大麦籽粒β淀粉酶活性的棱型效应和灌浆期间的动态研究

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1、http://www.paper.edu.cn大麦籽粒β－淀粉酶活性的棱型效应和灌浆期间的1动态研究1111陈锦新，戴飞，韦康，张国平1浙江大学农学系，杭州，310029zhanggp@zju.edu.cn摘要：测定了不同棱型的188个大麦品种的籽粒β-淀粉酶活性和蛋白质含量，分析比较不同棱型间β-淀粉酶活性的差异，并观察了籽粒灌浆期β-淀粉酶活性的动态。结果表明，同一棱型的品种间籽粒β-淀粉酶活性均存在较大变异，六棱大麦变异系数最大。多数大麦品种的β-淀粉酶活性变动在500U/g～1500U/g之间，二棱大麦平均值明显高于四棱和六棱大麦。

2、β-淀粉酶活性与籽粒蛋白质含量之间，二棱大麦品种存在极显著的正相关，而四棱和六棱大麦品种的相关不显著。筛选到8个β-淀粉酶活性高于1500U/g且籽粒蛋白质含量低于11.5%二棱型大麦品种。β-淀粉酶活性在籽粒灌浆前期和后期增加幅度明显高于中期，最高值出现在成熟期，与单位籽粒蛋白质积累量呈显著正相关。关键词：大麦；β－淀粉酶活性；棱型；动态1.引言大麦（HordeumvulgareL.）是酿造啤酒和动物饲料的重要原料。对于酿造啤酒而言，[1]麦芽中能将籽粒成分转化成可发酵产物的酶活性对酿造品质有显著影响。β-淀粉酶是糖[2]化酶族(包括α-

3、淀粉酶、限制性糊精酶、α-葡萄酶)中的一类，这些酶的综合活性以糖化力作为指标进行评价，而糖化力是大麦麦芽淀粉总降解力的直接度量，可以预测麦芽和啤酒[3]品质。由于β-淀粉酶活性与糖化力之间存在很高的正相关性,因此β-淀粉酶活性的高低是评判某一特定大麦品种可否作为制优质麦芽或啤酒原料的一个重要依据。β-淀粉酶与其它在籽粒萌发期间合成的水解酶不同，它是在籽粒发育期间合成并以贮藏蛋白的形式贮存于禾谷类植物种子胚乳内，其量约为种子蛋白质的1%～2%，种子发芽期间[4]其活性显著增强。已有的研究表明环境和农艺因素对大麦β-淀粉酶活性均有较大影响。Ar

4、ends等（1995）研究了11个澳大利亚大麦品种在不同地区的β-淀粉酶活性，结果表明品[5]种和地区间均存在很大变异；Georg-Kraemer等（2001）也报道了巴西的大麦品种间β-[6]淀粉酶活性存在显著差异。同时，由于β-淀粉酶活性与籽粒含氮量或蛋白质含量呈正相[7]关，因此增施氮肥或增加生育后期的氮肥用量比例具有明显提高β-淀粉酶活性的作用。[8、9]虽然现代植物育种已显著降低了品种间的遗传变异性，但也发现起源于以色列和约旦的[10、11]野生大麦（H.spontaneum）的后代品系β-淀粉酶活性变异较大。另一方面，籽粒发育[

5、12]期β-淀粉酶基因的表达是受氮素水平的调控，通常高的籽粒蛋白质含量意味着高β-淀粉[13]酶活性，而制麦芽时要求籽粒蛋白质含量低于11.5%，因此筛选不依赖蛋白质含量而具有1本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金（20020335028）、国家自然科学基金（30270779、30471022）、科技部八六三项目（2001AA241241）资助。-1-http://www.paper.edu.cn高β-淀粉酶活性的大麦品种是啤酒大麦育种的一个重要方向。本研究通过测定分析188个不同棱型大麦品种的β-淀粉酶活性和蛋白质含量，明确β-淀粉酶

6、活性的棱型间差异及变异程度，并从中筛选到β-淀粉酶活性高、蛋白质含量适中符合优质啤酒大麦育种与生产应用的基因型。同时，观察了β-淀粉酶活性在籽粒发育期的变化动态，以期为啤酒大麦优质生产提供依据。2．材料与方法2.1试验材料与方法试验一，β-淀粉酶活性的基因型差异试验于2002年11月至2003年5月在浙江大学华家池校区实验农场进行，将700多份大麦种质材料每个品种种植两行，横条播，畦宽1.67m，每行播50粒种子；总用氮量均为22150kg/hm，施基肥40kgN/hm（复合肥，N：P：K=15%：15%：15%），追肥用量为110kgN/

7、22hm（尿素），按二叶期与孕穗期各施55kgN/hm；成熟后收获籽粒。随机选取了188份材料（二棱品种139份，四棱品种27份，六棱品种22份）在成熟期收获，籽粒经风干后磨粉，并过50目筛，粉样用于测定β-淀粉酶活性和蛋白质含量。试验二，β-淀粉酶活性在籽粒灌浆期的动态两个二棱大麦品种秀麦3号和92-11于2003年11月种植在浙江大学华家池校区实验2农场，10行区，横条播，畦宽1.67m，每行播50粒种子；施基肥40kgN/hm（复合肥，N：2P：K=15%：15%：15%），追肥用量为110kgN/hm（尿素），按二叶期与孕穗期各施5

8、5kgN/2hm。于抽穗后将抽穗期相同的麦穗挂牌，并于抽穗后20天开始取样，随机剪取挂牌的麦穗30穗左右，以后每隔5天取一期，直至成熟，共6期。脱粒烘干后测定千粒重，并磨粉过50