的SPS活性、籽粒SS、UGPase、AGPase、SSS、GBSS和SBE活性均在灌浆后期显著高于强筋型小麦,表明弱筋型小麦品种在籽粒灌浆中、后期比强筋型小麦品种具有更强的蔗糖供应和淀粉合成能力。旱作栽培条件下,淀粉合成酶活性一般表现为灌浆前期高于灌溉栽培,而灌浆后期低于灌溉栽培。表明旱作栽培有利于提高灌浆前期籽粒淀粉的合成能力,灌溉栽培则有利于灌浆后期小麦籽粒的淀粉合成。3.不同穗型小麦籽粒淀粉及相关酶活性的变化2种穗型小麦籽粒SS、AGPase、SSS、GBSS和SBE的活性均存在明显的基因型差异。2种栽培条件下,大穗型品种上述酶的活性在生育后期都显著高于多穗型品种,这是导致其淀粉积累量较高的生化机制。用Logistic方程模拟籽粒淀粉的积累过程,表明大穗型品种具有较高的淀粉积累量,其原因出自于淀粉的积累速率和持续期。2种栽培条件对不同穗型小麦品种的影响不同。灌溉栽培能显著提高大穗型品种籽粒灌浆中后期ADPG供应能力和淀粉合成相关酶的活性,旱作栽培则导致籽粒淀粉合成酶活性显著降低,表明大穗型品种对水分较为敏感。与之相比,旱作栽培能提高多穗型品种小麦灌浆前、中期AGPase、SS、SSS和SBE的活性,促进其籽粒淀粉的合成与积累。在籽粒灌浆后期旱作栽培则降低其酶活性,但与大穗型品种相比其降低幅度较小,表明多穗型品种在籽粒灌浆后期对水分供缺的反应较为迟缓。4.不同类型小麦籽粒淀粉与加工品质的关系不同品种间淀粉糊化特性有着明显的差异。强筋小麦D99-3、JM20和弱筋小麦LM21、BY535的峰值粘度、低谷粘度、最终粘度、反弹值、峰值时间和糊化温度等RVA参数值较高,而强筋小麦9818的各项RVA参数值显著低于其它品种。强筋小麦JM20、D99-3的面条评分最高,其次为弱筋小麦LM21和BY535,而强筋小麦9818和JN17的面条评分最低。强筋小麦一般具有较好的适口性,而弱筋小麦的色泽和表观状态较好。TPA分析表明,强筋小麦D99-3、D3、JM20和JN17的硬度、胶着性和咀嚼性等指标明显高于弱筋型小麦LM21和BY535,由于上述指标与面条的适口性和韧性有密切的联系,因此,强筋小麦制成的面条可能具有更好的适口性和韧性。5.外源激素对小麦籽粒淀粉积累的影响抽穗期喷施6BA能显著提高小麦籽粒的胚乳细胞数、胚乳细胞分裂中后期的增殖速率、粒重和淀粉积累量。灌溉栽培条件下,外施6BA能降低小麦强势籽粒淀粉直/支比例,有利于淀粉品质的改善;但对弱势籽粒中的淀粉直/支比例没有显著的影响。旱作栽培条件下,6BA处理能提高2个小麦品种强、弱势籽粒的淀粉含量,但除JN17强势粒的淀粉含量有显著增加外,其它处理的淀粉含量增加不显著,6BA还提高了JN17强势粒和LM21弱势粒的直链淀粉含量。喷施ABA能降低胚乳细胞分裂中后期的增殖速率,显著减少强势籽粒的胚乳细胞数,但对弱势籽粒的胚乳细胞数和粒重减少没有显著影响,对淀粉直/支比例的影响也不明显。2种外源激素处理对穗粒数都没有显著影响,表明喷施6BA和ABA并没有影响小麦小花的发育。6.小麦籽粒内源激素含量的变化灌溉和旱作2种栽培条件下,弱筋型品种的ZR、GA3含量在灌浆后期均明显高于强筋型小麦,而不同类型品种间的ABA含量差异不明显。不同穗型品种间比较,花后7天,2种栽培条件下大穗型品种的IAA、ZR、GA3含量均明显高于多穗型品种,花后14天之后,上述激素含量差别不明显。大穗型品种在生育后期仍具有较高的ABA含量,这与其后期仍具有较高的灌浆速率相吻合。与灌溉栽培方式相比较,旱作栽培条件下,灌浆前期小麦籽粒ZR、IAA、GA3含量均高于灌溉栽培,但灌浆后期则低于灌溉栽培。表明旱作栽培有利于灌浆前期的细胞分裂,并能诱导ABA的产生,加快籽粒灌浆进程。灌溉栽培有利于灌浆后期籽粒ZR、IAA、GA3含量的提高。