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小黑麦是由小麦和黑麦杂交形成的第一个异源多倍体。它既继承了小麦的优质高产又具备了黑麦抗逆性强的特点,并具有良好的饲用、生态及工业价值。目前干旱、半干旱及高盐地区在全球覆盖面积逐年增加,因此研究小黑麦淀粉及其合成酶基因在在干旱和盐胁迫下的变化,对于进一步了解小黑麦的抗逆境能力和非生物胁迫对小黑麦籽粒品质的影响和小黑麦种质潜力的挖掘及利用具有重大意义,同时可为今后小黑麦在工业生产、饲料生产和生态保护方面的应用奠定基础。本研究采取梯度式胁迫,干旱胁迫的梯度分别为轻度、中度和重度干旱胁迫。盐胁迫的梯度分别轻度,中度和重度盐胁迫。胁迫均始于花后第5天,通过测定淀粉颗粒形态、分布及淀粉理化性质等生理特性,研究干旱和盐胁迫下不同发育时期小黑麦生物量、淀粉组成及淀粉颗粒形态变化,并采用实时定量PCR技术分析了干旱和盐胁迫下不同发育时期小黑麦淀粉合成酶基因的相对表达及其与生物量、淀粉组成及淀粉颗粒形态变化的关系。主要研究结论如下：随着干旱胁迫程度的加强,小黑麦AC Certa,AC Ultima和Blue Alta的小型淀粉颗粒减少,而A和B型淀粉颗粒的比例逐渐增加,且在中度及重度干旱胁迫下淀粉颗粒表面出现了较密集的蜂窝状小孔；重度干旱胁迫下,小黑麦的生物量、籽粒重及籽粒总淀粉含量显著下降(P<0.05),其总淀粉含量下降达42-55%。AGPase基因的相对表达量在干旱胁迫第19天时显著下调；SSI、SSII和SSⅢ基因在轻度和重度胁迫第19天时的表达量也显著下调。三个小黑麦品种的直链淀粉含量在中度干旱胁迫下显著提高(P＜0.05),GBSSI基因随胁迫时间延长表达量显著上升,且GBSSII基因在中度胁迫第31天时表达量显著上调,GBSSI和GBSSII基因在中度胁迫时的表达上调直接影响着直链淀粉含量的升高；小黑麦的淀粉糊化温度范围随干旱胁迫程度的加强而逐渐降低,中度干旱胁迫降低了峰值温度却增加了热焓值,这与中度干旱胁迫下直链淀粉含量增加有关。ISA基因的表达模式与SS和SBE基因相似,在中度胁迫第19天时,表达量显著上调,在轻度及重度干旱胁迫下其表达下调。随着盐胁迫程度的加强,小黑麦AC Certa, AC Ultima和Blue Alta的小型淀粉颗粒减少,而A和B型淀粉颗粒的比例逐渐增加,且在中度及重度盐胁迫下淀粉颗粒表面出现了较密集的蜂窝状小孔：重度盐胁迫下,小黑麦的生物量显著下降(P＜0.05),中度和重度盐胁迫下,小黑麦粒重和总淀粉含量显著下降(P＜0.05),且分别下降9-42%和18-51%。粒重和总淀粉含量下降可能与盐胁迫19和31天时AGPase基因表达下降相关。中度和重度盐胁迫下,小黑麦直链淀粉含量显著增加(P＜0.05),GBSSI基因的相对表达量在中度和重度盐胁迫第7和19天时显著上调,GBSSII基因在重度盐迫第19及31天时也显著增加。GBSSI和GBSSII基因表达量的显著上调直接影响着直链淀粉含量的增加。中度和重度盐胁迫降低了峰值温度却增加了热焓值(P＜0.05)。轻度盐胁迫抑制了不同发育时期小黑麦ISA基因的表达,而高度盐胁迫第19天却显著上调了ISA基因的表达。ISA.SBEIIa和SBEIIb基因在中度盐胁迫第31天时的表达显著上调,在轻度和重度盐胁迫下却显著下调。SBEI基因在胁迫31天时其表达量均上调。本研究从生理及分子生物学角度系统的研究了干旱和盐胁迫下小黑麦籽粒发育期淀粉合成酶基因、淀粉颗粒形态、分布及淀粉理化性质的变化,揭示了干旱和盐胁迫对小黑麦生物量和淀粉特性的影响及其机理,为小黑麦在生产实际中的推广应用提供了依据,对半干旱和干旱的地区的农业生产和工业发展具有重要意义及长远影响。