小麦籽粒PPO活性和戊聚糖含量对面粉白度影响

以不同类型小麦品种为材料,研究籽粒形成灌浆过程中多酚氧化酶（PPO）活性和戊聚糖含量动态变化,以及二者在籽粒中分布及其与面粉白度的关系。结果表明：小麦籽粒中PPO主要分布在籽粒外层,面粉白度和籽粒中PPO活性呈极显著负相关,面粉中PPO活性与面粉白度呈负相关,但不显著;籽粒形成与充实过程中,PPO活性呈先上升后下降再上升趋势,开花至花后21 d左右时,呈先上升后下降趋势,花后21 d PPO活性迅速上升,至成熟期达最大值;戊聚糖在小麦籽粒中的分布具有由内到外逐渐增加的特性,面粉和麸皮中戊聚糖含量与白度呈显著负相关,随着戊聚糖含量的增加,面粉白度逐渐降低,不同小麦品种籽粒戊聚糖含量的动态变化表现较为一致,均呈先上升后下降再上升趋势。     

小麦多酚氧化酶(PPO)活性的基因型环境及其互作效应的分析

[目的]探讨基因型、环境及其互作对小麦多酚氧化酶活性的影响,为小麦面团色泽性状的改良和优势区域种植提供理论参考。[方法]在宿州和涡阳地区种植面粉多酚氧化酶(PPO)活性差别较大的13个小麦主栽品种(系),研究基因型、环境及其互作对小麦面粉PPO活性的影响。[结果]宿州地区安农0236的面粉PPO活性最高,而涡阳地区皖协2691的面粉PPO活性最低。在同一地区,基因型及其互作对小麦面粉PPO活性都有显著影响,不同基因型的PPO活性均大于互作的PPO活性。小麦面粉PPO活性的品种与试点互作效应十分明显,不同试点、不同品种(系)的PPO活性差异显著。[结论]研究品质性状基因型与环境的互作效应,对小麦品质遗传改良和优质小麦的区域化生产具有重大意义。     

高白度低PPO活性小麦种质筛选

本试验对142份小麦种质资源的面粉白度和多酚氧化酶（PPO）活性进行测定,结果表明：面粉白度值高于国家一级粉标准的有73份,占样本总数的51.4%;样本PPO活性低于100 AU.min-1.g-1有41份,占供试样本的28.9%;筛选出9份面粉白度值高于80%,且同时具有较低PPO活性（〈100 AU.min-1.g-1）的小麦种质,可作为小麦白度性状改良的遗传材料。     

影响小麦面粉白度的品质指标分析

 【目的】系统研究影响小麦面粉白度的品质指标，对于作物遗传育种筛选高白度优质资源，为工业化面制食品加工提供优质原粮信息具有重要意义。【方法】在对黄淮冬麦区56个小麦品种的白度、破损淀粉、黄色素、PPO活性、面团流变学特性、蛋白质品质等指标系统测定的基础上，以基因环境互作软件对影响小麦面粉白度的品质指标进行系统分析。【结果】面粉白度与蛋白质含量、破损淀粉含量、吸水率呈极显著负相关（r=-0.488、-0.673、-0.732），与面粉溶涨体积呈极显著正相关（r=0.762），与PPO活性和黄色素含量关系不显著。【结论】经过软件分析，筛选出白度高且面粉溶涨体积大的品种有绵阳31、绵阳26、西农2611、陕农757、中原98-68；白度高且破损淀粉少的品种有绵阳25、安农9866、绵阳26、绵阳31、滨麦3号；白度高且吸水率高的品种有绵阳26、滨麦3号、高优511、新麦9-988、绵阳31；白度高且蛋白质含量高的品种有高优511、内乡118、郑麦002、山农664、西杂5号；白度高且谷蛋白含量高的品种有高优511、西农2611、西杂5号、陕农757、中原98-68；白度高且多酚氧化酶活性低的品种有绵阳26、亿高1号、高优511、中原98-68、绵阳25等，这些品种可以作为高白度小麦优质资源。     

不同小麦多酚氧化酶活性检测方法的比较

小麦多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性是引起面制食品褐变的主要原因.测定PPO活性有不同的检测方法,主要包括底物、吸收波长及样品选择的不同.本研究对不同小麦PPO活性检测方法进行了分析对比研究.结果表明,以邻苯二酚和酪氨酸为底物所测PPO活性极显著相关,邻苯二酚所测活性强,但酪氨酸所测活性的变异系数大.面粉PPO活性和面粉及面制品色泽的变化相关性最强,但籽粒和全麦粉中的PPO活性高,变异系数大,所以针对不同的筛选目的和要求,可以选用不同的PPO活性测定方法.     

小麦黄色素含量、多酚氧化酶活性和1B/1R异位相关基因的分子标记检测

利用与黄色素含量、多酚氧化酶(PPO)活性和1B/1R异位系性状相关的分子标记对158份小麦(Triticum aestivum L.)材料进行分析,从而了解其色泽品质状况,并为高白度、低PPO活性小麦育种提供优异亲本资源。结果表明,低PPO活性相关等位基因Ppo-A1b和Ppo-D1a的分布频率分别为57.6%和67.7%,低黄色素含量相关等位变异Psy-A1b和Psy-B1b的频率分别为47.5%和60.1%,高黄色素含量相关等位基因Psy-B1c的出现频率为5.1%,1B/1R异位系的分布频率为21.5%。158份材料中同时携带低黄色素含量、低PPO活性等位变异组合,且为非1B/1R异位系的材料有16份,频率为10.1%,可用于高白度面粉小麦品种的选育。     

小麦DH群体面粉色泽(白度)的遗传变异及其与主要品质性状的相关分析

利用小麦DH群体研究了小麦面粉色泽(白度)的遗传变异,并对面粉色泽(白度)与多酚氧化酶活性、蛋白质含量、籽粒硬度等品质性状进行了相关分析。结果表明:R457白度、L*值、a*值和b*值都表现了较大的变异幅度,在DH群体中呈连续变异,并存在双向超亲分离现象,表现为典型的数量性状遗传,控制L*值的多基因间存在重叠作用的互作,控制R457白度、a*值和b*值的多基因间无互作。面粉色泽(白度)与蛋白质含量、籽粒硬度、面粉吸水率和湿面筋含量的相关性呈极显著水平,与面粉多酚氧化酶活性无相关性。     

后期喷施氮肥对皖麦38面粉品质性状的影响

研究了后期喷施氮肥对优质强筋小麦皖麦38的面粉品质性状的影响,结果表明：开花期喷氮与灌浆初期喷氮可提高皖麦38面粉的多酚氧化酶（PPO）活性,且A1B5处理、A2B5处理的皖麦38面粉的多酚氧化酶（PPO）活性最高,与其它处理差异达极显著水平。在喷氮量相同时,灌浆初期喷氮的湿面筋含量、沉降值、形成时间、稳定时间以及粉质图质量要高于开花期喷氮,在所有处理中,灌浆初期喷施尿素1.25kg/667m^2处理各项面粉品质最优。     

小麦PPO基因等位变异及面粉白度特性分析

利用分子标记PPO18和STS01对173份供试小麦品种Ppo 2A和Ppo 2D位点的等位基因变异进行分子检测,并根据品种间不同PPO等位基因组合类型将供试小麦品种进行分类,同时对多酚氧化酶PPO活性进行生化测定及面粉白度测定分析。结果表明,173份小麦品种共检测出Ppo A1b/Ppo D1a、Ppo A1b/Ppo D1b、Ppo A1a/Ppo D1a和 Ppo A1a/Ppo D1b 4种等位基因组合类型,且各基因组合类型出现的频率分别为38.7%、13.9%、35.8%和11.6%;供试小麦品种不同位点PPO等位基因出现的频率差异较大,2A位点等位基因Ppo A1a、Ppo A1b出现频率相近,而2D位点等位基因Ppo D1a出现频率是Ppo D1b的3倍;所测定的173份小麦品种PPO活性均值为117.3A₄₇₅/(min·mg) ,其中低PPO品种所占比例较高;4种基因组合类型PPO活性顺序为Ppo A1a/Ppo D1b>Ppo A1a/Ppo D1a>Ppo A1b/Ppo D1b>Ppo A1b/Ppo D1a ,且彼此间差异均达到显著水平(P<0.05);供试小麦的面粉白度均值为73.0%,达到国家面粉白度等级一级标准的品种38份,占供试小麦总数的22.0%;其中基因组合为Ppo A1a/Ppo D1b的品种面粉白度显著低于其他3种基因组合。总体来看,供试的小麦品种间面粉白度及籽粒PPO活性变异范围较广,面粉白度与PPO活性呈显著负相关,且控制PPO的主效基因的等位变异对PPO活性及面粉白度均有显著影响。对供试小麦品种的面粉白度、PPO活性表现及PPO等位基因组合类型进行综合考察,筛选出23份具有高白度低PPO活性的小麦品种,可以作为高白度低PPO活性小麦育种的亲本材料。     

小麦粉碱性水保持力和膨胀势与其他品质性状的相关研究

测定了品质差异较大的28个小麦品种的理化性状，分析了其相关关系。结果表明：小麦粉碱性水保持力（AWRC）取决于籽粒硬度和可溶性戊聚糖（WEAX）含量，与蛋白质含量和面筋强度也密切相关；膨胀势与直链淀粉比例极显著负相关。籽粒蛋白质含量与SDS沉降值、和面曲线峰高极显著正相关，与Pelshenke值、和面时间相关不显著；SDS沉降值与Pelshenke值、谷蛋白大聚合体（GMP）含量、和面时间、和面曲线峰高均呈极显著正相关。SDS沉降值的化学基础是GMP，它既与蛋白质含量有关，也与蛋白质品质有关；和面时间和Pelshenke值则主要与蛋白质品质有关；蛋白质品质性状与膨胀势、多酚氧化酶（PPO）活性没有明显相关。以上说明，小麦籽粒的理化性状如硬度、可溶性戊聚糖、蛋白质性状等影响了小麦粉碱性水保持力，而膨胀势主要决定于直链淀粉的含量，多酚氧化酶与蛋白质和淀粉等性状无必然联系。     

普通小麦籽粒LOX、PPO活性和类胡萝卜素含量 变异及对全麦粉色泽的影响

【目的】研究新鲜全麦粉及储存3个月后全麦粉中脂肪氧化酶（LOX）和多酚氧化酶（PPO）的活性及类胡萝卜素含量的变化情况,分析其色泽性状与LOX、PPO活性和类胡萝卜素含量之间的关系,了解储存时间对全麦粉色泽的影响及其品种间的差异,为全麦粉或面粉色泽的改良和相关的育种工作提供参考依据。【方法】选用63个普通小麦品种（系）为试验材料,用分光光度计法测定其LOX、PPO活性和类胡萝卜素含量,用色差计法测定全麦粉色泽性状。【结果】品种间LOX、PPO活性、类胡萝卜素含量及其它色泽性状差异显著或极显著;新鲜全麦粉和存储3个月的全麦粉的LOX、PPO活性变化较大,储存期间LOX、PPO活性丧失较快,类胡萝卜素含量相对稳定;储存3个月后的白度和亮度等色泽性状存在一定程度的变化,但变化不大。新鲜全麦粉的白度和亮度均与PPO活性呈极显著负相关,黄度与类胡萝卜素含量呈极显著正相关,LOX活性与类胡萝卜素含量呈极显著负相关,而LOX活性与白度、亮度和黄度间相关均不显著;储存3个月的全麦粉的白度和亮度仅与PPO活性呈极显著负相关。【结论】全麦粉色泽改良中,PPO活性和类胡萝卜素的遗传控制是关键;通过储存全麦粉或面粉的方式并不能大幅度的提高其亮度、白度和降低黄度。所以,遗传育种方法是改良小麦粉白度性状和类胡萝卜素含量等品质性状的重要途径。     

利用RNAi技术抑制籽粒PPO合成改良小麦面粉白度的研究

【目的】通过RNAi策略抑制小麦籽粒ppo的表达,获得籽粒PPO酶活性低、白度高的转基因小麦新种质。【方法】构建了以小麦胚乳特异表达启动子1Dx5启动子驱动的籽粒ppo的RNAi载体pBAC47P-ppoIR,利用基因枪将该载体与含bar的表达载体基因枪共转化中优9507幼胚愈伤组织,获得T0转基因植株。通过分子鉴定（PCR、Southern杂交、半定量RT-PCR、Northern杂交）、酶活筛选和白度测定等方法对转基因植株及其后代株系进行筛选。【结果】获得了27株阳性T0转基因植株。转基因植株及其后代经PCR和Southern杂交检测表明,RNAi构件已经稳定整合到T1的12个株系中。半定量RT-PCR和Northern杂交结果表明有20株T2籽粒中ppo表达水平明显低于对照。对转基因T2灌浆期籽粒进行PPO同功酶活性分析表明,有6个株系的PPO活性有所减弱。对T4籽粒的面片白度测定表明,5个株系的白度均比对照有所提高,其中2个株系效果显著。【结论】RNAi技术的表达能抑制籽粒ppo表达,降低PPO同功酶的活性,明显提高小麦面片白度,从而为小麦面粉白度的改良、品质育种提供了材料。     

目前推广小麦品种面粉白度概况及其相关因素的研究

在 4环境条件下对 10 4个小麦品种 (系 )面粉白度的研究结果表明 ,气候因素、土壤条件及栽培措施和品种 (基因型 )对小麦面粉白度均有显著的影响作用 ,但品种作用最为重要 ,通过遗传改良可显著提高小麦品种面粉白度 ;小麦品种面粉白度与籽粒硬度、面粉吸水率、蛋白质和面筋含量极显著或显著负相关 ,即籽粒硬度、面粉吸水率、蛋白质和面筋含量越高 ,面粉白度越差 ,面粉白度与蛋白质 (面筋 )的质量无关 ;10 4个小麦品种 (系 )的平均面粉白度为 74 8% ,变幅为 5 4 8%～ 82 2 % ,面粉白度高 (≥ 80 % )的品种多数为筋力弱的粉质麦 ,目前尚缺乏面粉白度高的强筋和中筋力小麦品种     

若干高白度小麦的色泽优势及形成因素分析

 【目的】以进口的高白度品种澳白麦和山东省现在主要推广的济麦21作对照,研究山东省最新育成的几个高自然白度的小麦品种优麦3号、山农12、山农8355及品系62008的色泽优势,对影响面粉及面制品色泽形成的各种因素进行研究,分析其色泽优势形成的主要影响因素,为面粉及其制品色泽性状的改良和高自然白度优质专用小麦品种的选育提供理论依据。【方法】运用智能白度仪和色彩色差计对面粉、面片和馒头的色泽进行评价。【结果】中国的高白度品种（系）具有很大的色泽优势,在面制品色泽上,和对照澳白麦相比,L*值差异不显著,但b*值极显著降低,特别是62008和山农12加工成馒头后L*值比澳白麦高,b*值比对照澳白麦低。加入增白剂后,中国的高白度品种（系）色泽变化的幅度比澳白麦小。对面粉色泽形成影响因素的研究结果表明,蛋白质含量高的品种,其色泽优势形成的主要原因是PPO活性和黄色素含量低;蛋白质含量低的品种,淀粉含量高是其形成高亮度的主要原因;PPO活性和黄色素含量越高,面粉及面制品黄度越大。【结论】在不用增白剂的情况下,通过选育高白度品种,可以满足人们对面制食品高白度的要求。对蛋白质含量高的材料,不过分追求面粉的白度和亮度,但可通过对低PPO活性和低黄色素含量的选择,培育食品色泽优良的高蛋白小麦新品种。对淀粉含量高的材料,既要重视面粉的白度和亮度,又要重视对低PPO活性和低黄色素含量的选择,培育用于加工中国传统食品的高白度小麦新品种。考虑到面食品的多样化,也可以选择蛋白质含量高、PPO活性低、黄色素含量高的特殊材料,培育加工亮黄色食品的品种,丰富中国的小麦品种类型。     

渭北旱塬冬小麦籽粒PPO活性和YP含量基因型的分子检测

籽粒多酚氧化酶(PPO)活性和黄色素(YP)含量是影响小麦面粉白度的2个重要因素。为了解渭北旱塬冬小麦控制PPO活性(Ppo-A1和Ppo-D1)和YP含量(Psy-A1和Psy-B1)基因位点的等位变异组成和分布,本研究利用其功能标记PPO16、PPO18、PPO29、YP7 A、YP7 A-2、YP7 B-1和YP7 B-2,对46份渭北旱塬小麦品种的4个位点等位变异进行检测与分析。结果表明,渭北旱塬小麦品种在控制PPO活性Ppo-A1位点存在2种等位变异,即Ppo-A1 a和Ppo-A1 b,分别占48.3%和54.3%;在Ppo-D1位点也存在2种等位变异,即Ppo-D1 a和Ppo-D1 b,分别占54.3%和48.3%。2个位点存在4种等位变异组合类型,即Ppo-A1b/Ppo-D1 a(最低PPO活性)、Ppo-A1a/Ppo-D1 b(最高PPO活性)、Ppo-A1b/Ppo-D1 b(较低PPO活性)、Ppo-A1a/Ppo-D1 a(较高PPO活性),分别占34.8%、28.2%、17.4%、9.6%。在控制YP含量Psy-A1位点存在2种等位变异,即Psy-A1 a和Psy-A1 b,分别占56.5%和43.5%,没有发现含Psy-A1 c等位变异品种;在Psy-B1位点,存在3种等位变异,其中以Psy-B1 a为主(52.2%),Psy-B1 b次之(41.3%),Psy-B1 c较少(6.5%)。控制YP含量2个主效位点存在6种不同变异组合类型,以Psy-A1 a/Psy-B1 a(较高YP含量)比例最高(39.1%),Psy-A1 b/Psy-B1 b(最低YP含量)(28.3%)次之,其次为Psy-A1 a/Psy-B1 b(中等YP含量)(13%)和Psy-A1 b/Psy-B1 a(较低YP含量)(13%),以Psy-A1 a/Psy-B1 c(最高YP含量)(4.3%)和Psy-A1 b/Psy-B1 c(2.1%)比例最低。总体来看,渭北旱塬地区小麦含低PPO活性的基因等位变异组合所占比例较高,较高YP含量的等位变异组合所占的比例较高。