高溫·干旱及其互作對小麥籽粒蛋白質含量的影響

李振山 楊靜

摘要[目的]研究高溫、干旱及其互作對小麥籽粒蛋白質含量的影響。[方法]采用人工氣候室控溫，研究不同品種小麥花后各時期高溫、干旱及其互作對其籽粒蛋白質含量的影響。[結果]高溫、干旱及其互作均能顯著提高小麥籽粒蛋白質含量，高溫干旱具有顯著的互作效應，但溫度是主要影響因子。[結論]高溫干旱對小麥籽粒蛋白質含量具有顯著的互作效應。

關鍵詞 小麥；高溫；干旱；蛋白質

中圖分類號 S512.1 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2016）09-067-02

Abstract[Objective]The aim was to study effects of high temperature， drought and interactions on protein content in wheat grain.[Method]By using temperature controlling artificial climate chamber， the effects of high temperature， drought and their interactions on protein content of wheat grain at different stages after anthesis were studied.[Result]The results showed that， high temperature， drought and their interactions significantly increased protein concentration. High temperature and drought had significant interaction effect， but temperature was the main influencing factor.[Conclusion]High temperature and drought has significant interaction effects on protein content in wheat grain.

Key words Wheat； High temperature； Drought； Protein

隨著人們生活水平的日益提高及磨粉、食品工業、國內外貿易的迅速發展，對小麥品質的要求越來越高，而小麥籽粒蛋白質含量和組成是小麥營養品質、加工品質的重要指標之一[1]。因此，提高小麥品質特別是蛋白質品質具有重要意義。戴廷波等[2]研究認為在高溫和水分逆境下，溫度對籽粒蛋白質和淀粉含量的影響較水分逆境大，且存在顯著的互作效應。盧紅芳[3]研究認為灌漿期高溫、干旱及其復合脅迫顯著影響小麥籽粒淀粉含量、組成和淀粉特性，籽粒直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量均下降，但對直鏈淀粉的影響較小。筆者通過比較高溫、干旱及其互作處理下不同品種小麥蛋白質含量的差異，闡明逆境脅迫對小麥籽粒蛋白質含量的影響，旨在為小麥優質高產栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 鄭麥366、豫農949和矮抗58。

1.2 試驗設計 試驗于2014年在商丘學院試驗園區采用盆栽方式進行。試驗用盆高27 cm、口直徑24 cm，每盆裝肥沃土壤10 kg，每盆定苗12株。

利用人工氣候室模擬高溫、干旱環境。具體方法：高溫處理在花后7～10 d（灌漿前期）將長勢均勻一致的供試材料轉移至人工氣候室進行38 ℃高溫處理，每天10：00～15：00，處理時間為5 h。處理結束后，全部處理均移至自然條件下生長至成熟。以自然條件下生長為對照。干旱處理在遮雨條件下于高溫處理前7 d開始，設置輕度干旱（相當于田間持水量50%左右）和對照2個水平。干旱處理在高溫處理結束后恢復正常供水。以自然條件下生長為對照（相當于田間持水量70%左右）。

脅迫處理前開始取樣，處理后第二次取樣，之后每隔5 d取一次樣。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 產量及其構成因素。成熟期選取代表性植株10株室內考種分析，每盆實收計產，以備各項品質性狀的分析。

1.3.2 制粉。成熟期收獲籽粒，曬干，儲存30 d后磨制全粉。

1.3.3 蛋白質含量。

利用瑞士BUCHI 凱氏定氮儀K350進行測定。

1.4 數據分析 利用SPSS 20.0和Microsoft Excel 2003對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 高溫脅迫對不同品種小麥籽粒蛋白質含量的影響

由圖1可知，在高溫脅迫下，灌漿期不同品種小麥籽粒蛋白質含量整體呈上升趨勢，且明顯高于對照水平。

2.2 干旱脅迫對不同品種小麥籽粒蛋白質含量的影響

由圖2可知，經干旱處理后，灌漿期不同品種小麥籽粒蛋白質含量整體高于對照水平，至成熟期鄭麥366和豫農949與對照相比差異不顯著，而矮抗58與對照相比差異顯著。

2.3 高溫干旱互作對不同小麥品種籽粒蛋白質含量的影響

由圖3可知，經高溫干旱互作處理的不同品種小麥籽粒蛋白質含量整體呈上升趨勢，灌漿前期上升迅速，至灌漿中期上升速度減緩，灌漿后期繼續升高，至成熟期達到最大值，分別為24.01%、22.63%和25.91%，與對照相比差異極顯著。

2.4 方差分析

方差分析結果表明，高溫、干旱及其互作均能顯著提高小麥籽粒蛋白質含量，高溫、干旱兩因子具有顯著的互作效應，高溫干旱互作處理對小麥籽粒蛋白質含量影響最大。高溫和干旱單一因素脅迫時，高溫脅迫對小麥籽粒蛋白質含量的影響大于干旱脅迫（表1）。而3個品種對逆境脅迫的敏感性也有差別，矮抗58抗逆性最差，3種處理小麥籽粒蛋白質含量與對照相比均達極顯著水平，鄭麥366受高溫脅迫影響顯著高于豫農949。

3 結論與討論

籽粒蛋白質含量的高低能夠直觀反映小麥籽粒品質，蛋白質各組分的比例以及相對含量則決定了面團形成的強度、延展性、時間以及面包的體積。高溫、干旱是影響我國小麥品質和產量的主要自然災害[4-5]。該研究表明，在小麥整個灌漿過程中，籽粒蛋白質總量的變化表現為“高-低-高”的特點。小麥籽粒在花后15 d左右積累了籽粒總氮量的50%，絕大部分氮素在花后25 d內積累。王月福等[6]研究認為，高蛋白品種籽粒蛋白質含量變化波動小，而低蛋白品種則相反；灌漿中期蛋白質含量低谷出現有兩方面原因：一是此期間蛋白質的合成速率下降，二是此期間淀粉的合成速率大于蛋白質，造成一種“稀釋效應”。

參考文獻

[1]胡吉邦.小麥灌漿期高溫、干旱及其互作對籽粒蛋白質形成、品質性狀及產量的影響[D].鄭州：河南農業大學，2009：8-11.

[2]戴廷波，趙輝，荊奇，等.灌漿期高溫和水分逆境對冬小麥籽粒蛋白質和淀粉含量的影響[J].生態學報，2006，26（11）：3670-3676.

[3]盧紅芳.高溫、干旱及其復合脅迫對小麥籽粒谷蛋白大聚合體、淀粉粒度分布和品質性狀的影響[D].鄭州：河南農業大學，2013：24-27.

[4]江清霞.臨潁縣2012～2013年度小麥減產原因分析[J].安徽農業科學，2014（3）：872-874.

[5]張艷玲.2014年干旱對商丘冬小麥產量影響分析[J].安徽農業科學，2014（29）：10434-10436.

[6]王月福，姜東，于振文，等.氮素水平對小麥籽粒產量和蛋白質含量的影響及其生理基礎[J].中國農業科學，2002，22（3）：11-16.