基于分子生物学的大麦籽粒淀粉形成机理模型构建

徐寿军; 王金波; 李建波

doi:10.14045/j.cnki.15-1220.2025.02.007

内蒙古民族大学学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 40 ›› Issue (2) : 43 -52. DOI: 10.14045/j.cnki.15-1220.2025.02.007

基于分子生物学的大麦籽粒淀粉形成机理模型构建

徐寿军, 王金波, 李建波

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摘要

以蒙啤3号、甘啤4号、蒙啤5号、垦啤7号等4个大麦品种为试材，研究不同氮肥（设0,90,180,270 kg/hm²纯氮共4个处理）、密度（设375万、450万、525万、600万株/hm²共4个处理）、水分（分别为田间最大持水量的20%,40%,60%和80%）处理下，灌浆期淀粉积累量、蔗糖积累量、淀粉合成相关酶活性及基因相对表达量的动态变化规律。在系统分析籽粒淀粉积累量和蔗糖积累量与HvAGPase,HvStS和HvSBE基因相对表达量相关关系基础上，以ADP-葡萄糖焦磷酸化酶（ADP-glucose pyrophosphorylase polypeptide,AGPase）、淀粉合成酶（Starch synthase,StS）和淀粉分支酶（Starch branching enzyme,SBE）等调控淀粉形成的关键酶基因（HvAGPase,HvStS和HvSBE）相对表达量为主线，从分子生物学角度构建大麦籽粒淀粉形成机理模型。模型检验结果表明，模拟值与观测值的绝对预测误差为5.13～18.99 g/m²，均方根误差（RMSE）、相对均方根误差（RRMSE）、模型效率（EF）和剩余系数（CRM）等指数分别为10.421 4 g/m²,0.431 2,-0.004 6和0.998 1。该模型表现出较好的机理性和预测性。