利用试管薯诱导途径探讨马铃薯品质形成及其调控研究

【摘要】： 离体条件下诱导形成试管薯是研究马铃薯块茎形成和碳水化合物代谢的适宜系统。本文以试管薯离体诱导培养体系为模式，模拟研究了光温、营养、激素、辐射、盐胁迫和贮藏等环境条件对马铃薯试管薯块茎发育及其品质形成的影响，同时还对不同贮藏温度下，随贮藏时间延长马铃薯块茎内部品质及其生理变化的规律进行了探讨。主要研究结果如下： 1．光温条件对试管薯产量及品质影响研究表明：试管薯的形成在17℃低温下较为合适，而结薯后块茎的生长在25℃下较快。不同基因型对光周期反应不完全一致，马铃薯品种克新1号在黑暗条件下诱导结薯产量较高，而荷兰无花在8小时光照下较好。随着光周期的延长，块茎内叶绿素含量逐渐增加，同温、同光照条件下，试管薯内叶绿素b(Chl b)含量均大于叶绿素a(Chl a)含量。块茎内糖苷生物碱含量随光照时间延长而不断增加，且与叶绿素含量变化呈极显著的正相关。光照时间的延长有利于试管薯内干物质、淀粉和糖含量的累积，25℃下累积效果高于17℃下。块茎内Vc含量也随光照时间延长而增加，但17℃下培养的试管薯内Vc含量高于25℃下。 2．激素与植物生长物质对试管薯产量及品质影响研究表明：GA促进了马铃薯茎、叶生长和匍匐茎的伸长，但抑制或延缓了块茎的形成，极大地降低了产量：CCC抑制马铃薯苗和匍匐茎的伸长，对马铃薯品种克新1号和荷兰无花的试管薯形成有诱导作用，但对试管薯的进一步增大有抑制作用。JA和SA处理均能有效促进结薯，并使产量得到显著地提高。GA抑制块茎中淀粉的合成，并且使Vc和蛋白质含量也降低。同时，GA处理后匍匐茎的增长进一步阻碍了蔗糖向块茎中的转移而使蔗糖含量下降，并使不利于加工品质的还原糖含量显著上升；CCC、JA和SA处理不仅能使两品种的淀粉含量显著提高，而且Vc和蛋白质含量也有极大地提高。两品种在CCC、JA和SA处理下，蔗糖含量都显著降低，虽然还原糖含量比对照有所增加，但却显著低于GA处理的还原糖含量。因此，CCC、JA和SA均能改善马铃薯块茎的加工品质。 3．通过正交设计研究培养基中微量元素成分变化对试管薯产量及品质影响研究表明：微量元素对马铃薯试管薯产量和品质都有重要影响，其中锰和铁影响程度最大，硼、铜和锌影响相对较小。在原MS基础上将锰水平增加1倍，铁和铜增加0.5倍，可显著提高试管薯的产量和品质。 4．γ-射线对马铃薯试管薯产量及品质影响研究表明：用4 Gy的γ-射线对马铃薯试管苗进行处理，不仅使马铃薯两个品种夏坡蒂和大西洋单瓶试管薯的平均结薯数量比对照分别增加116.7％和34.5％，而且使试管薯的平均鲜重分别提高77.6％和23.2％。2 Gyγ-射线增加了试管薯中的干物质含量，2-4 Gy γ-射线增加了试管薯中的淀粉含量，6-8 Gyγ-射线增加了试管薯中Vc含量， 但同时使还原糖含量有所增加。而蛋白质含量在不同辐射强度卜差异不显著。 5.盐胁迫对试管薯产量及品质影响研究表明:随着NaCI浓度增加，试管薯形成延迟，结薯数 量、平均直径显著降低，高浓度盐胁迫完全抑制了试管薯的形成。试管薯中的脯氨酸含量与培养基 中的NaCI浓度紧密相关。在高浓度NaCI胁迫下，脯氨酸累积在紫花白中比静石2号中快，而静石 2号块茎内MDA累积量和累积速度都高于紫花白，同时胁迫还引起试管薯内POD和PPO活性的 变化。盐胁迫下马铃薯块茎内干物质含量和淀粉含量增加。与对照相比，紫花白的Vc含量在低盐 浓度下提高而高盐浓度下降低，而静石2号的V。含量在所有试验的盐浓度下都降低。NaCI胁迫一「 块茎内蛋白质含量降低，紫花白蛋白质下降程度低于静石2号，表现出较强的耐盐性;随盐浓度增 加，紫花白块茎内总糖含量变化不大，而还原糖含量有所降低，而静石2号总糖和还原糖含量均受 盐胁迫影响而显著增加。本研究中两个品种呈现出对盐胁迫不同的忍耐能力，紫花白耐盐性好于静 石2号。 6.ALA对试管薯产量及品质影响研究结果表明:低浓度(0 .3m泌)ALA能刺激块茎形成， 高浓度ALA对马铃薯结薯有抑制作用。0.3一30m留L ALA处理能使轻度盐胁迫(0 .5%NaCI)下试 管薯产量不低于非盐胁迫对照，同时使薯块内脯氨酸的含量保持稳定甚至降低。盐胁迫条件下， 30m留LALA处理后块茎内MDA含量的增加显著低于非盐胁迫一「MDA含量的增加，而0.3一30m留L ALA处理有利于提高块茎内POD活性。0.3一3m留L ALA处理使盐胁迫下马铃薯块茎干物质含量提 高，还原糖含量降低，同时还显著地提高块茎内Vc含量。结果表明低浓度的ALA(0.3-3m留L)能 有效逆转马铃薯受盐胁迫程度，显著降低块茎内膜脂过氧化的水平，增强过氧化物酶对块茎内自由 基的清除作用，并有助于增加产量，提高品质。 7.贮藏温度和时间对马铃薯品质影响研究表明:在巧℃贮藏条件下，紫花白、费乌瑞它和静石 2号3个品种还原糖含量随贮藏时间的延长变化不大;而4℃下，还原糖含量随贮藏时间的延长而急 剧提高。在4℃贮藏60天后，移至巧℃一「贮存20天，3个品种的块茎还原糖含量分别降低21.7%， 32.1%和53.3%。随贮藏时间的延长，块茎内淀粉含量逐渐降低，但4℃贮藏较巧℃贮藏淀粉含量下 降快。Vc含量随贮藏时间的延