小麦细胞壁结构的地理差异及水分调控作用开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

水分影响着籽粒所有的生长发育的过程(包括细胞尺寸的大小、营养物质的传递和发育速率),在高温和干旱时,小麦产量和品质的下降,原因无论是相关合成酶活性下降,还是淀粉、蛋白质积累时间缩短,都与小麦胚乳水分含量、分布与扩散速率有着密切的联系,而细胞壁的组分、结构和壁内多糖结构对于籽粒胚乳的水分分布与扩散速率有着重要的调控作用。

对于籽粒贮藏物质形成的调控机理,大多数的研究主要聚焦于相关合成酶活性及其编码基因表达模式的调控上,而忽略了籽粒胚乳体内微环境,特别是水分的含量、分布与扩散速率对籽粒贮藏物质形成的影响。

基于上述背景,本研究以不同地区的小麦籽粒为研究对象,研究小麦籽粒糊粉层细胞细胞壁结构及其组分含量的地理差异,探讨地理因素中经纬度、海拔高度和气象因子中小麦灌浆期温度对小麦籽粒糊粉层细胞壁的影响,探究小麦籽粒细胞壁结构、组成与小麦品质的关系;并以此为基础研究小麦糊粉层细胞壁对籽粒水分的调控作用,为深入研究糊粉层及细胞壁结构对小麦产量和品质的影响提供参考。

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2. 国内外研究现状分析

1. 小麦产量和品质影响因素的研究小麦作为世界性的重要粮食作物,产量位居第三,仅次于玉米和水稻,其种植具有较强的地域性。

小麦的产量和品质不仅受遗传特性的影响,而且与种植环境有密切的关系,其中温度和水分是影响小麦生长和发育的重要因素,对籽粒贮藏物质形成具有明显的调控效应[1-4]。

小麦的产量和品质指的是小麦籽粒的千粒重、容重、沉降值等以及籽粒中淀粉含量、蛋白含量、湿面筋含量等。

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3. 研究的基本内容与计划

样品筛选为了便于研究地理因素的累积效应对小麦糊粉层细胞壁的影响,所选小麦样品籽粒皆为适应了当地环境的农家多代自留种的当地品种,所有样品籽粒饱满灌浆较好。

研究内容1 .小麦籽粒糊粉层细胞壁结构及组分含量地理差异的研究测定不同产区样品小麦籽粒细胞壁厚度、细胞壁多糖(AX、BG)的含量、AX结构和小麦籽粒粗蛋白、淀粉的含量。

研究地理因素中经纬度、海拔高度和气象因子中小麦灌浆期温度对小麦籽粒糊粉层细胞壁的影响;探讨小麦籽粒细胞壁结构、组成与小麦品质的关系。

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4. 研究创新点

以不同产地的小麦籽粒为研究对象,拟研究小麦籽粒糊粉层细胞壁组分和结构的地理差异;探究细胞壁对小麦籽粒中水分扩散速率的影响进而影响小麦籽粒生长和品质的机理,为深入研究籽粒糊粉层及细胞壁结构对小麦产量和品质的影响提供参考。

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