谷子耐干旱、易生长。小米具有药食同源的特点,愈加受人们欢迎。小米的营养品质影响着小米的食味品质。如小米中淀粉含量、直链支链淀粉含量影响着小米的糊化特性及质构特性,小米中可挥发性风味物质影响小米饭的风味特性。谷子Waxy基因的表达及多态性影响着小米中直链支链淀粉的合成。本试验以JG21及其亲本和衍生种为主要材料,并以名优品种YG01、ZZ05和ZZ10为参照,测定了小米中主要成分含量,并测定分析其食味品质。对各品种谷子淀粉合成酶基因多态性及蛋白结构进行分析,主要结果如下:1.根据直链淀粉和支链淀粉与碘的不同反应的吸收光谱不同,确定直链淀粉和支链淀粉的测定波长/参比波长,分别为620/453 nm和538/742 nm,确定回归方程并计算直链支链淀粉含量。在一定浓度下(直链0-80ug/mL,支链0-150 ug/mL),线性关系良好。2.利用快速粘度分析仪测定各品种小米粉和小米淀粉的糊化特性,通过物性分析仪测定各品种小米粥质构特性,并将其与小米组分含量进行相关分析。主要结果如下:(1)小米粉与小米淀粉的糊化特征值呈极显著正相关,相关系数都非常高,表明在一定程度上可以用小米粉的糊化特性表征小米的糊化特性。(2)在小米糊化特性各特征值中,可以用崩解值和消减值对小米的品种进行鉴别,且可以有效判断小米的糊化特性。消减值升高,崩解值减小,回生值增大,糊化时间越久,糊化温度越高。小米热稳定性提高,越难糊化。(3)水分含量与RVA特征值呈正相关,直链淀粉含量与回生值呈正相关,与其他RVA值呈负相关。粗脂肪含量与崩解值和回生值呈正相关,与糊化温度和时间呈负相关。(4)小米饭质构表征研究中,粘性对小米饭的鉴别有一定的作用。水分含量和粗脂肪含量与小米饭的质构特性呈负相关,直链淀粉含量与小米饭的硬度、粘性、黏性、咀嚼性和回复性呈正相关,与小米饭的弹性和内聚性呈负相关。(5)糊化特征崩解值可初步预测米饭的质构特性,小米崩解值与小米质构各特征值呈负相关,小米质构各特征值与小米糊化最终黏度呈负相关,其中弹性与最终黏度呈显著负相关,弹性与崩解值呈正相关,但相关系数低,相关性不明显。3.采用顶空固相微萃取方法(HS-SPME)结合气相-色谱质谱(GC-MS)联用仪,测定小米中挥发性风味物质,主要结果如下:(1)共鉴定出60种挥发性物质,包括20种醛类,7种酮类,6种醇类,2种酚类,3种酸,4种苯衍生物,6种碳氩类,8种酯类和3种其他化合物。初次检测出戊醛、桃醛、1-戊醇、3-甲基-3-辛醇等物质。(2)醛类和碳氢类物质构成了小米粥中的主要的挥发性成分,醛类是小米香味的主要来源。(3)定量分析影响小米香味的主要成分,发现己醛含量最高。4.根据二代测序结果对各品种谷子的Waxy基因进行多态性分析,具体结果如下(1)谷子中Waxy基因有2个拷贝,SiWaxy1和SiWaxy2,分别位于第4条和第2条染色体。(2)根据SNP和INDel分析Waxy基因,并预测其编码蛋白,发现共编码3种Waxy蛋白分别为SiWaxy1,SiWaxy1b和SiWaxy2。该蛋白属于糖基转移酶蛋白。(3)系统进化分析表明,Waxy编码的蛋白结构域保守,谷子Waxy基因成员与其他9种植物的同源序列相似性也较高,亲缘关系较进。综上所述,小米中物质组分,如,水分、总淀粉、总脂肪和直链淀粉含量影响小米的糊化特性、质构特性和风味特性。醛类是小米香味的主要来源。谷子中Waxy与其他植物Waxy基因有高同源性,Waxy基因编码蛋白结构域高度保守。该研究可为小米品质鉴定和改良提供一定的理论数据,并为培育优质、高产谷子品种提供参考和理论依据。