春小麦抗性淀粉含量与其他品质相关性状的相关分析  

王琳1 , 王莹2 , 隋昌海1 , 李卫华3
1.吉林农业工程职业技术学院, 四平, 136001
2.长春职业技术学院, 长春, 136100
3.新疆生产建设兵团绿洲生态农业重点实验室, 石河子大学农学院, 石河子, 832003
作者    通讯作者
《分子植物育种》网络版, 2012 年, 第 10 卷, 第 64 篇   doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0064
收稿日期: 2012年09月06日    接受日期: 2012年10月10日    发表日期: 2012年12月17日
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本文首次发表在 《分子植物育种》(2012年第10卷第6期668-674页)上。现依据版权所有人授权的许可协议,采用 Creative Commons Attribution License,协议对其进行授权,再次发表与传播。只要对原作有恰当的引用, 版权所有人允许并同意第三方无条件的使用与传播。
推荐引用:
引用格式(中文):
王琳等, 2012, 春小麦抗性淀粉含量与其它品质相关性状的相关分析, 分子植物育种(online) Vol.10 No.64 pp.1471-1478 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0064)
引用格式(英文):
Wang et al., 2012, Correlation Analysis between Resistant Starch Content and Other Quality- related Traits in Spring Wheat, Fenzi Zhiwu Yuzhong (online) (Molecular Plant Breeding) Vol.10 No.64 pp.1471-1478 (doi: 10.5376/mpb.cn.2012.10.0064)
 

 

摘要

本研究选取172份春小麦种质资源并对其籽粒抗性淀粉含量分别与总淀粉含量以及直链淀粉含量、膨胀势、RVA黏度的峰值和低谷黏度、Zeleny沉降值、湿面筋含量及干面筋含量八个品质性状进行了相关性分析,其中与抗性淀粉含量呈极显著正相关关系的是直链淀粉含量(r=0.60);呈显著正相关关系的分别为峰值黏度(r=0.27)、膨胀势(r=0.28)和总淀粉含量(r=0.31);抗性淀粉含量与湿、干面筋含量间呈不显著负相关(r=-0.16, r=-0.03)。经逐步回归分析,结果表明,在这八个品质性状中对小麦抗性淀粉含量影响较大的依次为直链淀粉的含量、总淀粉含量、高峰黏度及膨胀势,这一结果可以解释抗性淀粉42.2%的表型变异。

 

关键词
春小麦;抗性淀粉;直链淀粉;相关分析;回归分析

淀粉是小麦籽粒的重要组成部分,作为食品中主要的碳水化合物,是人类主要的能量和营养来源。1982年英国生理学家Englyst在研究膳食纤维时发现一类淀粉并将其命名为抗性淀粉(Englyst et al., 1982)。1993年EURESTA (欧洲抗性淀粉协会)将抗性淀粉(resistant starch, RS)定义为“不被健康人体小肠所吸收的那部分淀粉及其降解物的总称”(Asp et al., 1993)。

国内外研究人员对RS的关注,主要是由于RS的有其特殊生理功能。抗性淀粉可治疗和预防糖尿病、对预防和控制肠道疾病尤其是结肠癌、大肠息肉及肠炎有重要作用、有效的控制体重、作为减肥保健食品添加剂、可以提高人体对矿物质的吸收等(Coudray et al., 2003)。

小麦品质研究的重要内容是淀粉品质的相关性研究。截至目前,有关小麦品质性状间的相关性研究已有很多。抗性淀粉是近年来才得到重视的一个新的品质指标,本研究通过172份春小麦品种的8个品质性状指标的测定,研究了小麦中抗性淀粉含量和淀粉品质指标间的相关关系,为小麦优质育种的顺利进行提供了理论依据。

1结果与分析
1.1小麦抗性淀粉含量与其它品质性状的相关性分析
对172份春小麦的抗性淀粉含量分别与RVA黏度的峰值和低谷黏度、直链淀粉含量、干面筋含量、Zeleny沉降值、总淀粉含量、湿面筋含量及膨胀势这8个品质指标进行相关性分析(表1)。
 


表1 供试材料主要品质性状间的相关性分析

Table 1 Correlation analysis among the major quality parameters in tested materials


表1可知,172份春小麦的直链淀粉含量与抗性淀粉含量(r=0.60)呈极显著正相关(P<0.01);与总淀粉含量相关系数为r=0.31;与膨胀势相关系数为r=0.28和峰值黏度相关系数为0.27,以上3个指标均呈显著正相关;与低谷黏度和Zeleny沉淀值表现为不显著正相关;与湿面筋含量的相关系数-0.16、干面筋含量的相关系数为-0.03,均为不显著负相关。

表1中进一步看出,在其他品质性状间呈极显著正相关关系的有湿面筋含量与干面筋含量(r=0.8)、峰值黏度与低谷黏度(r=0.94);呈显著正相关关系的有直链淀粉含量与总淀粉含量(r=0.28)、直链淀粉含量与膨胀势(r=0.28)、总淀粉含量与膨胀势(r=0.27)。

上述研究结果显示膨胀势与小麦抗性淀粉含量间呈显著性正相关关系,说明抗性淀粉含量高的,其膨胀势较大,吸水性和持水力相对较好;抗性淀粉与Zeleny沉淀值间无明显线性关系,说明抗性淀粉的沉淀值较小面筋含量较低;抗性淀粉与干、湿面筋间均呈不显著负相关关系,说明抗性淀粉的弹性和延展性均较差;小麦抗性淀粉含量与峰值粘度间性呈显著相关与低谷黏度间无明显线性相关,说明抗性淀粉具有较高的黏度特性。

1.2小麦抗性淀粉含量与各品质性状的逐步回归分析
对小麦材料各品质性状和抗性淀粉含量间进行逐步回归分析,可以进一步了解小麦其他品质性状对抗性淀粉含量这一品质性状的相对重要性。

因变量(A)为抗性淀粉含量,总淀粉含量(N1)、膨胀势(N2)、直链淀粉含量(N3)、低谷黏度(N4)、干面筋含量(N5)、峰值黏度(N6)、湿面筋含量(N7)、Zeleny沉淀值(N8)共计8个相关参数为自变量进行逐步回归分析。使用SPSS 14.0建立优化回归方程。其中低谷黏度(N4)、干面筋含量(N5)、湿面筋含量(N7) 3个自变量不显著剔除,建立回归方程为:Y=-4.153 1+0.009 4 N1+0.231 0 N2+0.000 1 N3+0.091 6 N6+0.008 1 N8,F=8.471 0 (P>0.05, F0.05=4.413 6)。由表2可知,直链淀粉(N3)对抗性淀粉含量影响最显著,其次为总淀粉含量(N1)>Zeleny沉淀值(N8)>峰值黏度(N6)>膨胀势(N2)。
 


 表2 逐步回归分析抗性淀粉含量与品质性状关系

Table 2 Stepwise regression analysis between resistant starch content and other quality traits 


2讨论
目前,研究者对抗性淀粉和直链淀粉关系的看法不尽相同。Szczodrak和Pomeranz (1992)的研究发现各种淀粉形成RS的能力有的差异很大,并不一定与直链淀粉的含量有关。蹇华丽等研究认为,直链淀粉含量和抗性淀粉含量这两个品质性状间存在一定的关系:低直链淀粉与低抗性淀粉间存在正比关系,高直链淀粉与抗性淀粉间无规律可循(蹇华丽等, 2002, 粮食与油脂, 10: 5-7)。罗志刚和高群玉研究认为直链淀粉影响颗粒态抗性淀粉的形成(罗志刚和高群玉, 2005, 食品工业科技, 26(12): 91-93)。本研究通过172份春小麦品种的8个品质性状指标的测定结果表明,与抗性淀粉呈极显著正相关关系的品质性状为直链淀粉(r=0.60),因此要获得高抗性淀粉的材料需选择高直链淀粉含量的材料,对于二者间分子结构上的关系和内在生理基础还需要进一步的了解。

有关小麦品质性状间的相关性研究已有不少(刘广田和李保云, 2000),而小麦的其它品质性状与抗性淀粉间关系的分析报道较少。本研究通过对172份春小麦种质资源的品质性状指标的测定,分析小麦中抗性淀粉含量和其他品质指标间的相关关系,为后续小麦优质育种提供实验支持和理论依据。

3材料与方法
3.1材料
供试材料为172份春小麦种质资源(表3),材料提供单位石河子大学农学系育种教研室。
 

 表3 春小麦种质资源抗性淀粉含量的测定结果

Table 3 The results of RS content of spring wheat germplasm resources 


3.2测定方法
小麦抗性淀粉含量的测定,参考Goñia等(1996)及AOAC2002.02 (McCleary et al., 2002)的方法,并结合本实验室条件略作一些改进。以赵永亮(2005)的方法测定总淀粉及直链淀粉含量;用McCormick等(1991)的方法测定面粉膨胀势; 参照国际谷物化学标准ICCNo.116方法,用面粉测定Zeleny沉降值;以GB/T14608-93法测定干面筋含量,用14%含水量的小麦粉来计算;以GB/T14608-93法测定湿面筋含量,用14%含水量的小麦粉来计算;Newport型黏度仪测定淀粉糊化特性。

3.3统计方法
小麦抗性淀粉含量和其他品质性状的相关性分析以及回归分析均利用SPSS软件完成。

作者贡献
王琳是实验研究的执行人,论文写作与修改者;李卫华是项目负责人,指导实验设计;王莹参与实验设计以及试验结果分析;隋昌海负责整理数据,论文修改。全体作者都阅读并同意最终的文本。

致谢
本研究受教育部“春晖计划”项目(Z2006-1-83004)和兵团博士资金项目(ZD2007JC05)共同资助。

参考文献
Asp N.G., Björck I., and Nyman M., 1993, Physiological effects of cereal dietary fibre, Carbohydrate Polymers, 21(2-3): 183-187
http://dx.doi.org/10.1016/0144-8617(93)90016-W

Coudray C., Demigne C., and Rayssiguier Y., 2003, Effects of dietary fibers on magnesium absorption in animals and humans, J. Nutr., 133(1): 1-4
PMid:12514257

Englyst H., Wiggins H.S., and Cummings J.H., 1982, Determination of the non-starch polysaccharides in plant foods by gas-liquid chromatography of constituent sugars as alditol acetates, Analyst, 107(1272): 307-318
http://dx.doi.org/10.1039/an9820700307

Goñia I., García-Diza L., Mañasb E., and Saura-Calixtoc F., 1996, Analysis of resistant starch: a method for food and food products, Food Chemistry, 56(4): 445-449

Liu G.T., and Li B.Y., 2000, The inheritance and improvement of quality traits in common wheat, Nongye Shengwu Jishu Xuebao (Journal of Agricultural Biotechnology), 8(4): 307- 314 (刘广田, 李保云, 2000, 小麦品质性状的遗传及其遗传改良, 农业生物技术学报, 8(4): 307-314)

McCormick K.M., Panozzo J.F., and Hong S.H., 1991, A swelling power test for selecting potential noodle quality wheats, Aust. J. Agric. Rec., 42(3): 317-323
http://dx.doi.org/10.1071/AR9910317

McCleary B.V., MeNally M., and Rossiter P., 2002, Measurement of resistant starch by enzymatic digestion in starch and selected plant materials: collaborative study, Journal of AOAC International, 85(5): 1103-1111
PMid:12374410

Szczodrak J., and Pomeranz Y., 1992, Starch-lipid interaction and formation of resistant starch in high amylose barley, Cereal Chemistry, 69(6): 626-632

Zhao Y.L., 2005, A novel micro-amount method with spectrophotometer to determine amylose and total starch content of wheat seeds, Shipin Yu Fajiao Gongye (Food and Fermentation Industries), 31(8): 23-26 (赵永亮, 2005, 一种同时测定小麦种子中直链淀粉, 总淀粉含量的新方法-微量分光光度法, 食品与发酵工业, 31(8): 23-26) 

    0.625
00120
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