小麦籽粒发育及淀粉晶体特性对花后高温胁迫的响应

李　咏，李召锋，赵　云，魏　巍，张东海，石培春，李卫华 *

(1 石河子大学 农学院/新疆兵团绿洲生态农业重点实验室，新疆石河子 832003；2 哈密市巴里坤县农产品质量安全检验检测中心，新疆哈密 839000)

小麦属喜凉作物，对高温胁迫响应敏感。日最高温度超过35 ℃会对普通小麦和硬质小麦的灌浆产生负面影响[1]，尤其是灌浆期高温会引起小麦植株衰老加快，灌浆期缩短，籽粒产量显著下降[2]。这主要是因为高温胁迫会妨碍小麦光合作用的进行，影响籽粒对光合产物的利用，同时也影响了光合产物在植株内的运输，缩短灌浆的时间[3-4]。在影响小麦产量形成的诸多因素中，粒重是决定小麦产量的重要因素之一。封超年等[5]的研究发现，花后短时间高温，籽粒鲜重、干重的增长速率虽会在短时间内大于常温处理，但由于叶片光合产物供应能力降低，平均灌浆速率下降，最终对粒重造成显著影响。中国北方大部分地区春小麦灌浆期处于6至7月，此阶段正值一年中气温最高的时期，部分地区还出现较严重的干热风危害，对春小麦的灌浆极为不利。

小麦籽粒胚乳的主要成分是淀粉，淀粉是以淀粉粒的形式存在。灌浆期不同阶段高温对淀粉粒的形成会产生不同的影响。闫素辉等认为，高温不利于小麦籽粒淀粉的积累，且品种间对灌浆期高温的耐受能力存在差异[6]。小麦胚乳淀粉粒属于异型淀粉粒，粒径≥10 μm的称为A型淀粉粒，粒径<10 μm的称为B型淀粉粒[7]。小麦籽粒不同粒级淀粉粒分布除受基因型影响外, 还受生态环境条件的影响。Blumenthal 等[8]研究认为，灌浆期高温提高了籽粒 A 型淀粉粒的数目，减少了 B 型淀粉粒的数目。Chen 等研究表明淀粉是一种天然结晶高聚物,淀粉的颗粒结构中包含结晶区和非结晶区两大组成部分[9],淀粉颗粒的晶体结构是影响其功能的重要因素[10],其晶体特性直接影响到小麦面粉的加工和食用品质[11]。X-射线衍射(X-ray diffraction，XRD)是测定淀粉粒晶体特性最常用的方法之一，结晶完整的晶体，晶粒较大，内部质点的排列比较规则，衍射图中反映出衍射线强、尖锐且对称，相反结晶度差的晶体衍射图中表现出衍射峰变宽[12]。普通小麦、糯小麦淀粉粒的XRD图谱均呈现典型的A-型特征[13]，而花后高温胁迫虽然没有改变淀粉粒晶体的典型特征，但降低了小麦籽粒淀粉相对结晶度[14]。

目前关于花后不同时期高温对小麦淀粉……