玉米籽粒淀粉积累及相关酶活性分析

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1、7期张海艳等：玉米籽粒淀粉积累及相关酶活性分析7玉米籽粒淀粉积累及相关酶活性分析张海艳1，2，董树亭1，高荣岐1，李玉全2（1山东农业大学作物生物学国家重点实验室，山东泰安271018；2青岛农业大学，山东青岛266109）摘要：【目的】分析玉米籽粒发育过程中灌浆速率、蔗糖代谢、淀粉积累及相关酶活性的变化，了解玉米籽粒淀粉积累的控制机理。【方法】以高淀粉玉米（费玉3号）和普通玉米（豫玉22）为材料，进行大田试验，采用比色法测定蔗糖含量，采用双波长法测定淀粉及其组分含量的变化动态，参照Douglas等的方法测定蔗糖合成酶（SS）活性，参照Nak

2、amura等的方法测定腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGPPase）、束缚态淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）和去分支酶（DBE）的活性。【结果】灌浆速率、蔗糖含量、淀粉积累速率及SS、GBSS、SBE活性的高低均存在明显的基因型差异，授粉后10d后，费玉3号上述指标均高于豫玉22。相关性分析表明，灌浆中后期SS活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率均呈（极）显著正相关；ADPGPPase、DBE活性与淀粉积累速率和籽粒灌浆速率的相关性未达到显著水平；GBSS活性与直链淀粉积累速率呈极显著正相关，与籽粒灌浆速率相关性不显著；SBE活性与

3、支链淀粉积累速率和籽粒灌浆速率呈极显著正相关。【结论】ADPGPPase和DBE不是影响玉米籽粒中淀粉积累的关键酶；SS是淀粉积累的限速因子；GBSS对直链淀粉积累起重要的调节作用；SBE对支链淀粉积累起关键作用。关键词：玉米；籽粒；直链淀粉；支链淀粉；灌浆速率；酶活性StarchAccumulationandEnzymesActivitiesAssociatedwithStarchSynthesisinMaizeKernelsZHANGHai-yan1,2,DONGShu-ting1,GAORong-qi1,LIYu-quan2(1Stat

4、eKeyLaboratoryofCropBiology,ShandongAgriculturalUniversity,Tai’an271018,Shandong;2QingdaoAgriculturalUniversity,Qingdao266109,Shandong)Abstract:【Objective】Fillingrateandstarchaccumulationindevelopingmaizekernelwereanalyzed.Thechangesofenzymeactivitiesassociatedwithsucroseme

5、tabolismandstarchbiosynthesiswereinvestigated.Thepurposeistoanalyzetheenzymaticmechanismsresponsibleforstarchsynthesis.【Method】Twotypesofmaize(Zeamays)cultivars,highstarchmaize(Feiyu3)andnormalmaize(Yuyu22),weregrowninacornfield.Sucrosecontentwasdeterminedwithcolorimetry.Co

6、ntentofstarchanditscomponentwasmeasuredwiththemethodofdouble-wavelength.Sucrosesynthase(SS)activitywasassayedusingthemethoddescribedbyDouglas,etal.ADP-glucosepyrophosphorylase(ADPGPPase),granule-boundstarchsynthase(GBSS),starchbranchingenzyme(SBE)andstarchdebranchingenzyme(

7、DBE)activitieswereassayedusingthemethoddescribedbyNakamuraetal.【Result】Kernelfillingrate,sucrosecontent,starchaccumulatingratesandtheactivitiesofSS,GBSS,SBEofFeiyu3,whichhashighstarchcontent,weresignificantlyhigherthanthoseofYuyu22,whichhaslowstarchcontent,after10DAP(daysaf

8、terpollination).CorrelationanalysisindicatedthatADPGPPaseandDBEwerenotcorrelatedwi