1. 研究目的与意义
本课题的意义:小麦是世界上种植面积最大的粮食作物,同时也是我国最重要的粮食作物之一,种植面积占粮食作物总面积的22%左右,产量占粮食总产的20%以上,是我国主要的商品粮和战略储备粮品种,在粮食生产、流通和消费中具有重要地位[1,2]。小麦蛋白质是人类获取植物蛋白的主要来源。随着生活水平的提高,人们对食品质量的要求与日俱增,作物品质与生态条件的关系已经成为当下的研究热点[3,4]。
小麦籽粒品质不仅由品种的遗传特性决定,还受气候、土壤、栽培等因素的影响[5]。其中,低温胁迫影响作物生长发育和产量形成,是造成农作物产量损失和品质变化的环境胁迫之一,也是近年来我国小麦生产面临的突出问题[6]。近年来,极端温度事件的频发严重地影响了小麦的产量和品质[7-9]。倒春寒等天气发生时,小麦组织幼嫩,抵抗低温能力大大削弱[10,11],易造成小麦孕穗期冷害,影响小麦植株的叶片,导致光合能力下降,对此时期氮物质积累造成不利影响。同时孕穗期低温也影响小麦穗部的发育,影响库容量,从而影响籽粒的最终品质。因此孕穗期低温胁迫易对小麦品质造成不利影响。
国内外研究概况:蛋白质是小麦籽粒主要组成成分之一,含量介于6.9%~22.0%之间,是衡量小麦品质的重要指标[12]。根据蛋白质的溶解性不同,小麦中所含蛋白质主要可分为清蛋白(albumin)、球蛋白(globulin)、醇溶蛋白(gliadin)和谷蛋白(glutenin)等4种[13]。蛋白质与小麦品质具有明显、直接的关系,面包评分面包体积和拉伸特性等品质指标均与蛋白质含量呈显著相关关系。小麦籽粒的蛋白组分含量也与小麦的营养品质和加工品质密切相关。其中与清蛋白和球蛋白含量呈显著负相关关系[14]。
2. 研究内容和预期目标
研究目标:
明确孕穗期不同低温水平和低温持续时间对小麦籽粒中蛋白质含量及其组分的动态变化规律的影响,为极端温度下小麦品质模型的改进和优质小麦育种提供理论支撑。
研究内容:
3. 研究的方法与步骤
研究方法:基于全自动人工气候室,实施自然温度日变化规律下的不同低温水平、低温持续时间的小麦盆栽实验,运用植物生理生化分析方法,明确自然温度日变化规律下孕穗期不同低温处理对小麦籽粒中蛋白质及其组分含量的影响。
技术路线:研究技术路线如下图:
实验方案:
4. 参考文献
该研究中人工气候室控温模式模拟外界日变化并采用自然光照,较前人研究常用的恒温控制和模拟光源更加合理。另外,低温胁迫处理不仅涉及到不同低温水平,还涉及到不同低温持续时间,总体上内容新颖,具有较好的深度及层次性。
5. 计划与进度安排
2022年7月,种子脱粒及样品分类
2022年8-9月,室内实验测定,包括蛋白质及其组分的含量
2022年9月-2022年1月,相关文献阅读,资料查阅,学习数据分析方法
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