蛋白质的主要组成部分是氨基酸，水稻中含有全部八种人体必需氨基酸，根据前人的研究[4]可以了解到蛋白质的合成需要一定的氨基酸比例，其中赖氨酸是稻米中蛋白质合成过程中的第一限制氨基酸，苏氨酸是第二限制性氨基酸，蛋氨酸是第三限制性氨基酸。有研究证实[5]当今在水稻品质研究方向以及食物营养研究方向均以这三大限制性氨基酸为主要研究对象，动物体内通过其他氨基酸合成蛋白质的过程也要这三者参与，并且缺少其中任意一种，其他氨基酸的有效利用率均会显著降低。而必需氨基酸是在动物体内合成速度及数量不能满足正常生长需要或不能合成，而必需从食物中来获取的一类氨基酸[6]，因此稻米中的必需氨基酸含量高低与稻米的营养品质密切相关。

近二、三十年来，全球呈现气候变暖趋势，并表现出白天的增温幅度小于夜间的昼夜不对称性特点[2]。据联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC）相关报告指出，到本世纪末，全球平均温度将会提升2~4℃。以往研究表明水稻产量明显下降是由于水稻在孕穗期、抽穗期和灌浆期遭遇35℃及以上高温胁迫，但在水稻营养生长期遇到35℃及以上的高温胁迫是否会对水稻产量产生影响至今没有定论[3,4]。目前粗蛋白对温度升高的响应是稻米蛋白质研究的主要集中方向，而对于稻米中氨基酸含量及其组分对温度升高的响应的相关报道较少，曾有研究显示稻米的氨基酸含量和蛋白质总含量会受到高温的影响而降低[4]，另一种看法则认为水稻籽粒中氨基酸含量和各组分含量在高温条件下显著提高[7]。董文军[8]研究发现温度升高2℃会使稻米的淀粉组分、稻米垩白率、垩白度和蛋白质含量发生显著变化，林茂锋[9]则认为，在外界众多环境因素中，稻米蛋白质含量受到日平均气温的影响最大，且抽穗后十到二十天是影响蛋白质形成的关键时期。程方民等[10]研究发现影响水稻灌浆结实期蛋白质合成最重要的因素是日平均气温，他们认为随着灌浆结实期日平均温度的升高蛋白质含量也随之升高，张磊等[11]研究表明水稻叶片中可溶性蛋白向籽粒中运输得益于灌浆结实期的高温，从而促进了蛋白质在稻米籽粒中的合成。除此之外，盛婧等[12]研究表明，蛋白质的合成与灌浆结实期温度及其不同的处理时段关系密切。

前人研究表明高温增加了稻米中谷蛋白的含量，减少了醇溶蛋白的积累，随着全球变暖的进一步加剧，势必会给我国水稻生产工作带来不小的挑战，温度上升对稻米籽粒中氨基酸含量与蛋白组分的合成和积累产生的影响是本研究关注的内容，本研究通过从水稻抽穗期开始进行开放式增温处理，研究水稻籽粒中氨基酸含量及其蛋白组分对温度升高的响应，旨在为全球气候变暖的大背景下进行水稻优质栽培和改良稻米营养品质提供参考依据。

1  材料与方法 

1．1  供试材料

江苏省常规粳稻品种武育粳3号，宁粳3号。

1．2  试验设计

本实验于2017年在南京农业大学丹阳水稻试验站，延陵镇宝林农场进行。于5月28日进行试验材料播种，6月25日对试验材料进行移栽，试验田土壤为粘壤土，0~20cm土壤全氮1.85g·kg-1、有效磷13.23mg·kg-1、速效钾119.4mg·kg-1。每穴栽插3苗，施肥、灌溉、病虫草害防治等栽培措施参照当地高产栽培技术要求进行。每个品种设置两个不同处理，即对照组（CK）和增温处理组（HT）。本研究从抽穗期开始增温,并在抽穗期开始后进行定期取样，取样前需对田中材料进行挂花处理，即对已开花材料进行标记，以此确定取样时间，取样后需对样品进行保鲜处理，将样品穗部放入液氮中保存，后期将籽粒于干冰上进行剥取并测量其氨基酸及蛋白质组分含量。增温方式采用红外线辐射器加热法，每个小区使用12盏FTE-1000-240-0-L10-Y 1000W 240V陶瓷加热器进行全天24h增温处理，采用美国HOBO公司制造的U23-001温湿度传感器实时监控并记录温度数据。