大麥籽粒植酸的積累動態(tài)和環(huán)境因子反應(yīng)研究.pdf

1、植酸作為植物種子發(fā)育過程中積累起來的一種天然組分，是植物體內(nèi)磷素和肌醇的主要儲存形式，并與蛋白質(zhì)結(jié)合成圓球狀晶體存在于成熟的禾谷類和豆類等作物種子中。植酸強大的螯合能力使其易與Ca2+，F(xiàn)e2+/3+，Zn2+等金屬離子形成不溶性復(fù)合物，從而影響人和單胃動物對這些必需礦質(zhì)營養(yǎng)元素的吸收和利用。此外，不易消化的植酸磷直接釋放到環(huán)境中，容易引起水體富營養(yǎng)化等污染問題。因此，通過育種和栽培途徑，將作物食用器官的植酸含量控制在適宜水平，具有重要

2、的現(xiàn)實意義。本文在明確大麥籽粒植酸含量的基因型差異及環(huán)境效應(yīng)的基礎(chǔ)上，研究了大麥灌漿過程中籽粒植酸含量的動態(tài)及其與蛋白質(zhì)、總磷積累的關(guān)系，并探討了氮、磷肥不同用量與配比對大麥籽粒中植酸積累的影響效應(yīng)以及環(huán)境脅迫條件下不同耐性基因型植酸含量的變化規(guī)律，主要結(jié)果如下： 1、大麥籽粒發(fā)育期植酸含量及其它相關(guān)化學(xué)組分的動態(tài) 本試驗應(yīng)用MMF方程對3個大麥品種籽粒植酸的累積過程進行了擬合，并研究了其與蛋白質(zhì)、總磷動態(tài)累積之間的關(guān)系

3、。結(jié)果表明，籽粒發(fā)育期間，供試大麥品種的植酸含量隨時間的變化過程符合“S”型曲線，累積速率變化則呈“慢-快-慢”的單峰曲線，籽粒植酸累積的高峰出現(xiàn)在花后13-14d。不同種類的大麥在植酸累積特征上存在一定的差異：裸大麥品種CAW453的植酸累積持續(xù)時間較2個皮大麥品種短，受此影響，CAW453速率變化幅度明顯要大于2個皮大麥品種，呈現(xiàn)較為“瘦型”的曲線形狀。籽粒發(fā)育過程中植酸含量的動態(tài)與粒重的變化呈顯著正相關(guān)，植酸作為一種無機磷的貯存方

4、式，其形成有利于淀粉的合成和粒重的增加。研究還發(fā)現(xiàn)，植酸作為P代謝主要產(chǎn)物，其累積動態(tài)并不受蛋白質(zhì)及總磷含量的影響；植酸合成的速率與蛋白質(zhì)、總磷累積的速率也無顯著的相關(guān)性?？梢?，N和P的累積機制是相互獨立的，在大麥籽粒發(fā)育過程中可能存在著比植酸合成更為活躍的P代謝行為。 2、氮、磷肥用量與配比對大麥籽粒植酸含量的影響 本試驗采用再裂區(qū)設(shè)計，研究了不同的氮、磷肥量及配比下2個大麥品種(皮大麥和裸大麥各1個)籽粒植酸、蛋白質(zhì)

5、和總磷含量的變化．結(jié)果表明，氮肥的施用對大麥植酸積累有明顯抑制作用。裸大麥CAW192的植酸含量雖然顯著低于皮大麥浙農(nóng)大3號，但對氮更為敏感，高濃度氮肥條件下，植酸積累受抑制程度更大．磷肥對大麥籽粒植酸積累確有一定的調(diào)節(jié)作用，但其影響因品種類型和施用量而異。浙農(nóng)大3號籽粒植酸含量在中度磷肥施用量處理下顯著提升，進一步增施磷肥反而下降；而CAW192籽粒植酸含量在3個P水平下無顯著差異。氮、磷肥存在顯著的互作效應(yīng)，增施磷肥“緩沖”了不同氮

6、肥水平對浙農(nóng)大3號籽粒植酸含量造成的影響。相關(guān)分析表明，不同氮、磷肥力影響下蛋白質(zhì)和植酸含量的相關(guān)性并不顯著，說明大麥種子成熟過程中N、P兩種元素積累模式的相對獨立；成熟期浙農(nóng)大3號籽粒總磷含量和植酸含量呈顯著的正相關(guān)，CAWl92則無顯著相關(guān)性，表明大麥種子植酸含量與總磷含量的關(guān)系受基因型和環(huán)境條件的影響。 3、逆境脅迫對不同耐性基因型大麥籽粒植酸含量的影響 從耐鹽、耐酸、耐濕實驗中分別篩選耐性最強和耐性最弱的5個DH

7、品系，測定正常和脅迫條件下籽粒的植酸含量，研究大麥植酸含量對3種逆境脅迫的反應(yīng)及不同耐性基因型之間的差異。結(jié)果表明，鹽害脅迫下，大麥籽粒的植酸累積受到極顯著的抑制，可能其底物Pi、肌醇以及合成的關(guān)鍵酶轉(zhuǎn)向參與了逆境反應(yīng)代謝，導(dǎo)致植酸合成量的下降。鹽害還削弱了植酸含量與單株產(chǎn)量的關(guān)系，說明脅迫下植酸含量的下降程度以及脅迫下大麥產(chǎn)量損失的大小存在著基因型差異。酸害和濕害脅迫對大麥籽粒的植酸累積并無顯著影響，酸脅迫與漬水脅迫影響大麥養(yǎng)分吸收及