1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

意义：小麦是我国主要粮食作物之一，其生产水平对国民经济发展和粮食安全保障有着重要意义。随着我国经济飞速发展和人民生活水平不断提高，优质专用小麦的需求量迅速增大，但由于专用小麦品种选育与栽培技术研究的相对滞后，我国每年仍需进口大量优质专用小麦，以满足国内市场需求。因此，加强专用小麦品质形成机理研究，提高优质专用小麦品种选育和栽培技术水平对促进我国小麦生产发展作用重大。

糯小麦是一种具有独特品质特性的专用小麦品种类型，其面粉直链淀粉含量低，具有较低的糊化温度、高峰值粘度、低反弹值和较强的吸水特性和溶解性（Bhattacharya，2002；Kim，2003；Naguleswaran等，2013）。糯小麦面粉在揉面时明显地比硬质、软质面粉吸水多，能在较短的时间内形成理想的面团。在面包制作时添加适当糯麦粉可以改善面包的品质，延长面包保持松软的时间（Qin等，2009），在面条制作时添加适当糯麦粉能够提高面条的品质（Epstein等，2002）。此外，由于糯小麦独特的淀粉品质也使其被广泛应用于食品包装纸、浓缩剂、浆糊和环保塑料等加工中。我国糯小麦研究起步于90年代后期，育种和栽培技术水平与发达国家差距较大，明确糯小麦品质形成的生理机制与调控途径对于促进糯小麦及其他类型优质专用小麦新品种选育及其配套调优栽培技术的建立有着积极的理论与实践意义。

研究概况：

小麦籽粒淀粉组分含量与面粉加工品质密切相关。淀粉作为小麦籽粒最主要的组分之一，约占粒重65%~70%（Morell等，1995），其组分为直链淀粉和支链淀粉，普通小麦籽粒直链淀粉含量约20%~30%，支链淀粉含量约70%~80%。直链淀粉分子量小，分子间结合紧密，绞缠形成螺旋结构，容易形成沉淀（Leloup等，1992），形成的凝胶不透明，强度大。支链淀粉则分子量大（最大可达590106 kDa），分子间不会象直链淀粉一样形成紧密的结合区，不容易沉淀，形成的凝胶透明或半透明，强度小（Millard等，1999）。由于直、支链淀粉在结构与性质上的显著差异，使得其含量与比值显著影响面粉的加工品质。糯小麦淀粉具有较高的支链淀粉含量，低直链淀粉含量，淀粉分子间形成松散的网状结构，淀粉能够快速地吸收水分，在相对较短的时间内、较低的温度下淀粉粒能够快速膨胀，使其较非糯淀粉具有较高的膨胀势和溶解性，进而影响其加工品质。

小麦淀粉粒粒度分布特征对面粉加工品质影响显著。小麦籽粒大、小淀粉粒组成比例对淀粉粘度、膨胀势和糊化特性影响显著，大淀粉粒所占的比例越高，峰值粘度就越低（Peterson和Fulcher，2001；Kim Huber，2010a；Schirmer等，2013），不同粒度淀粉糊化温度随平均粒度的增大而变小，而糊化值随平均粒度的增大而变大，膨胀势也有类似的趋势（Ao Jane，2007；Qin等，2011），进而影响淀粉的烘焙品质（Chiotelli Le Meste，2002；Park等，2004； Liu等，2007）。前人对纯化的不同大小淀粉粒进行重组，发现重组淀粉膨胀势、粘度、糊化特性均随A-型（粒径范围为

10~40 mm）/B-型（粒径范围为0~10 mm）淀粉粒比例变化而发生显著变化（田益华等，2009；Kim Huber，2010b）。淀粉粒大小分布对籽粒硬度影响也十分显著导致

小麦磨粉过程中淀粉损伤率不同，而受损伤的淀粉粒吸水率高，进而影响淀粉的加工品质。研究发现，破损淀粉率与B-型淀粉粒的分布特征呈显著负相关（Park等，2009）。此外，前人对小麦大小淀粉粒的理化特性进行了分析研究，发现A-型B-型淀粉粒的直、支链淀粉含量显著不同，B-型淀粉粒直链淀粉含量显著低于A-型淀粉粒（Igrejas等，2002；Ao和Jane，2007；Salman等，2009）。现有研究表明，可将淀粉粒细分为G1（0~5.3 mm）、G2（5.3~10 mm）、G3（10~15.8 mm）、G4（15.8~25 mm）和G5（25~45 mm）5个粒级，发现淀粉粒粒径越小直链淀粉含量越低，支/直比越大，其中由B-型淀粉细分出的G1和G2间直链淀粉含量差异明显，而由A-型淀粉细分出的G3，G4，G5间淀粉组分差异不大（表1）。

表1 不同粒级淀粉粒总淀粉及其组分含量

Table 1 Starch content of different group of starch granules

按LSD 测验(α = 0.05), 标以相同字母的值差异不显著, 标以不同字母的值差异显著。

Values followed by a different letter are significantly different at the 0.05 probability level according to LSD test.

糯小麦籽粒淀粉粒粒度分布特征与普通小麦显著不同。小麦籽粒淀粉粒粒度分布特征表现为呈两个或三个峰分布，各峰分布比较集中，且与基因密切相关。普通小麦（Bhattacharya等，1997）、硬质小麦（Vansteelandt和Delcour，1999）和蜡质小麦（Fujita等，1998；Hayakawa等1997）淀粉粒大小分布、性质和结构存在显著差异，硬红冬和硬红春小麦品种间主要是＜10μm（B型）淀粉粒的平均粒径差异较大（Park等，2009）。现有研究表明，宁糯麦1号小淀粉粒体积比例显著大于扬麦158，而大淀粉粒显著小于扬麦158（图1）；扬麦158淀粉中A-型淀粉粒体积比例显著大于宁糯麦1号，而宁糯麦1号淀粉中B、C-型淀粉粒比例大于扬麦158，特别是其C型淀粉粒比例相差一倍之多；同时我们也分析了体积分布下淀粉粒的平均粒径，扬麦158总淀粉粒、A-型淀粉粒以及B-型淀粉粒平均粒径均显著大于宁糯麦1号，而其C-型淀粉粒平均粒径略低于宁糯麦1号。

宁糯麦1号

扬麦158

淀粉粒粒径（m） Granule diameter

图 1 宁糯麦1号和扬麦158小麦成熟籽粒淀粉粒粒度分布特征（体积分布） Fig.1 Starch granule distribution profile of NM1 (left) and YM158 (right) grain（by volume）

以上分析表明，淀粉粒粒度分布特征、淀粉组分含量与淀粉品质三者联系紧密，而糯小麦淀粉粒粒度分布特征与普通小麦差异显著。这暗示糯小麦独特的品种特性可能与其淀粉粒粒度特征有着密切关系，但迄今为止，糯小麦淀粉粒粒度分布特征形成与其淀粉加工质间的关系研究较少。

应用前景：本研究以Wx基因型分别为AABBDD、AABBdd、AAbbDD、AAbbdd、aaBBDD、aaBBdd、aabbDD和aabbdd的8个纯合近等基因系家系及扬麦17为材料，研究糯小麦籽粒淀粉粒粒度分布特征，比较其与普通小麦淀粉粒粒度分布特征形成的差异，同时探明其与加工品质间的关系，以期深化糯小麦籽粒品质形成的生理机制研究，为优质专用小麦新品种的选育与调优栽培技术的建立提供理论支撑。

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2. 研究的基本内容和问题

研究内容：

前人已有研究结果表明，糯小麦特有品质性状不仅与淀粉组分含量有关，更与其淀粉粒粒度分布特征密切相关。为明确不同糯性小麦材料籽粒淀粉粒粒度分布特征及加工品质的差异，本研究拟以wx基因型分别为aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd和aabbdd的8个纯合近等基因系家系及扬麦17为材料，研究不同糯性小麦材料籽粒淀粉粒粒度分布特征形成的差异，及其对于加工品质的影响。主要研究内容包括：

（1） 不同糯性小麦材料籽粒淀粉粒粒度分布特征及淀粉组分。以wx基因型分别为aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd和aabbdd的8个纯合近等基因系家系及扬麦17为材料，研究不同糯性小麦材料籽粒淀粉粒粒度分布特征及淀粉组分（直、支链淀粉），明确不同糯性小麦材料籽粒淀粉粒粒度分布特征形成和淀粉组分的差异。

3. 研究的方法与方案

研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析

研究方法：

（1） 选用wx基因型分别为aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd、aabbdd和aabbdd的8个纯合近等基因系家系及扬麦17为材料，研究不同糯性小麦材料籽粒淀粉粒粒度分布特征及加工品质的差异。

4. 研究创新点

（1） 与生产结合紧密，针对性强。随着我国经济飞速发展和人民生活水平不断提高，优质专用小麦的需求量迅速增大，但由于专用小麦品种选育与栽培技术研究的相对迟滞，我国仍需进口大量优质专用小麦，以满足国内市场需求。本研究通过研究不同糯性小麦材料籽粒淀粉粒粒度分布特征及加工品质的差异，将为优质专用小麦新品质选育的突破提供重要的理论基础。此外，糯小麦已成为一种非常重要的特殊品质品种类型，在生产中已有较大面积的种植，本研究结果对于指导糯小麦品质的栽培改良也有较为积极的意义。

（2） 研究材料独特。本项目选用8个遗传背景基本一致的不同wx基因近等基因系家系为材料，可在消除遗传背景的条件下，深入阐明不同糯性小麦材料籽粒淀粉粒粒度分布特征及加工品质的差异。研究结果对于深化小麦籽粒品质形成机理研究有着较为重要的理论与实践价值。

（3） 研究手段先进。本研究采用本课题组建立的微量籽粒样品淀粉粒分离纯化与淀粉粒粒度分析技术测定不同糯性小麦材料籽粒淀粉粒粒度分布特征.。

5. 研究计划与进展

本研究将于2013年7月至2014年5月间完成。

2013.07-2013.10 整理不同糯性小麦材料并完成总淀粉含量、直支链淀粉含量及淀粉粒度分布的测定。明确直支链淀粉含量与淀粉粒粒度形成间的关系。

2013.11-2014.02 进行不同糯性小麦材料加工品质的测定。明确加工品质与粒度分布间的关系。