收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

紫甘薯产量和品质形成生理机制及对弱光、地膜覆盖响应研究

王庆美  
【摘要】: 紫心甘薯富含花青素,具有极强的抗氧化、抑制癌肿及延缓衰老的能力,在食品、医药和化妆品行业有着巨大应用潜力,紫心甘薯产量及其品质的研究是目前最受关注的研究领域之一。但国内外有关紫心甘薯产量和品质形成机理及环境调控研究甚少。 本研究选用产量潜力不同,淀粉和花青素含量差别较大的三个紫心甘薯品种济薯18、Ayamuraska (Aya.)和Yamagawamuraska(Yama.),于块根膨大期进行不同梯度遮荫处理(40%、70%),于薯苗栽插时进行地膜覆盖处理,系统研究了紫甘薯产量和品质形成的生理机制及对弱光胁迫和地膜覆盖的响应,以期为专用紫甘薯品种优质高产栽培提供理论依据。主要研究结果如下: 1.不同基因型紫甘薯及不同处理产量和品质差异 供试的三个品种块根产量以济薯18最高,是Aya.的1.91倍, Yama.的3.92倍。块根干物质含量、淀粉含量及花青素含量以Aya最高,Yama.次之,济薯18最低,品种间差异显著。块根可溶性糖含量和蛋白质含量品种间差异不显著。 弱光胁迫导致块根严重减产,品质发生改变。40%和70%遮荫处理块根减产幅度为29.8%-69.3%,块根加工品质下降,总淀粉含量、花青素含量显著降低,淀粉组分变化因品种而异,可溶性糖和蛋白质含量随弱光胁迫强度不同程度增加。 地膜覆盖显著提高块根产量,增产幅度为18.85%-26.96%。覆膜栽培对块根品质的影响因品种而异。济薯18块根的干物质含量、总淀粉含量、直链淀粉含量、可溶性糖含量、花青素含量显著增加,可溶性蛋白质含量降低,淀粉支/直比下降,RVA各项指标显著低于对照;Aya.块根的干物质含量、花青素含量、可溶性蛋白质含量显著高于对照,但总淀粉含量略低于对照,支链淀粉含量上升,直链淀粉含量下降,支链淀粉/直链淀粉比显著高于对照,可溶性糖含量显著下降,全粉的高峰粘度、低谷粘度和衰减值显著高于对照。 2.不同基因型及不同处理叶片生理活性的差异 整个生育期,济薯18叶片的可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量、叶绿素含量、单叶净光合速率、RuBPCase羧化酶活性、清除活性氧毒害的能力等均显著高于Aya.,Yama叶片生理活性最低。济薯18叶片的IAA含量在生长发育的前、中期显著高于Aya.和Yama.,后期显著低于Aya.和Yama.。ABA含量全生育期一直显著高于Aya.和Yama, ZR含量变化动态与IAA基本一致,Aya.次之,Yama最低。 弱光胁迫导致叶片生理活性显著下降。弱光胁迫下叶片叶绿素总含量, chla, chlb含量不同程度增加,chla/chlb、可溶性糖含量、RuBPCase活性、ATP含量和ATP酶活性等显著降低,导致光合速率、蒸腾速率显著降低,气孔导度显著减小,细胞间隙CO2浓度显著增加。短期弱光胁迫下叶片SOD、CAT活性下降,MDA积累量上升。长期弱光胁迫下叶片SOD、CAT等活性提高,MDA积累减少。短期弱光胁迫可降低叶片的IAA含量,叶片ABA含量成倍增加,抑制茎叶生长。但长期弱光胁迫下,叶片IAA含量迅速上升,显著超过对照,ABA含量却显著降低,GAs和ZR含量随胁迫进程和强度显著低于对照。品种间比较,济薯18对弱光胁迫更为敏感。 覆膜栽培可显著提高叶片生理活性。覆膜栽培下,叶片可溶性糖含量及蛋白质含量显著增加,叶绿素含量济薯18全生育期均高于对照,Aya.前期高于对照,中后期下降。生长发育前、中期叶片RuBPCase活性,ATP含量和ATP酶活性,叶片光合速率,SOD、CAT、POD活性,IAA、GAs及ZR含量等均显著高于对照,MDA积累量显著降低,ABA含量显著低于对照。生长发育后期处理除ABA含量显著高于对照外,其他指标处理与对照间差异不显著,两品种表现一致。 3.紫甘薯块根膨大与内源激素的关系及不同处理对其影响效应 本研究表明,甘薯块根的形成和膨大是ZR、ABA和IAA等多种内源激素共同作用的结果,ZR和ABA含量的高低,在块根膨大的速率方面起着关键作用,与块根产量间存在显著正相关关系。在块根发育的不同阶段,地上部制造的光合产物向地下部输送储存的“库”重点不同。块根中各种内源激素的分布具有顶端优势,块根顶部、中部内源激素均高于尾部。次生形成层分裂旺盛与否可能与IAA、ZR等内源激素含量高低关系密切。 长期弱光胁迫可使甘薯块根内源激素平衡发生很大改变,块根ABA、ZR、和IAA含量均显著低于对照,且下降幅度与胁迫强度、胁迫时间成正比,GAs含量则表现为相反的趋势。品种间比较,济薯18对弱光胁迫的敏感度大于Aya, 40%和70%遮荫处理的块根ABA、ZR、和IAA含量下降值远远高于Aya.但GAs含量的增加值则低于Aya. 覆膜栽培下,块根IAA含量全生育期平均显著下降,两品种表现趋势不同,济薯18前、中期显著下降,后期上升,Aya.整个生育期均低于对照。济薯18前期和后期的GAs含量上升,其它阶段的含量下降。Aya.整个生育阶段GAs含量均低于对照。覆膜处理可显著增加块根ABA和ZR含量,尤其使块根膨大高峰期块根的ABA和ZR含量极显著高于对照, 4.紫甘薯块根淀粉含量及组分与淀粉合成相关酶活性关系及对不同处理的响应 紫甘薯块根淀粉含量和ADPG PPase活性、UDPG PPase活性间存在显著正相关关系, ADPG PPase活性强弱对块根淀粉含量影响可能大于UDPG PPase。GBSS活性增加,甘薯块根直链淀粉含量随之增加,但不表现显著的正相关关系。SSS活性与甘薯块根支链淀粉合成也呈不显著正相关关系。 弱光胁迫使两个品种的ADPGase、UDPGase活性显著降低,济薯18下降的幅度大于Aya。济薯18块根SSS活性显著降低,降低幅度与弱光胁迫强度成正比,GBSS活性则不同程度高于对照。Aya.块根SSS活性和GBSS活性对弱光胁迫响应与济薯18相反。弱光胁迫下淀粉合成相关酶活性的改变导致淀粉积累速率的降低和最终淀粉积累量的显著下降,淀粉组分和加工品质随之发生改变。 覆膜栽培不同程度提高块根的ADPGPPase和UDPGPPase活性,济薯18的提高幅度大于Aya.,块根膨大高峰期的提高幅度大于前期和后期。SSS和GBSS活性变化因品种而异,Aya.块根SSS活性提高,GBSS活性降低,济薯18块根SSS活性略低于对照,GBSS活性显著高于对照。淀粉合成相关酶活性的提高导致了淀粉积累速率的提高和最终淀粉积累量的改变,块根增产显著,品质改善。 5.PAL活性与块根花青素含量的关系及对弱光胁迫的响应 甘薯块根膨大初期(移栽后35-50d),花青素含量与PAL活性间呈密切的正相关关系,此后相关性显著降低,到块根膨大的高峰期和后期,则几乎没有相关性。 弱光胁迫对块根PAL活性影响较小,遮荫初期,不同处理的PAL活性略低于对照,但差异不显著,遮荫后期,不同处理的PAL活性略高于对照,表明PAL参与甘薯块根花青素的合成,在花青素合成的初期阶段,可能发挥关键作用,其他阶段PAL则可能不是花青素合成的关键酶。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 卢新建,吕美琴,兰涌忠,陈登耀;华南甘薯新育成品种性状综合评估初探[J];福建农业科技;2000年04期
2 王志良,李松坚,李润生;提取色素型甘薯品种特性及栽培技术[J];中国种业;2003年12期
3 邱瑞镰;;甘薯品种——淮薯3号[J];农业科技通讯;1988年06期
4 岡三德;小卷克已;宾郁泉;;适应新需要的甘薯育种研究[J];杂粮作物;1991年05期
5 刘庆昌;罗建钦;周海鹰;陆漱韵;;甘薯高频率体细胞胚胎发生及植株再生[J];农业生物技术学报;1993年01期
6 王宜钦,王自力;高产优质兼用型甘薯品种豫薯八号[J];杂粮作物;1998年04期
7 郑志松;甘薯品种综合评价的初步研究[J];河南农业科学;2003年07期
8 郭小丁,谢一芝,尹晴红;鲜食甘薯分级标准探讨[J];江苏农业科学;2005年04期
9 安康,房伯平,张雄坚,陈景益;甘薯资源抗(耐)病毒的鉴定[J];广东农业科学;2005年05期
10 雷加容;余金龙;余敖;;甘薯的组织培养[J];甘肃农业大学学报;2006年01期
11 石晋;栾雨时;王静云;田俊平;;HPLC法测定甘薯叶片中的叶黄素[J];植物研究;2008年06期
12 刘兰服;;因地制宜选择甘薯品种[J];现代农村科技;2009年11期
13 于万春;高中奎;裴宇;白忠良;;寒地甘薯品种筛选试验[J];内蒙古农业科技;2009年03期
14 陈謇;李大文;赵守清;;甘薯“3414”试验初报[J];农业科技通讯;2009年09期
15 李爱贤;刘庆昌;王庆美;张立明;翟红;刘树震;;利用SRAP标记构建甘薯分子连锁图谱[J];作物学报;2010年08期
16 李保卫;;甘薯回笼火炕育苗技术应用的研究[J];内蒙古农业大学学报(自然科学版);2010年04期
17 夏桂生;;甘薯栽培新技术[J];现代农村科技;2011年09期
18 阮先乐;桑志伟;张杰;陈龙;;紫甘薯多酚氧化酶性质探讨[J];辣椒杂志;2011年01期
19 李秀英,刘孝君,朱崇文;甘薯品种(系)干率测定方法试验[J];江苏农业科学;1983年09期
20 郝方建;王朝阳;;特种优质甘薯品种川山紫高产栽培技术[J];农家之友;2003年17期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李思宁;李珂;王蕾;卢晓黎;;甘薯品种对熟化甘薯热风干燥特性及其颗粒全粉品质的影响研究[A];中国食品科学技术学会第八届年会暨第六届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2011年
2 赵永强;孙厚俊;徐振;陈晓宇;谢逸萍;;甘薯病毒病复合体(SPVD)对甘薯产量的影响[A];植保科技创新与病虫防控专业化——中国植物保护学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 赵波;张青;张晓宇;谢皓;陈学珍;;菜用甘薯品种产量及品质性状分析[A];2010中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2010年
4 马佩勇;贾赵东;谢一芝;郭小丁;;不同甘薯材料胚性愈伤的诱导与再生[A];现代分子植物育种与粮食安全研讨会论文集[C];2011年
5 赵玖华;尚佑芬;杨崇良;李长松;路兴波;;甘薯无毒苗的培育、检测及应用研究[A];“植物保护21世纪展望”——植物保护21世纪展望暨第三届全国青年植物保护科技工作者学术研讨会文集[C];1998年
6 唐维;李强;张允刚;王欣;后猛;;不同类型甘薯的淀粉合成酶AGPase基因的克隆与分析[A];现代分子植物育种与粮食安全研讨会论文集[C];2011年
7 董静;贾克功;;弱光胁迫对桃产量及品质形成的影响[A];全国第二次设施果树学术讨论会论文汇编[C];2005年
8 朱延姝;冯辉;;苗期番茄植株对弱光胁迫反应特性的研究[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(下)[C];2003年
9 孙敏;张启堂;刘佩瑛;雷建军;易茂祥;;RAPD标记对甘薯品种的鉴定[A];重庆市遗传学会第一届学术年会暨纪念孟德尔规律再发现100周年学术讨论会论文集[C];2000年
10 闫会;王欣;靳容;李强;张允刚;后猛;唐维;马代夫;;脱落酸对甘薯体细胞胚分化及再生的影响[A];现代分子植物育种与粮食安全研讨会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙敏杰;甘薯蛋白的营养特性研究[D];中国农业科学院;2012年
2 王庆美;紫甘薯产量和品质形成生理机制及对弱光、地膜覆盖响应研究[D];山东农业大学;2007年
3 张超凡;湖南甘薯品种遗传多样性分析[D];中南大学;2010年
4 杨世民;杂交水稻对生态环境和弱光胁迫的适应性研究[D];四川农业大学;2011年
5 陈观水;甘薯抗病相关基因的克隆与分析[D];福建农林大学;2007年
6 耿立清;北方粳稻粒重形成机理及其对环境条件的响应[D];沈阳农业大学;2009年
7 梅新;甘薯膳食纤维、果胶制备及物化特性研究[D];中国农业科学院;2010年
8 阮龙;基于发根体系的甘薯茎线虫病研究及甘薯遗传转化体系建立[D];安徽农业大学;2007年
9 张苗;甘薯蛋白酶解肽的抗氧化及结肠癌活性研究[D];中国农业科学院;2012年
10 李育明;中国甘薯种质资源遗传多样性分析及高淀粉轮回选择群体改良研究[D];四川农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄文静;甘薯抗茎线虫病亲本的聚类分析[D];安徽大学;2011年
2 侯俊玲;弱光胁迫对甘草质量影响的研究[D];北京中医药大学;2010年
3 刘晨;紫茎泽兰提高甘薯贮藏保鲜效应及处理甘薯的食用安全性初探[D];四川农业大学;2012年
4 姚海兰;施钾时期对甘薯产量和品质形成的调控效应[D];山东农业大学;2010年
5 周虹;特用甘薯新品种主要性状比较研究[D];湖南农业大学;2012年
6 马辉;特色甘薯品种主要性状研究[D];湖南农业大学;2003年
7 何胜生;加工专用型甘薯品种的筛选及红薯营养羹的研制[D];福建农林大学;2010年
8 许森;甘薯淀粉理化性质的基因型和种植区域效应研究[D];西南大学;2012年
9 王强;惠安县薯类食品深加工的发展探析[D];福建农林大学;2012年
10 种培芳;弱光胁迫对甜瓜(Cucumis melo L.)光合特性及生长发育的影响[D];甘肃农业大学;2003年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;甘薯品种类型多 高效生产细选择[N];山东科技报;2005年
2 记者 高传立;共商甘薯产业发展大计[N];徐州日报;2010年
3 记者 高传立;徐州甘薯在沙漠地区种植成功[N];徐州日报;2010年
4 省农科院植保所 乔奇 张振臣;怎样选择甘薯品种[N];河南科技报;2009年
5 河南省安阳市园林绿化科研所 崔茁壮;观赏甘薯叶色艳丽应用广[N];中国花卉报;2011年
6 建军 德强;甘薯品种简介[N];山东科技报;2004年
7 河南省农业科学院粮食作物研究所 肖利贞;甘薯冷床双膜育苗 节能省工简便易行[N];河南科技报;2011年
8 本报记者 赵甜甜 通讯员 白继林;“甘薯之乡”走上腾飞路[N];河北经济日报;2006年
9 文国辉;青龙山镇 小甘薯做成大产业[N];通辽日报;2011年
10 省农科院昌黎果树所 郭恩才 韩继成 章德明;怎样选脱毒的甘薯品种[N];河北科技报(农村版);2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978