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水稻(Oryza sativa L.)作为重要的粮食作物,是世界上一半人口赖以生存的主要食物来源,也是重要的蛋白质来源。相较于其他的植物蛋白,水稻种子的贮藏蛋白是难得的优质蛋白。一般认为,蛋白质粗含量与稻米的食味等品质性状呈负相关关系,成为制约稻米蛋白质品质改良的主要矛盾。但是,稻米蛋白质的含量、组成、积累形态与稻米品质的关系一直未有直接的证据。本研究从100多个水稻品种中,根据其外观、水稻种子蛋白含量的测定和SDS-PAGE聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,筛选出两个蛋白组分和含量不同的水稻品种16-17(谷蛋白前体聚合物明显,含量高)和16-20(谷蛋白前体聚合物含量低)。通过水培试验,分别进行了CK(氮:2800μmol/L,硫:80μmol/L)、N(氮:3640μmol/L,硫:80μmol/L)、S(氮:2800μmol/L,硫:260μmol/L)、N+S(氮:3640μmol/L,硫:260μmol/L)处理,旨在揭示不同氮、硫水平对水稻种子蛋白质积累的影响,包括稻米贮藏蛋白质的含量、组成和积累形态的变化,以及不同氮、硫水平对稻米品质的影响,分析和探讨稻米贮藏蛋白质与稻米品质之间的关系。主要结果如下:1、在不同N、S配施条件下水稻种子中的贮藏蛋白质的组成和积累形态发生了显著变化,并且在不同的品种之间差异很大。增施N肥,S肥和N+S处理下,均增加了粗蛋白的含量,使16-17总蛋白含量增加0.15%-1.14%,16-20总蛋白含量显著增加了2.35%-2.73%;同时,蛋白质各组分的含量也发生了变化,如N,S和N+S三个处理使16-17的醇溶蛋白较对照组分别增加9.75%,4.21%和4.67%,谷蛋白的含量N,S和N+S三个处理下分别增加了3.92%,7.38%和12.92%;对于16-20,在S和N+S处理下谷蛋白含量较对照显著增加了17.72%,29.38%,在N+S处理下醇溶蛋白显著增加了3.73%,而球蛋白含量N,S和N+S三个处理下则显著降低了2.86%,3.78%和3.69%,清蛋白在N,S分别处理下显著降低2.52%,2.56%。2、增加S的处理下改变了谷蛋白两个亚基的相对含量和增加了57kDa谷蛋白前体及57kDa以上谷蛋白聚合体的积累。根据分步提取的谷蛋白图谱和双向电泳图谱显示,谷蛋白亚基和相对分子量大小为45k D-116k D的蛋白质组分出现了明显的差异。同时巯基含量和二硫键含量的变化基本与这一变化趋势相一致,推测蛋白质积累的这种差异可能是因稻米中含巯基的蛋白亚基通过分子间与分子内的二硫键结合成大分子聚合物而造成。3、不同的N、S配施处理,对不同品种的稻米品质性状的影响不同。在碾磨品质方面两个品种的变化都不明显;在外观品质方面,16-17品种的垩白度在N,S和N+S三个处理下分别下降18%,18.34%和17.34%,垩白度也显著降低17.6%,17.81%和17.36%;16-20品种在不同的N、S配施处理垩白度与垩白大小没有显著变化,但是16-20品种的垩白率在S和N+S三个处理下分别下降2%和3%。在蒸煮品质方面,在N,S和N+S三个处理下16-17和16-20两个品种的直链淀粉含量均有所下降,分别降低1.29%,0.04%,0.47%和0.48%,2.6%,2.07%。在营养品质方面,16-17的种子蛋白变化没有显著差异,而16-20的种子蛋白含量在N,S和N+S三个处理下显著增加2.35%,2.67%和2.73%。总的来说,N、S配施对2个参试品种的碾磨品质性状的影响不明显,但有利于2个品种稻米外观品质和食味品质的改善,并使16-20的营养品质显著增加。综上所述,不同N、S配施处理,可改变含巯基的蛋白质组分的积累量和积累形态。尤其是在富S条件下,蛋白质积累过程中形成较多的巯基及二硫键,并通过二硫键来改变含巯基的蛋白质亚基之间的聚合程度形成不同分子量的谷蛋白聚合体,使蛋白质的积累形态发生明显改变,进而造成稻米其它相关品质性状发生改变。