人工老化对大麦种子发芽特性及淀粉分解的影响

王 凤，齐军仓，林立昊，惠宏杉，郑许光，郭亚南，龚 磊，王少玉，陈阿龙

(石河子大学农学院，新疆石河子 832003)



人工老化对大麦种子发芽特性及淀粉分解的影响

王 凤，齐军仓，林立昊，惠宏杉，郑许光，郭亚南，龚 磊，王少玉，陈阿龙

(石河子大学农学院，新疆石河子 832003)

为探究大麦(HordeumvulgareL.)老化种子在萌发过程中淀粉代谢的劣变机制，采用高温高湿(40 ℃、80%相对湿度)的人工老化处理方法，模拟大麦种子自然老化过程，研究老化处理对大麦(甘啤4号、垦啤7号、P12-8和9810)种子发芽特性及其萌发早期(0～72 h)籽粒淀粉含量和淀粉酶活性的影响。结果表明：(1)随着老化时间的延长，4个大麦品种的发芽特性指标均呈现逐渐降低的趋势。(2)随着萌发时间的延长，4个大麦品种籽粒内支链淀粉和直链淀粉的含量均逐渐降低，α-淀粉酶和β-淀粉酶活性逐渐升高。相同萌发时间段随着老化程度的加深，籽粒内支链淀粉和直链淀粉的含量均呈现波动式增加；α-淀粉酶和β-淀粉酶活性均呈现降低的趋势；与对照相比，不同老化处理大麦籽粒的淀粉酶活性差异显著。(3)未萌发籽粒中检测不到α-淀粉酶活性，却检测到活性很小的β-淀粉酶。(4)萌发48～72 h时，各大麦品种不同活力水平的籽粒内，淀粉含量和种子发芽特性指标均呈极显著负相关，淀粉酶活性和种子发芽特性指标均呈极显著正相关。

大麦；老化；萌发早期；发芽特性；淀粉；淀粉酶

种子老化是一个复杂、多方面、多层次的不可逆渐变过程，可引起种子中有毒物质积累、细胞结构被破坏、代谢紊乱等，最终导致种子活力丧失。这不仅影响种子的耐储性，还会影响种子萌发和幼苗生长，从而影响植株的生长与产量和品质。因此，对种子老化机理和调控的研究一直广受关注。目前，国内外对种子老化过程中生理生化的变化研究很多[1-3]，主要包括种子发芽特性、贮藏物质、能量代谢、酶活力等方面。通常认为种子老化过程中，种子发芽缓慢，萌发力下降[4]，体内可溶性糖、蛋白质等贮藏物质的含量多呈现下降趋势[5]，活性氧清除酶的活力普遍呈下降趋势[6]。但是，对于种子淀粉分解过程中，催化和调控其水解的一系列酶，包括α-淀粉酶、β-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、脱支酶等的研究鲜见报道。此外，植物种子萌发的过程可分为吸胀、萌动、发芽三个阶段，随着吸水进程的推进，种子内部发生复杂的代谢过程[7]，而种子萌发生理的研究大多针对种子萌发的后期阶段[8-9]，对于种子萌发早期阶段的研究报道较少。本研究以大麦种子为材料，采用高温高湿人工加速老化的方法模拟自然老化过程，研究人工老化过程中大麦种子发芽特性、萌发早期淀粉含量及淀粉酶活性的变化，以期揭示大麦种子老化劣变对内部淀粉分解代谢的影响，为大麦种质资源的耐贮性和啤酒生产过程中麦芽品质的评价提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

本试验选取的二棱皮大麦甘啤4号、垦啤7号、P12-8和9810，均于2014年7月采自石河子大学实验站，后保存于15℃种子库。

1.2 种子人工老化处理方法

采用高温高湿法[10]，略作修改。将RP-250A型智能人工气候培养箱分5层，中间3层架子铺上尼龙网，用40 cm×30 cm白瓷盘盛满蒸馏水置于的最上层和最底层，培养箱温度调至40 ℃，平衡1 d，待培养箱内的温湿度稳定在40 ℃、80%相对湿度。次日，将种子单层平铺于培养箱中间3层，之后每隔0、3、6、9、12、15 d后取出种子并及时适量补水。将老化处理后的种子置于室温下自然风干，待其含水量降至原始水平后进行相关试验。事先要对所有培养箱的内部、白瓷盘以及尼龙网等用75%乙醇消毒。

1.3 发芽方法

参照《国际种子检验规程》规定的大麦种子发芽条件，采用发芽盒纸上法。

发芽势=第4天发芽种子数/种子总数×100%

发芽率=第7天发芽种子数/种子总数×100%

发芽指数(GI)=∑Gt/Dt

活力指数(VI)=GI×S

式中Dt为相应的发芽天数，Gt为与Dt相对应的发芽数，S为发芽7 d幼苗的鲜重。

1.4 萌发处理及取样方法

参照《国际种子检验规程》规定的大麦种子发芽条件，采用发芽盒纸上法。所有样均从干种子开始至发芽(72 h)结束，每隔24 h取样1次，共取样4次。

1.5 淀粉含量测定

淀粉含量采用双波长法测定[11]，略作修改。用U3900分光光度计对淀粉扫描液进行扫描得到吸收光谱。直链淀粉测定波长λ1为554 nm，参比波长λ2为490 nm；支链淀粉测定波长λ3为542 nm，参比波长λ4为713 nm。3次重复。

直链淀粉标准曲线公式：y=0.008 1x-0.002 5，R2=0.998 2；y=0.007 9x-0.013 9，R2=0.998 0；y=0.009 7x-0.017 3，R2=0.998 5；y=0.008 9x-0.001 4，R2=0.998 2。

支链淀粉标准曲线公式：y=0.005 9x+0.027 5，R2=0.997 5；y=0.005 9x+0.019 1，R2=0.994 5；y=0.005 2x+0.002 2，R2=0.998 4；y=0.005 1x+0.010 4，R2=0.998 0。

1.6 淀粉酶活性测定

淀粉酶活性采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)测定还原糖方法测定[12]。麦芽糖标准曲线公式：y=0.182 4x-0.050 0，R2=0.998 6；y=0.192 7x-0.034 9，R2=0.972 6；y=0.194 1x-0.027 3，R2=0.981 4；y=0.183 9x-0.022 2，R2=0.990 5。各处理3次重复。

1.7 数据分析

用Excel进行原始数据处理，用SPSS 18.0进行方差分析和相关性分析，用Sigma Plot 10.0作图。

2 结果与分析

2.1 老化对大麦种子发芽特性的影响

由图1可知，随着老化时间的延长，4个大麦品种的种子发芽特性指标均逐渐降低，品种不同则与对照的差异程度不同。其中，老化3～15 d，甘啤4号的种子发芽特性指标与对照差异显著，且各处理间差异显著；老化6～15 d，垦啤7号、P12-8和9810的种子发芽特性指标与对照差异显著，且不同老化处理间差异显著。老化15 d，甘啤4号、垦啤7号、P12-8和9810的种子发芽势与对照相比分别降低90.31%、98.99%、94.95%和81.82%；种子发芽率分别降低87.00%、98.00%、93.00%和77.00%；种子发芽指数分别降低89.05%、96.02%、88.23%和79.46%；种子活力指数分别降低89.33%、96.79%、92.17%和86.73%，且与对照差异均显著。其中，9810老化过程中的种子发芽指标下降最慢，而且老化15 d后种子发芽能力最强；P12-8在老化9 d后种子发芽能力丧失最快；垦啤7号在老化15 d种子后发芽率最低，表明不同品种间种子抗老化能力存在明显差异。

图柱上不同字母表示不同处理间在0.05水平差异显著。下同。

Different letters on columns indicate significant difference at 0.05 level among different treatments.The same as in Fig.2-5.

图1 人工老化对大麦种子发芽特性的影响

Fig.1 Effect of artificial aging on germination characteristics of barley seeds

2.2 老化对萌发早期大麦种子淀粉含量的影响

2.2.1 老化对萌发早期大麦种子支链淀粉含量的影响

4个大麦品种间未萌发的种子内支链淀粉含量差异不显著(图2)。萌发24 h、48 h和72 h时，老化15 d的垦啤7号种子内支链淀粉含量较对照分别增加5.79%、21.48%和24.84%，差异显著，而且萌发72 h时，老化处理间(除12 d与15 d外)均差异显著。萌发24 h、48 h和72 h时，老化15 d的甘啤4号、P 12-8、9810种子内支链淀粉含量较与对照分别增加9.79%、10.16%和9.93%；8.62%、20.21%和23.63%；6.72%、23.41%和26.75%，差异显著。萌发48 h和72 h时，老化15 d的甘啤4号种子内支链淀粉分解较其他品种更少。表明在相同老化时间和萌发时段，不同大麦品种间种子支链淀粉含量存在差异。

2.2.2 老化对萌发早期大麦种子直链淀粉含量的影响

由图3可知，垦啤7号在萌发24 h时，各老化处理种子内直链淀粉含量与对照差异不显著，萌发48 h和72 h时，老化15 d的种子内直链淀粉含量较对照分别增加15.52%和24.86%，差异显著。萌发24 h、48 h和72 h时，老化15 d的甘啤4号、P12-8、9810种子内直链淀粉含量较对照分别增加9.02%、18.24%和28.88%；9.39%、10.60%和16.08%；10.83%、25.10%和30.89%，差异显著。萌发24 h、48 h和72 h时，老化15 d的P12-8种子内支链淀粉分解较其他3个品种更少。表明在相同老化条件和萌发时段，不同大麦品种间种子直链淀粉含量存在差异。

图2 人工老化对萌发早期大麦种子支链淀粉含量的影响

2.3 老化对萌发早期大麦种子淀粉酶活性的影响

2.3.1 老化对萌发早期大麦种子α-淀粉酶活性的影响

由图4可知，4个大麦品种种子中在未萌发时均未检测到α-淀粉酶。萌发24 h时，4个品种老化6 d的种子内α-淀粉酶活性与对照相比分别降低了18.02%、31.91%、21.21%和15.27%，差异显著。萌发72 h时，老化15 d的甘啤4号、垦啤7号、P12-8和9810种子内α-淀粉酶活性与对照相比分别降低了58.39%、44.11%、48.68%和49.92%，差异显著。表明在相同老化条件和萌发时间段，不同品种间α-淀粉酶活性的变化存在差异。

2.3.2 老化对萌发早期大麦种子β-淀粉酶活性的影响

由图5可知，在4个大麦品种干种子中检测到少量的β-淀粉酶，但活性很小。各品种老化9～15 d 的种子内β-淀粉酶活性与对照差异显著。萌发72 h时，老化15 d的甘啤4号、垦啤7号、P12-8和9810种子内β-淀粉酶活性与对照相比分别降低了32.33%、26.95%、64.16%和58.55%，差异显著，且P12-8、9810不同老化处理间差异显著。表明在相同老化时间和萌发时段，不同品种间β-淀粉酶活性存在差异。

图3 人工老化对萌发早期大麦种子直链淀粉含量的影响

图4 人工老化对萌发早期大麦种子α-淀粉酶活性的影响

图5 人工老化对萌发早期大麦种子β-淀粉酶活性的影响

表1 大麦种子发芽特性与萌发早期支链淀粉和直链淀粉含量的相关性分析

**表示在0.01水平上相关(双侧)；*表示0.05水平上相关(双侧)。GP：发芽势；GR：发芽率；GI：发芽指数；VI：活力指数。下同。

** means correlation is significant at 0.01 level(2-tailed)； * means correlation is significant at 0.05 level(2-tailed). GP:Germination potential；GR:Germination rate；GI:Germination index；VI:Vigor index.The same as below.

2.4 大麦种子发芽特性指标与萌发早期淀粉含量的相关性分析

由表1可以看出，4个大麦品种的种子未萌发时，支链淀粉和直链淀粉含量与种子发芽特性指标均无显著相关性，品种间差异无统计学意义。萌发24 h时，P12-8种子内的支链淀粉含量与发芽率和发芽指数呈显著负相关；9810的支链淀粉含量与发芽特性指标均呈显著或极显著负相关。同时，甘啤4号种子内的直链淀粉含量与种子的发芽势和发芽率呈显著负相关；P12-8、9810种子内的直链淀粉含量与种子发芽特性指标均呈显著或极显著负相关。萌发48～72 h时，4个品种的支链淀粉和直链淀粉含量(除垦啤7号萌发48 h)与种子发芽特性指标均呈极显著负相关。

2.5 大麦种子发芽特性指标与萌发早期淀粉酶活性的相关性分析

由表2可以看出，垦啤7号在种子未萌发时，β-淀粉酶活性与种子发芽特性指标均呈显著正相关。萌发24～72 h时，4个品种的α-淀粉酶和β-淀粉酶活性与种子发芽特性指标均呈极显著正相关。

2.6 大麦种子萌发早期淀粉含量与淀粉酶活性的相关性分析

由表3可知，萌发早期，4个大麦品种的α-淀粉酶和β-淀粉酶活性均呈极显著正相关。萌发24 h时，甘啤4号和9810种子内的α-淀粉酶活性与直链淀粉和支链淀粉含量呈显著或极显著负相关，垦啤7号种子内的α-淀粉酶活性与支链淀粉含量呈显著负相关，P12-8种子内的α-淀粉酶活性与直链淀粉含量呈显著负相关；萌发48 h和72 h 时，4个品种的α-淀粉酶与直链淀粉均呈极显著负相关。另一方面，萌发0 h时，4个品种的β-淀粉酶活性与直链淀粉和支链淀粉含量均无显著相关性；萌发24～72 h时，4个品种的β-淀粉酶活性与直链淀粉和支链淀粉含量均呈显著或极显著负相关。

表2 不同老化时间的大麦种子发芽特性与萌发早期α-淀粉酶和β-淀粉酶活性的相关性分析

表3 大麦种子萌发早期淀粉含量与淀粉酶活性的相关性分析

3 讨 论

3.1 不同老化处理对大麦种子发芽特性的影响

经老化处理后，大麦各品种种子的发芽特性指标均呈现降低的趋势，且随着老化处理时间的延长(老化9～15 d)大幅度下降。本研究结果与李淑梅等[13]的研究结果相似，说明采用不同老化方法处理不同品种的大麦，其发芽指标变化规律基本相似。种子在长期低温贮存过程中，发芽势、发芽指数、活力指数、发芽率在经历一段平稳后，会出现一个明显的拐点，拐点之后种子的活力指标和生理生化指标下降明显[14]。本研究发现，老化9 d时，种子发芽特性的各指标大幅度下降，因此可以表明老化9 d可能是大麦种子人工加速衰老并引起各项生理指标变化的转折期，此时种子内部发生了巨大变化，从而引起种子活力的迅速下降。此外，在相同老化处理条件下，9810抗老化能力最强，甘啤4号抗老化能力次之，P12-8老化前期种子活力较高，后期活力下降较快，抗老化能力迅速下降，垦啤7号抗老化能力最弱。说明同一种作物不同品种的抗老化能力不同，耐贮存水平也存在差异。

3.2 不同老化处理对大麦种子萌发早期淀粉含量的影响

不同老化处理下，未萌发的种子内支链淀粉和直链淀粉含量差异无统计学意义。随着萌发时间的延长，4个品种种子内支链淀粉和直链淀粉的含量均逐渐减少，变化趋势由慢变快。原因可能是大麦种子吸水萌发时，在糊粉层和和盾片上皮层合成一系列水解酶，这些酶会进入到淀粉胚乳中，分解细胞壁与贮藏的淀粉[15]。此外，同一萌发时间段内，随着老化时间的延长，4个大麦品种种子内支链淀粉和直链淀粉的含量均呈现波浪式增加的趋势。原因可能是随着老化程度的加深，籽粒糊粉层和盾片上皮层合成淀粉酶的过程受到影响，从而导致被分解的支链淀粉和直链淀粉含量减少。

3.3 不同老化处理对大麦种子萌发早期淀粉酶活性的影响

此前，Ray等[16]研究表明，干燥条件下贮藏30个月的玉米种子，经老化处理5 d和10 d，在萌发吸水时，淀粉酶活性逐渐降低。之后，李瑞芳等[17]的研究发现，老化玉米种子(除死种子外)吸胀过程中总淀粉酶和α-淀粉酶活性变化规律与对照类似，但是其增加幅度随老化时间延长而减少，老化7.5和9.5 d的种子吸胀72 h才检测到酶活性显著增加，死种子吸胀0～72 h总淀粉酶活性无明显变化。本研究表明，随着萌发时间的延长，4个大麦品种种子内α-淀粉酶和β-淀粉酶的活性均逐渐升高，而同一萌发时间段内，随着老化时间的延长，二者均呈现降低的趋势。本研究结果与二者相似。但是，本研究发现4个品种干种子中检测到少量低活力的β-淀粉酶，P12-8、9810、垦啤7号老化处理的种子内β-淀粉酶活性与对照相比差异显著。说明老化对大麦籽粒成熟过程中已经存在于淀粉胚乳细胞中的β-淀粉酶也有影响。原因可能是在成熟大麦籽粒中，β-淀粉酶有两种形态，一种是活跃的自由态，另一种是通过半胱氨酸残基键与C-端相邻结合的其他籽粒蛋白如Z蛋白，其活性较低[18]，而不同老化水平的干籽粒中β-淀粉酶活性的变化则可能是自由态β-淀粉酶与其他籽粒蛋白结合引起了该酶部分活力的丧失。此外，同一萌发时间段内，随着人工老化时间的延长，4个品种种子内α-淀粉酶和β-淀粉酶活性均呈现降低的趋势。α-淀粉酶活性降低的原因，可能是由于随着老化程度的加深，籽粒糊粉层中α-淀粉酶的合成过程受到影响，或是糊粉层细胞壁释放α-淀粉酶的过程受到了抑制[19]。β-淀粉酶活性降低的原因，可能是自由态β-淀粉酶发生了部分降解或失活[18]，或是蛋白酶介导的籽粒萌发束缚态β-淀粉酶的释放过程受阻[20]。由相关性分析可知，在萌发早期，不同老化处理下4个大麦品种种子中α-淀粉酶和β-淀粉酶活性与发芽特性指标均呈显著或极显著正相关，且α-淀粉酶和β-淀粉酶活性呈极显著正相关。进一步说明这两种淀粉酶可以作为反映种子活力的重要生理指标。

综上所述，人工老化对大麦种子发芽特性及其萌发早期籽粒淀粉含量和淀粉酶活性均有影响，其内在联系可能是老化先影响了大麦种子内α-淀粉酶和β-淀粉酶活性，进而影响了支链淀粉和直链淀粉的降解速率，导致支链淀粉和直链淀粉的含量变化，最终影响了种子活力，使种子的耐储性和啤酒生产时麦芽品质下降。

种子的衰老机理可分为两个过程，首先是发生生化劣变，其次是发生生理劣变，本研究仅仅对老化后大麦种子的淀粉分解的生理劣变进行了探索，其内在的生化原因还需进一步深入研究。

4 结 论

老化使大麦种子的发芽特性指标下降；萌发早期淀粉含量升高，淀粉酶活性下降。可以通过检测种子的发芽特性指标、α-淀粉酶和β-淀粉酶活性来判断种子活力的高低，为大麦种质资源的耐贮性和啤酒生产过程中大麦籽粒品质的高低提供理论参考。

[1]闫慧芳,夏方山,毛培胜.种子老化及活力修复研究进展[J].中国农学通报,2014,30(3):20-26.

YAN H F,XIA F S,MAO P S.Research progress of seed aging and vigor repair [J].ChineseAgriculturalScienceBulletin,2014,30(3):20-26.

[2]SMITH M T,BERJAK P.Deteriorative changes associated with the loss of viability of stored desiccation-tolerant and desiccation-sensitive seeds [J].SeedDevelopmentandGermination,1995:701-746.

[3]MCDONALD M B.Seed deterioration:physiology,repair and assessment [J].SeedScienceandTechnology,1999,27(1):177-237.

[4]张自阳,姜小苓,茹振钢,等.人工老化对杂交小麦种子生理特性和种子活力变化的影响[J].江苏农业科学,2013,41(2):81-83.

ZHANG Z Y,JIANG X L,RU Z G,etal.Effects of artificial aging on physioloycial and seed vigor of hybrid wheat [J].JiangsuAgriculturalSciences,2013,41(2):81-83.

[5]李春雷,马世骏,彭 滨,等.人工老化对玉米种子活力指标、内含物质含量及生理指标的影响[J].吉林农业大学学报,2014(5):505-509,514.

LI C L,MA S J,PENG B,etal.Effects of artificial aging on seed vigor indexes,embedded sub-stance content and physiological indexes of maize [J].JournalofJilinAgriculturalUniversity,2014(5):505-509,514.

[6]孔治有,刘叶菊,覃 鹏.人工加速老化对小麦种子CAT、POD、SOD活性和可溶性蛋白质含量的影响[J].中国粮油学报,2010,25(10):24-27.

KONG Z Y,LIU Y J,QIN P.Effects of accelerated aging on CAT,POD,SOD activities and soluble protein content of wheat seeds [J].JournaloftheChineseCerealsandOilsAssociation,2010,25(10):24-27.

[7]潘瑞炽.植物生理学(第六版) [M].北京:高等教育出版社,2008:217.

PAN R C.Plant Physiology(Sixth Edition) [M].Beijing:Higher Education Press,2008:217.

[8]徐恒恒,黎 妮,刘树君,等.种子萌发及其调控的研究进展[J].作物学报,2014,40(7):1141-1156.

XU H H,LI N,LIU S J,etal.Research progress in seed germination and its control [J].ActaAgronomicaSinica,2014,40(7):1141-1156.

[9]HAN C,YANG P F.Studies on the molecular mechanisms of seed germination [J].Proteomics,2015,15(10):1671-1679.

[10]廖 乐,齐军仓,华淼源,等.人工老化对大麦种子萌发过程中发芽特性及部分酶活性的影响[J].麦类作物学报,2015,35(1):71-79.

LIAO L,QI J C,HUA M Y,etal.Effects of artificial aging on germination characteristics and some enzymes activities during imbibition of barley seeds [J].JournalofTriticeaeCrops,2015,35(1):71-79.

[11]金玉红,张开利,张兴春,等.双波长法测定小麦及小麦芽中直链、支链淀粉含量[J].中国粮油学报,2009,24(1):137-140.

JIN Y H,ZHANG K L,ZHANG X C,etal.Determination of amylose and amylopectin in wheat and wheat malt by dual-wavelength spectrophotometry [J].JournaloftheChineseCerealsandOilsAssociation,2009,24(1):137-140.

[12]刘志国.生物化学实验[M].武汉:华中科技大学出版社,2007:123-125.

LIU Z G.Biochemical Experiment [M].Wuhan:Huazhong University Science and Technology Press,2007:123-125.

[13]李淑梅,王付娟,董丽平,等.人工老化处理大麦种子的活力和生理生化特性[J].贵州农业科学,2014,42(11):66-69.

LI S M,WANG F J,DONG L P,etal.Vigor and physiological and biochemical characteristics of artificial aging treated barley seeds [J].GuizhouAgriculturalSciences,2014,42(11):66-69.

[14]付艺峰,李鸿雁,黄 帆,等.人工老化对老芒麦种子活力和生理生化变化的影响[J].植物遗传资源学报,2014,15(6):1360-1363.

FU Y F,LI H Y,HUANG F,etal.Physiological and seed vigor changes ofElymussibiricusL.seeds during artificial aging [J].JournalofPlantGeneticResources,2014,15(6):1360-1363.

[15]GREGORY C.GIBBONS.On the relative role of the scutellum and aleurone in the production of hydrolases during germination of barley [J].CarlsbergResearchCommunications,1981,46(4):215-225.

[16]RAY M B,HALDER S,GUPTA K.Differential responses of early and late cultivars of rice seed under accelerated aging [J].SeedScienceandTechnology,1990,18(3):823-831.

[17]李瑞芳.老化处理对玉米种子贮藏物动员和能量供应影响的研究[D].北京:中国农业科学院,2015:17-18.

LI R F.Studies on aging treatment supply of corn seeds and mobilization of stored reserves of energy [D].Beijing:Chinese Academy of Agricultural Sciences,2015:17-18.

[18]HARA-NISHIMURA I,NISHIMURA M,DAUSSANT J.Conversion of free β-amylase to bound β-amylase on starch granules in the barley endosperm during desiccation phase of seed development [J].Protoplasma,1986,134(2-3):149-153.

[19]TAIZ L,JONES R L.Gibberellic acid,beta-1,3-glucanase and cell wals of barley aleurone layers [J].Planta,1970,92(1):73.

[20]GUERIN J R,LANCE R C M,WALLACE W.Release and activation of barley beta-amylase by malt endopeptidases [J].JournalofCerealScience,1992,15(1):5-14.

Effect of Artificial Aging on Germination Characteristics and Starch Depolymerization of Barley Seeds

WANG Feng,QI Juncang,LIN Lihao,HUI Hongshan,ZHENG Xuguang,GUO Yanan,GONG Lei,WANG Shaoyu,CHEN Along

(College of Agronomy,Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832003,China)

The objective of the study is to explore the aging deterioration mechanism of barley(HordeumvulgareL.) seeds. Four barley varieties(Ganpi 4,Kenpi 7,P12-8 and 9810) were used to determine the changes in germination characteristics,starches and the activities of mainly starch hydrolase after aging treatment at 40 ℃ and 80% relative humidity to simulate the natural aging process in the early stage of germination(0 h to 72 h). The results showed that:(1) The germination indices of four varieties decreased gradually with the increase of aging time.(2) Branched starch content and amylose content reduced gradually with the extension of germination,while the activity of α-amylase and β-amylase increased gradually with the extension of germination. When barley underwent the same germination condition,the content of amylopectin and amylose of different dynamic levels within all varieties showed a tendency of “wave” style. The activity of α-amylase and β-amylase showed a tendency of reduction in the “wave” style during aging.(3) Before germination,α-amylase activity was not detected,while β-amylase was different before seed germination.(4) The content of amylopectin and amylose and the germination indices were significantly negative related and the activity amylase and the germination indices showed significantly positive correlation within four varieties of different vigor levels of seeds in germination stage of 48 h to 72 h.

Barley; Aging; Early germination; Germination characteristics; Starch; Amylase

时间：2016-07-07

2016-02-03

2016-02-25

现代农业产业技术体系建设专项(CARS-05)；兵团重点领域科技攻关专项(2011BA002)；石河子大学科学技术研究发展计划专项(gxjs2015-yz02)

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齐军仓(E-mail：shzqjc@qq.com)

S512.1；S311

A

1009-1041(2016)07-0951-10

网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1359.S.20160707.1531.036.html