论文部分内容阅读
采用两个软麦品种许科316和花培八号(SKCS值和硬度指数HI分别为30和41.0%)和一个硬麦品种郑麦366(SKCS值和HI分别为80和75.9%)为材料,分别利用蛋白体外结合技术和面粉重组技术,研究淀粉表面极性脂在PINs蛋白与淀粉表面结合中的作用,以及对胚乳结构和硬度的影响。同时研究籽粒灌浆过程,不同干燥方式下(烘干和冻干)淀粉表面脂含量,PINs蛋白表达以及籽粒硬度的变化,并采用电镜观察籽粒胚乳结构及籽粒淀粉造粉体结构及其造粉体膜的变化。主要结果如下:1、淀粉表面极性脂在PINs蛋白与淀粉表面结合中的作用以及与胚乳结构及硬度的关系1.1 SDS-PAGE图谱表明,软麦与硬麦水洗淀粉中均有分子量15kD的蛋白条带,而用蛋白酶K处理的淀粉、脱脂淀粉以及脱脂淀粉与纯化PINs蛋白温育结合后的淀粉(脱脂淀粉+PINs)在15kD处均没有条带出现;而加入淀粉表面极性脂后的脱脂淀粉与纯化后的PINs蛋白(脱脂淀粉+极性脂+PINs)结合后在15kD位置有条带出现。这些结果表明除去极性脂后,PINs蛋白与淀粉表面没有结合,而添加极性脂后PINs蛋白可以结合在淀粉表面,证明了PINs蛋白通过淀粉表面极性脂与淀粉颗粒表面结合。1.2测定重组面粉制成的干面粉片和面团片硬度,表明谷朊粉+脱脂淀粉的硬度高于谷朊粉+原淀粉,而谷朊粉+极性脂+PINs+脱脂淀粉的硬度值最低;表明脱脂后极性脂与PINs含量降低,淀粉颗粒与谷脘粉直接结合,使硬度升高;而在加入极性脂后,极性脂与PINs蛋白阻碍了淀粉颗粒与谷朊粉的结合。1.3面粉片与面团片的内部微观结构观察表明,谷朊粉+脱脂淀粉重组和谷脘粉+PINs蛋白+脱脂淀粉重组之间没有明显差别;而在加入极性脂后,谷朊粉+极性脂+PINs蛋白+脱脂淀粉制成的面粉片淀粉颗粒表面形成一些小的聚集,而在其面团片中则观察到淀粉颗粒嵌入谷脘粉中;这些结果表明了极性脂在淀粉颗粒与PINs蛋白结合中的作用。2、淀粉表面极性脂在籽粒硬度形成中的作用及其机理2.1硬麦和软麦在灌浆初期籽粒(烘干)硬度即分别达到硬麦和软麦籽粒硬度指标。两个品种灌浆过程均表现为烘干方式下籽粒硬度高于冻干方式下籽粒硬度。2.2籽粒灌浆过程中,软麦品种许科316和硬麦品种郑麦366全粉中MGDG和DGDG含量没有显著差异;同时糖脂含量在两种干燥方式之间的差异未达显著水平。籽粒淀粉表面极性脂含量则表现为许科316显著高于硬麦郑麦366;两种干燥方式比较,郑麦366淀粉表面极性脂含量在整个灌浆期均表现为冻干方式高于烘干方式(DGDG和总糖脂在花后28天除外),而许科316则在花后不同时间段表现为冻干高于烘干。这些结果表明淀粉表面极性脂含量与籽粒硬度呈显著负相关。2.3籽粒灌浆过程中,软麦许科316籽粒总PINs蛋白表达量略高于硬麦郑麦366,且两种干燥方式下,PINs表达量没有明显差异(除了花后14天冻干略低于烘干)。许科316淀粉表面PINs蛋白表达量在整个灌浆期均显著高于郑麦366;两个品种淀粉表面的PINs蛋白表达量均表现为烘干高于冻干。表明不同品种硬度与淀粉表面PINs蛋白含量呈显著负相关,而冻干方式下硬度下降可能与淀粉表面PINs蛋白表达量无关。2.4扫描电镜观察,籽粒灌浆过程中硬麦品种淀粉粒深陷在蛋白质基质中,淀粉粒与蛋白的结合较软麦紧密;而冻干方式下淀粉体与蛋白之间的结合较烘干条件下的疏松。透射电镜观察造粉体膜结构,发现鲜籽粒细胞结构完整,细胞壁轮廓清晰,造粉体,蛋白体清晰可见,造粉体被膜较完整;在籽粒部分脱水后造粉体膜与淀粉体分离,不同程度烘干(1/3)和冻干(1/3)方式比较,烘干1/3处理后大造粉体膜与淀粉体分离,小造粉体膜局部与淀粉体分离,被膜不完整,局部清晰可见;而在冻干1/3处理造粉体被膜有较多凸起小泡,没有明显造粉体膜与淀粉粒分离现象,造粉体被膜局部清晰可见。不同干燥方式下硬麦表现与软麦相似,硬麦造粉体膜与淀粉体分离程度更大,烘干1/3处理的最为明显。表明造粉体膜的分离可能减少膜脂在淀粉表面的附着,影响籽粒硬度。2.5 Front-face荧光分析表明软麦全粉和淀粉的荧光强度均高于硬麦,但淀粉之间的差异较全粉更明显。软麦淀粉中荧光强度在花后14和35天为冻干方式下高于烘干;而硬麦则均为冻干高于烘干。荧光强度变化趋势与极性糖脂含量变化趋势的相似性也表明了籽粒中极性脂含量、及其与PINs蛋白的结合影响籽粒硬度。