马铃薯离体块茎休眠生理研究

【摘要】： 马铃薯块茎休眠研究的欠缺长期制约着马铃薯产业的发展， 本文较系统的介绍了马铃薯休眠研究的历史及主要进展；并对马 铃薯离休块茎休眠芽休眠因素及离休块茎解除休眠调控部位进行 了研究；在基因转录与翻译水平对休眠的调控进行了分析，并对 影响块茎休眠的蛋白质因子及相关酶进行了分析。结果如下： 1．通过对早熟品种“中薯三号”（简称中薯三号）和油炸加工 品种“大西洋”的脱毒休眠试管薯芽薯分离培养，研究解除顶端 优势及块茎整体作用后，休眠块茎上芽的生理变化。结果表明， 马铃薯块茎休眠时，块茎上的芽受到块茎整体的影响，而侧芽的 休眠则可能受到顶端优势和块茎整体两方面的影响，当休眠芽从 这种状态中解除出来时，能够很快的发芽生长。通过GA_3对块茎 不同部位的外部处理，得出块茎顶部是解除休眠的主要调控部 位，顶部对外部激素处理最敏感。 2．通过对休眠块茎施用蛋白质合成抑制剂放线菌酮及核酸合 成抑制剂放线菌素D，发现放线菌酮抑制离休块茎芽解除休眠， 即使用赤霉素处理块茎也不能解除休眠；而核酸合成抑制剂则并 没有抑制块茎休眠解除。这些显示，休眠解除主要在翻译水平上 进行调控，依靠于蛋白质的连续合成，而不依赖核酸的合成，并 且合成蛋白质的模板可能是休眠块茎中的先存mRNA。蛋白质谱带 分析显示，可见芽出现后，有两个新肽链的出现，而在放线菌酮 处理块茎后及休眠的块茎中，则没有出现这两个新肽链，这两种 蛋白可能是对休眠解除起作用的蛋白。 3．通过对休眠至休眠解除相关酶活性分析，得出在块茎休眠 时，淀粉酶及淀粉磷酸化酶活性很低，而休眠解除时，两种酶活 性增高，说明块茎休眠解除时，需要能量供应，正是依靠淀粉酶 和淀粉磷酸化酶水解多糖来供应能量的，淀粉酶可能是块茎休眠 觉醒的标志。过氧化物酶是＊A侧链氧化酶，其作用在于控制IAA 的浓度，在块茎休眠的不同阶段，过氧化物酶活性有很大的变化， 块茎休眠时，活性比较高，在芽萌动以后，酶活性迅速下 降。 过氧化物酶活性高，说明 ＊ 活性低。当块茎萌动后，过氧化物 酶活性降低，过氧化物酶可能通过调控 IAA 的浓度来调控休眠。 多酚氧化酶是参与块茎休眠期间分生组织中呼吸作用的末端氧化 酶系统。多酚氧化酶在整个过程中变化并不是非常明显，在休眠 期，活性较高，随着休眠解除，活性稍微下降。可能是块茎休眠 时，主要由多酚氧化酶调节呼吸代谢，当休眠解除时，由其它的 酶系统参与了呼吸代谢，使多酚氧化酶活性降低。过氧化物酶及 多酚氧化酶同工酶谱带分析显示，在休眠及休眠解除过程中，两 种酶谱带数及强度均发生了变化，可能两种酶的同工酶均参力。了 块茎休眠及休眠解除的调控。