高温·干旱及其互作对小麦籽粒蛋白质含量的影响

李振山 杨静

摘要[目的]研究高温、干旱及其互作对小麦籽粒蛋白质含量的影响。[方法]采用人工气候室控温，研究不同品种小麦花后各时期高温、干旱及其互作对其籽粒蛋白质含量的影响。[结果]高温、干旱及其互作均能显著提高小麦籽粒蛋白质含量，高温干旱具有显著的互作效应，但温度是主要影响因子。[结论]高温干旱对小麦籽粒蛋白质含量具有显著的互作效应。

关键词 小麦；高温；干旱；蛋白质

中图分类号 S512.1 文献标识码 A 文章编号 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

随着人们生活水平的日益提高及磨粉、食品工业、国内外贸易的迅速发展，对小麦品质的要求越来越高，而小麦籽粒蛋白质含量和组成是小麦营养品质、加工品质的重要指标之一[1]。因此，提高小麦品质特别是蛋白质品质具有重要意义。戴廷波等[2]研究认为在高温和水分逆境下，温度对籽粒蛋白质和淀粉含量的影响较水分逆境大，且存在显著的互作效应。卢红芳[3]研究认为灌浆期高温、干旱及其复合胁迫显著影响小麦籽粒淀粉含量、组成和淀粉特性，籽粒直链淀粉、支链淀粉及总淀粉含量均下降，但对直链淀粉的影响较小。笔者通过比较高温、干旱及其互作处理下不同品种小麦蛋白质含量的差异，阐明逆境胁迫对小麦籽粒蛋白质含量的影响，旨在为小麦优质高产栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 郑麦366、豫农949和矮抗58。

1.2 试验设计 试验于2014年在商丘学院试验园区采用盆栽方式进行。试验用盆高27 cm、口直径24 cm，每盆装肥沃土壤10 kg，每盆定苗12株。

利用人工气候室模拟高温、干旱环境。具体方法：高温处理在花后7～10 d（灌浆前期）将长势均匀一致的供试材料转移至人工气候室进行38 ℃高温处理，每天10：00～15：00，处理时间为5 h。处理结束后，全部处理均移至自然条件下生长至成熟。以自然条件下生长为对照。干旱处理在遮雨条件下于高温处理前7 d开始，设置轻度干旱（相当于田间持水量50%左右）和对照2个水平。干旱处理在高温处理结束后恢复正常供水。以自然条件下生长为对照（相当于田间持水量70%左右）。

胁迫处理前开始取样，处理后第二次取样，之后每隔5 d取一次样。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量及其构成因素。成熟期选取代表性植株10株室内考种分析，每盆实收计产，以备各项品质性状的分析。

1.3.2 制粉。成熟期收获籽粒，晒干，储存30 d后磨制全粉。

1.3.3 蛋白质含量。

利用瑞士BUCHI 凯氏定氮仪K350进行测定。

1.4 数据分析 利用SPSS 20.0和Microsoft Excel 2003对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 高温胁迫对不同品种小麦籽粒蛋白质含量的影响

由图1可知，在高温胁迫下，灌浆期不同品种小麦籽粒蛋白质含量整体呈上升趋势，且明显高于对照水平。

2.2 干旱胁迫对不同品种小麦籽粒蛋白质含量的影响

由图2可知，经干旱处理后，灌浆期不同品种小麦籽粒蛋白质含量整体高于对照水平，至成熟期郑麦366和豫农949与对照相比差异不显著，而矮抗58与对照相比差异显著。

2.3 高温干旱互作对不同小麦品种籽粒蛋白质含量的影响

由图3可知，经高温干旱互作处理的不同品种小麦籽粒蛋白质含量整体呈上升趋势，灌浆前期上升迅速，至灌浆中期上升速度减缓，灌浆后期继续升高，至成熟期达到最大值，分别为24.01%、22.63%和25.91%，与对照相比差异极显著。

2.4 方差分析

方差分析结果表明，高温、干旱及其互作均能显著提高小麦籽粒蛋白质含量，高温、干旱两因子具有显著的互作效应，高温干旱互作处理对小麦籽粒蛋白质含量影响最大。高温和干旱单一因素胁迫时，高温胁迫对小麦籽粒蛋白质含量的影响大于干旱胁迫（表1）。而3个品种对逆境胁迫的敏感性也有差别，矮抗58抗逆性最差，3种处理小麦籽粒蛋白质含量与对照相比均达极显著水平，郑麦366受高温胁迫影响显著高于豫农949。

3 结论与讨论

籽粒蛋白质含量的高低能够直观反映小麦籽粒品质，蛋白质各组分的比例以及相对含量则决定了面团形成的强度、延展性、时间以及面包的体积。高温、干旱是影响我国小麦品质和产量的主要自然灾害[4-5]。该研究表明，在小麦整个灌浆过程中，籽粒蛋白质总量的变化表现为“高-低-高”的特点。小麦籽粒在花后15 d左右積累了籽粒总氮量的50%，绝大部分氮素在花后25 d内积累。王月福等[6]研究认为，高蛋白品种籽粒蛋白质含量变化波动小，而低蛋白品种则相反；灌浆中期蛋白质含量低谷出现有两方面原因：一是此期间蛋白质的合成速率下降，二是此期间淀粉的合成速率大于蛋白质，造成一种“稀释效应”。

参考文献

[1]胡吉邦.小麦灌浆期高温、干旱及其互作对籽粒蛋白质形成、品质性状及产量的影响[D].郑州：河南农业大学，2009：8-11.

[2]戴廷波，赵辉，荆奇，等.灌浆期高温和水分逆境对冬小麦籽粒蛋白质和淀粉含量的影响[J].生态学报，2006，26（11）：3670-3676.

[3]卢红芳.高温、干旱及其复合胁迫对小麦籽粒谷蛋白大聚合体、淀粉粒度分布和品质性状的影响[D].郑州：河南农业大学，2013：24-27.

[4]江清霞.临颍县2012～2013年度小麦减产原因分析[J].安徽农业科学，2014（3）：872-874.

[5]张艳玲.2014年干旱对商丘冬小麦产量影响分析[J].安徽农业科学，2014（29）：10434-10436.

[6]王月福，姜东，于振文，等.氮素水平对小麦籽粒产量和蛋白质含量的影响及其生理基础[J].中国农业科学，2002，22（3）：11-16.