不同豌豆品种淀粉酶活性的差异分析
王翠玲1，杨晓明2
(1.甘肃农业大学生命科学技术学院，甘肃兰州 730070;2.甘肃省农业科学院 粮食作物研究所，甘肃兰州 730070)
摘 要: 以23个豌豆品种为实验材料，采用3，5－二硝基水杨酸法测定豌豆幼苗α，β淀粉酶活性及总淀粉酶活性，分析不同的豌豆品种间α，β淀粉酶活及总淀粉酶活性的差异，建立α，β淀粉酶活及总淀粉酶活性之间的关系。结果表明:不同豌豆品种的β－淀粉酶活性和α－淀粉酶活性差异显著，品种中G0005490的总淀粉酶活性和β－淀粉酶活性均最高。α－淀粉酶的活性占总淀粉酶活性的比例为5.23%～64.18%，而β－淀粉酶酶活性占总酶活性百分比的范围为35.88%～94.77%，从二者比例可知，β－淀粉酶占主导位置。三者之间的关系为Y 总淀粉酶活性=0.136+0.967X α－淀粉酶活性+0.923X β－淀粉酶活性。
关键词: 淀粉酶;酶活性;豌豆;品种
豌豆(Pisum sativum L. )属豆科、豌豆属，英文名Pea或Field Pea，中文又名寒豆、毕豆、国豆、荷兰豆等，是重要的豆科小杂粮作物［1］。豌豆是一种营养性食品，可作为人类食品，又是动物饲料，是世界第四大豆类作物。我国是世界第二大豌豆生产国，仅次于加拿大，在全世界豌豆生产中占有重要的地位。淀粉酶广泛存在于植物及一些微生物中，淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称，按照淀粉酶水解淀粉方式的不同，将淀粉酶分为α－淀粉酶、β－粉酶、葡萄糖淀粉酶、异淀粉酶［2］。豌豆干物质主要由淀粉、蛋白质、纤维素和脂类所组成［3］。种子萌发过程的物质和能量主要来源于种子中储备的碳水化合物等，淀粉被淀粉酶分解经一系列反应形成葡萄糖，葡萄糖进一步氧化不仅可以提供能量，而且其代谢中间产物可参与合成其他物质，所以淀粉酶活性对种子萌发过程中的能量提供和物质转换至关重要，但是有关豌豆淀粉酶的研究报道很少，因此，本研究以不同品种的豌豆为材料，对萌发三天的不同豌豆品种淀粉酶活性进行比较研究，探讨不同豌豆品种萌发时淀粉酶活性的差异，为高淀粉酶活性品种选育和进一步开展豌豆淀粉酶理化性质研究。
1 材料与方法
1.1 实验材料、药品、仪器
供试用23个豌豆品种由甘肃省农业科学院作物研究所提供。药品为麦芽糖、3，5－二硝基水杨酸、NaOH、酒石酸钾钠、柠檬酸、柠檬酸钠和淀粉等，均为分析纯。实验仪器有722分光光度计，SHZ－88型水浴恒温振荡器，德国赛多利斯电子天平，IMS－20全自动雪花制冰机，美国热电 Thermo Sorvall ST40R高速冷冻离心机。
随着生猪养殖事业向集约化、规模化的方向发展，对饲养管理人员提出了更高的要求，养猪户不仅要掌握生猪生产动态，还需要全面提升科学饲养管理水平，最大程度地减少市场风险。地区各级政府部门需要强化养猪户的培训，确保自产自销养殖户能掌握饲养管理技术，逐步增强自身的防疫意识，全面提升养殖人员的综合素质与专业技能。确保自产自销养殖户精准掌握市场经济脉搏，全面提升自身的养猪技能水平。政府部门可每月制定1次养殖人员培训，促使养殖人员的专业技能与综合素质得到全面提升，确保生猪自产自销防疫工作开展的有序性，全面提升生猪养殖经济效益[4]。
式中，f spk为复合地基承载力特征值，kPa；λ为单桩承载力发挥系数；m为面积置换率；R a为单桩承载力特征值，kN；A p为桩的截面积，m2；β为桩间土承载力发挥系数；f sk为处理后桩间土承载力特征值，kPa，应按静载荷试验确定，无试验资料时可取天然地基承载力特征值。
1.2 材料培养
发芽处理时，取豌豆种子用水浸润8h以上，然后放在下铺和上盖有湿纱布的培养皿中，置于25℃～30℃条件培养。每天用清水清洗一次，发芽后三天取豌豆芽研磨提取淀粉酶。
由表1可知23个豌豆品种中总淀粉酶活性的变异范围为 0.98～3.50mg/(g·5min)，总淀粉酶平均活性为2.26 mg/(g·5min)，β－淀粉酶活性的变异范围 0.52～2.96mg/(g·5min)，最高的 β－淀粉酶活性是最低的β－淀粉酶活性的5.7倍，平均β－淀粉酶活性为1.35 mg/(g·5min)。品系中α－淀粉酶的平均酶活性为0.90 mg/(g·5min)。品种代号中G0005490的总淀粉酶活性和β－淀粉酶活性均最高分别为 3.87 mg/(g·5min)和 3.31mg/(g·5min)，它的总淀粉酶活性显著高于其他品种的总淀粉酶活性，其后品种代号依次为 G0004524、G0004307、G0004254、和G0005572，而品种代号中G0005403总淀粉酶活性和β－淀粉酶酶活性最低，显著低于其他品种的总淀粉酶活性，品种代号 G0004307与G0004524的总淀粉酶活性无显著差异，品种代号G0005516 与 G0005488、G0004239、 G0003846、G0005456的总淀粉酶活性无显著差异，还有品种代号 G0004548、G0004301、G0004261、G0004298、G0005403之间的总淀粉酶活性无显著差异。
1.3 淀粉酶的提取
从品种名称来分析，麻豌豆的总淀粉含量普遍偏高，如总淀粉酶活性最高的是甘肃的麻豌豆，其总淀粉酶活性显著高于其他品种的活性，总淀粉酶活性前十位除了澳大利亚IFPI 3917、宁夏蓝豆以外，有六个麻豌豆，一个青麻豌豆，一个大麻豌豆。来源于四川的一个大麻豌豆与两个麻豌豆总淀粉酶活性几乎相等，分别为 2.65、2.65、2.62 mg/(g·5min)。
1.4 项目测定
来源于陕西的豌豆G0005454的总淀粉酶活性最低，为0.96 mg/(g·5min)，显著低于其他品种。
1.5 数据处理
根据测定结果，用不同浓度梯度的麦芽糖绘制的标准曲线，采用Excel进行拟合，得拟合方程为:y=0.8092x－0.0186，R2=0.9987 ，达到极显著水平，利用该标准曲线，计算淀粉酶活性。
2 结果与分析
2.1 麦芽糖标准曲线
图表制作使用Excel2007，数据分析用SPSS 18进行显著性比较、回归和偏相关分析。
2.2 不同豌豆品种α，β－淀粉酶活性和总淀粉酶活性的比较
改革开放以来，中国地板行业取得了辉煌的成就，目前中国已成为世界地板大国，该行业已形成涵盖设计、研发、生产、销售、铺装、售后服务等完整产业体系;产品的创新与研发，技术的进步与革新，助推着中国地板走向世界的前沿。
表1 不同豌豆品种淀粉酶活性的测定值 麦芽糖mg/(g·5min)
续表
α－淀粉酶占豌豆淀粉酶的比例中G0004261这种品种的份额最大，为 61.18%，接下来依次G0004301、G0005456、G0005403，其中 G0005556 的份额最低，为5.23%。β－淀粉酶占豌豆淀粉酶的比例中G0005556这种品种的份额最大，为94.77%，接下来依次为 G0005490、G0003846、G0004524，其中G0004301的份额最低，为35.88%。
α－淀粉酶活性的变异范围为 0.09～1.53 mg/(g·5min)，比 β－淀粉酶活性的变异范围大，其中G0004526的α－淀粉酶活性最高为1.53 mg/(g·5min)，其次为 G0004254、G0005456、G0004307 和G0005419，其中G0005556α－淀粉酶活性活性最低，最低为0.09mg/(g·5min)，最高的 α－淀粉酶活性是最低的α－淀粉酶活性的17倍。
由表1还可知α－淀粉酶酶占总淀粉酶活性的比例为5.23%～64.18%，而β－淀粉酶酶活性占总酶活性百分比的范围为35.88%～94.77%，从二者比例可知，β－淀粉酶占主导位置。
文言文中定语后置的这几种形式，只要用心识记、揣摩，遇到实际问题时细心明辨，灵活处理，就不会被表面的形式蒙蔽，弄懂它的意思进而把它准确地译成现代汉语。
参照文献［4－5］的方法，并改进后在粗淀粉酶液制备时，称取备用发芽三天的豌豆2.0g，置于预冷的研钵中，加入浓度为1%NaCl溶液2mL，在冰浴中充分研磨为匀浆，将匀浆完全转入50mL容量瓶中，加蒸馏水定容至刻度，在室温下静置提取2h，每隔数分钟搅动1次，使其充分提取。然后取8mL提取液置入离心管中，在8000r/min转速下离心10min，将上清液置于刻度试管中备用，即为淀粉酶原液。
大学文化环境一方面指我们所能接触到的客观的校园文化环境，它在思想上、行为上给大学生以美的熏陶，并能够激发学生去创造美；另一方面，文化环境所展现出来的大学精神有助于塑造学生的理想信念等精神层面的追求，增强社会责任感。自觉承担时代所赋予历史使命的校园文化环境，不仅能够满足大学生日益增长的物质文化需要，同时也是弘扬社会主义先进文化的示范基地，是广大学生与百姓所向往的精神栖息场所。环境涵育的范围较为广泛，主要包括高校的校风、学风、教风建设，丰富的校园文化活动、幽静的校园文化环境等。
参照考文献［5］制作麦芽糖标准曲线，利用3，5－二硝基水杨酸方法(DNS)测定豌豆的淀粉酶总活性、α－淀粉酶活性及β－淀粉酶活性。活力计量单位:麦芽糖(mg)/(g·5min)样品鲜重。
2.3 α和β－淀粉酶活性总淀粉酶活性的相关和回归分析
对豌豆总淀粉酶活性与α－淀粉酶活性和β－淀粉酶活性的进行相关分析，见表2所示。总淀粉酶活性与α－淀粉酶活性的相关系数为0.136，总淀粉酶活性与β－淀粉酶活性的相关系数为0.866，达到了极显著水平。总淀粉酶活性与α，β－淀粉酶活性的回归方程为Y 总淀粉酶活性=0.136+0.967X α－淀粉酶活性+0.923X β－淀粉酶活性，回归方程的方差 F 值为 192.61，达到了极显著水平;进入方程的各自变量的偏相关系数也达到了极显著水平;而且Durbin－Maston统计量d值为1.539，基本接近于2，该回归方程成立。
表2 回归模型诊断
3 讨论
任喜波等研究25个萝卜品系表明，不同萝卜品种总淀粉酶活性α－淀粉酶活性和β－淀粉酶活性的淀粉酶活性差异均显著，也说明在遗传上也存在着质的区别［6］。Arends等对11个不同品种和地区的澳大利亚大麦品种淀粉酶进行研究后得出，α－淀粉酶活性在不同品种和地区之间存在较大的变异，本实验结果与其研究一致，Arends还指出品种对α－淀粉酶的影响大于环境的影响［7］。阎娥研究两个燕麦品种［8］，后来 Lin也研究了大麦发芽［9］，都得出α－淀粉酶活性在品种间存在较大的差异。Lin还发现β－淀粉酶是在籽粒发芽过程中表达量最大的水解酶。
Georg Kraemer等研究巴西大麦品种的 β－淀粉酶活性，认为品种间的β－淀粉酶活性存在显著的差异［10］，与林亚康等对40个大麦品种的β－淀粉酶的研究结果一致［11］。而本实验中β－淀粉酶活性比α－淀粉酶活性的变异较小，且β－淀粉酶酶活性在总酶活性中占主导位置。65%的品种中β－淀粉酶活性大于α－淀粉酶活性，β－淀粉酶活性平均值为1.35 mg/(g·5min)，大于α－淀粉酶活性平均值为0.9 mg/(g·5min)，同一品种同一发芽阶段的小麦，其β－淀粉酶活性远远高于a－淀粉酶活性［12］。玉米在萌发过程中α－淀粉酶活力增加的比较缓慢，而且活力也大大低于β－淀粉酶，总淀粉酶和β－淀粉酶活力上升的都比较迅速［13］，与本实验的结果一致。
4 结语
通过测定结果得出，不同豌豆品种β－淀粉酶活性和α－淀粉酶活性都有变化，且不同品种间α－淀粉酶活性变异较大。β－淀粉酶活性的变异范围0.52%～2.96mg/(g·5min)，α－淀粉酶活性的变异范围 0.09% ～1.53mg/(g·5min)，品种代号中G0005490的总淀粉酶活性和β－淀粉酶活性均最高，它的总淀粉酶活性显著高于其他品种的总淀粉酶活性，
总淀粉酶活性与α－淀粉酶活性的相关性较差，与β－淀粉酶活性的相关性达到了极显著水平，β－淀粉酶酶活性在总酶活性中占主导位置。总淀粉酶活性与α，β－淀粉酶活性的回归方程的方差F值为192.61，达到了极显著水平。从品种名称来分析，麻豌豆的总淀粉含量普遍偏高，来源地也会影响总淀粉酶活性。
参考文献(References):
［1］ 郑卓杰，王述民，宗绪晓.中国食用豆类学［M］.北京:中国农业出版社，1997.
［2］ Sun Z，Herlson C A.A quantitative assessment of the importance of barley seed α－amylase，β－amylase，debranching enzylme，and αglucosidase in starch degranching［J］.Arch Biochem Biophys，1991(284):298－305.
［3］ 李兆丰，顾正彪，洪雁.豌豆淀粉的研究进展［J］.食品与发酵工业，2003，29(10):70－74.
［4］ 岳海凤，郜庆炉，薛香.小麦α－淀粉酶活性测定方法比较［J］.陕西农业科学，2008(6):6－7.
［5］ 甘纯玑，崔喜燕.生物化学与生物分子学实验［M］.北京:高等教育出版社，2014:65－69.
［6］ 任喜波，戴希尧，张俊花，等.不同萝卜品种淀粉酶活性的差异研究［J］.北方园艺，2012(22):21－23.
［7］ Arends A M，Fox G P and Henry R J.Genetic and environmental variation in the diastatic power of australian barley［J］.Journal of Cereal Science，1995，21(1):63－70.
［8］ Rongshang L，Horsley R D ，Schwarz P D.Assocation between caryopsis dormancy，α－amylase，and preharvest sprouting in barley［J］.Journal of Cereal Science，2008，48(2):446－456.
［9］ 阎娥，乔有明.两个燕麦品种种子萌发过程中淀粉酶活性变化的研究［J］.草业科学，2006，3(9):96－98.
［10］ Georg－Kraemer J E，Mundstockt E C and Cavalli－Molina S.Developmental expression of amylase during barley malting［J］.Journal of Cereal Science，2001(33):279－287.
［11］ 林亚康，俞志隆.大麦成熟籽粒中β－淀粉酶水平与麦芽糖化力的相关分析［J］.遗传，1990，12(4):12－14.
［12］ 艾志录，张晓宇，郭娟，等.不同品种小麦发芽过程中淀粉酶活力变化规律的研究［J］.中国粮油学报，2006，21(3):32－35.
［13］ 马永强，韩春然，方蕾.玉米萌发过程中淀粉酶性质的研究［J］.食品科学，2007，28(11):294－296.
Study on differences of the amylase activity in different Pisum sativum L
WANG Cui－ling1，YANG Xiao－ming2
(1.School of Life Sciences and Technology，Gansu Agricultural University，Lanzhou 730070，China;2.Crop Institute，Gansu Academy of Agricultural Sciences，Lanzhou 730070，China)
Abstract: To determine the α，β－amylase activity and total amylas activity in 23 varieties of Pisum sativum L，α，β－amylase and total amylase activity were estimated by the 3，5－dinitrosalicylic acid method for providing a reference and establishment relationship.The results showed there were significance differences of α－amylase，β－amylase and total amylas activity in different radish varieties，the total amylase activity and β－amylase activity the highest strains was G0005490，the ratio of total amylase activity of α－ amylase activity was 5.23～64.18%，β－ amylase activity and the total percentage of the enzyme activity in the range of 35.88～94.77%，respectively and the relationship of them was Y total amylase activity=0.136+0.967 Xα－amylaseactivity+0.923 X β－amylaseactivity.
Key words: α－amylase;enzyme activity;peas;varieties
中图分类号: G482
文献标识码: A
doi: 10.3969/j.issn.1672－4305.2019.04.013
基金项目: 国家自然科学基金(项目编号:31460382);中国农业农村部项目(项目编号:CARS－09)。
收稿日期: 2018－05－18
修改日期: 2018－10－24
作者简介: 王翠玲(1971－)，女，甘肃景泰人，硕士，副教授，主要从事生物化学与植物生理学的教学与研究。
标签：淀粉酶论文; 酶活性论文; 豌豆论文; 品种论文; 甘肃农业大学生命科学技术学院论文; 甘肃省农业科学院粮食作物研究所论文;