α-甘露糖苷酶与木薯块根采后生理变质的关系

分析α-甘露糖苷酶与木薯块根采后生理变质(PPD)发生的关系,为有效控制木薯PPD发生提供新思路。采用RT-PCR分析α-甘露糖苷酶基因在块根PPD发生过程中的表达模式,ELISA检测α-甘露糖苷酶活性变化。SC9完整薯块储存5 d后开始出现PPD现象,20μmol/L几夫碱喷施木薯块根切片可显著延缓PPD的发生。随着PPD程度的加重,α-甘露糖苷酶活性显著增高,在储存9 d时达到最大值326.24 U/L。MeMNS1、MeMNS4、MeGMII的表达随着PPD过程而逐步增强,且MeGMII表达最显著,采后9 d SC9块根中MeGMII的表达量达到对照的28.05倍,而MeMNS3-1、MeMNS3-2、MeMNS5表达的变化与木薯块根PPD程度间无明显规律。α-甘露糖苷酶参与木薯块根PPD发生的过程,且α-甘露糖苷酶活性与PPD程度呈正相关,其中MeGMII可能是参与此过程的关键基因。     

木薯不同品种(系)生物积累量特性及其与淀粉积累关键基因表达相关性研究

以11个木薯品种(系)(SC205、SC5、SC8、Arg7、Rayong9、KU50、9I、R3、17Q、FB-1、FB-4)为材料,采用田间统计分析,实时定量PCR和皮尔森相关分析,对不同木薯品种(系)的生物积累量特性、淀粉积累关键基因的表达及两者之间的相关性进行分析。结果表明,品种(系)间在叶绿素含量、净光合速率、干物质积累率及相关途径重要基因表达水平上均存在显著差异。其中:块根产量高的品种或品系FB-1、SC5、SC8、KU50、SC205、Rayong9在块根成熟期保持较高的干物质积累量;而对于叶片叶绿素含量和净光合速率,SC205保持最高,品种(系)间存在差异(P0.05),但与产量没有明显相关性;块根膨大期叶片净光合速率最高,且与叶绿素含量呈显著正相关。基因表达与产量性状的相关分析表明,块根形成期MeAGPS1的表达量及块根形成期和膨大期MeGBSS1的表达量与块根膨大期木薯块根的干物质率呈显著正相关,块根成熟期MeSBE2.2的表达量与块根成熟期木薯块根的干物质率呈显著正相关。     

木薯叶片和块根中氰苷的快速提取

木薯块根中氰苷的含量决定其食用品质,选育低氰苷品种是木薯食用化发展的重要课题。为此探索了一种快速高效提取木薯叶片和块根中氰苷的方法。利用该方法对三个不同木薯材料的叶片和块根提取氰苷,并用液相色谱-质谱法测定其氰苷含量。结果显示,木薯叶片和块根均含有亚麻苦苷和百脉根苷两种氰苷,以亚麻苦苷为主要类型；三个材料叶片氰苷含量均远大于块根中氰苷含量；不同木薯材料间氰苷含量有很大差异,野生材料氰苷含量要大于栽培品种。文中提出的木薯氰苷的提取方法所需时间短,节约劳力、材料用量少,可做为木薯食用品种选育中氰苷含量鉴定的有效方法。     

木薯农艺性状及品质对不同海拔梯度的响应

为了探究木薯农艺性状及块根品质对不同海拔梯度的响应,进而明确海拔梯度变化对木薯生长的影响。以木薯品种‘SC205’、‘GR4’为材料,于800~1600 m的海拔上种植。同海拔木薯的株高、茎粗、主茎高和落叶高度随时间不断增加而增加,但同时间段,随海拔升高呈降低趋势,2个品种在8—10月生长最快,11月生长相对缓慢,到12月生长基本停止;随海拔梯度升高,同一木薯品种块根品质呈上升趋势,除粗纤维含量外,其他均差异达极显著;同海拔不同木薯品种间,除粗纤维含量外差异显著;块根品质含量最高多出现在海拔1400 m,最低在海拔1000 m或800 m。不同海拔下,海拔800 m、1000 m木薯生长旺盛,海拔1400 m块根品质相对较好,生产上应根据用途选择适宜的木薯种植海拔。     

木薯华南8号及其四倍体块根淀粉代谢相关基因表达分析

【目的】分析木薯华南8号(SC8)及其四倍体块根中淀粉代谢相关基因表达情况,为揭示多倍化影响木薯块根淀粉代谢的分子机制及木薯块根中淀粉的合成与分解途径提供理论参考。【方法】利用秋水仙素诱导木薯腋芽以获得SC8四倍体,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)对蔗糖磷酸合酶(SPS)、ADP葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、颗粒结合合成酶(GBSS)、分支酶(SBE)、α-淀粉酶(α-amylase)、β-淀粉酶(β-amylase)和淀粉磷酸化酶(SP)等基因的表达情况进行分析。【结果】经秋水仙素诱导获得的SC8四倍体植株叶片较SC8二倍体厚,且叶色深绿。SC8四倍体块根的干物率和粗淀粉含量均较SC8二倍体显著降低(P0.05,下同),而支链淀粉和直链淀粉比例均未发生显著变化(P0.05,下同)。与SC8二倍体相比,MeSPS2、Meα-amylase和Meβ-amylase基因的表达量显著上调(P0.05,下同),表明SC8四倍体块根中淀粉的分解能力较SC8二倍体强;MeAGPase、MeSSS1、MeSP1和MeSP2基因的表达量显著上调,表明SC8四倍体块根淀粉的合成能力较SC8二倍体弱;MeGBSSI和MeSBE1基因的表达量未发生显著变化,表明SC8四倍体块根中直链淀粉和支链淀粉的合成能力与SC8二倍体无明显差异。【结论】利用秋水仙素诱导获得的SC8四倍体块根淀粉合成能力降低和淀粉分解能力升高是导致其块根中粗淀粉含量显著降低的主要原因。     

木薯淀粉分支酶基因MeSBE2.2的克隆和表达分析

为了明确淀粉分支酶(SBE)在木薯淀粉合成中的功能,利用RT-PCR方法克隆得到了MeSBE2.2序列,并通过实时定量PCR(Q-PCR)分析其转录特点。结果表明,MeSBE2.2全长2 053bp,编码616个氨基酸,其编码蛋白质序列与蓖麻SBEII氨基酸序列的同源性最高,为91%。研究其转录特点发现:MeSBE2.2在块根和叶片中的表达模式有品种间差异性;器官特异性表达分析结果表明,MeSBE2.2主要在木薯块根中柱中表达;于3个不同生长时期的表达分析发现,MeSBE2.2在块根中表达平稳,在叶片中其表达量随植株生长呈显著下降趋势。本研究结果为进一步研究SBE家族在木薯块根淀粉合成中的功能提供了重要依据。     

木薯内源细胞分裂素含量对块根淀粉积累的影响

[目的]探讨木薯内源细胞分裂素(CTK)含量与块根淀粉积累的关系,为高淀粉木薯品种选育及栽培提供理论依据.[方法]以低淀粉木薯品种华南124和高淀粉木薯品种辐选01为试材,测定不同生育时期木薯叶片、茎秆和块根中的CTK含量与淀粉积累量,并分析两者间的相关性.[结果]华南124叶片CTK含量呈先下降后缓慢上升的变化趋势,辐选01则与之相反,呈先上升后缓慢下降的变化趋势.两个品种茎秆、块根CTK含量及块根淀粉积累速率均呈先上升后下降的变化趋势,淀粉含量从苗期至成熟期逐渐上升.在淀粉积累的关键时期即块根膨大中期(9月15日),辐选01叶片、茎秆和块根的CTK含量及淀粉积累速率均大于华南124,且除茎秆CTK含量外其他指标均达差异显著水平(P<0.05),说明该时期是形成高、低淀粉木薯品种淀粉含量差异的主要时期.相关性分析结果表明,华南124和辐选01块根CTK含量与淀粉积累量呈极显著正相关(P<0.01,下同),相关系数分别为0.58和0.60;华南124茎秆CTK含量和辐选01叶片CTK含量与其块根淀粉积累量呈极显著负相关,相关系数分别为-0.66和-0.75.[结论]木薯块根CTK含量对淀粉的积累起促进作用,而茎秆CTK和叶片CTK含量分别对低淀粉和高淀粉木薯品种的淀粉积累呈极显著的负向调节作用.     

生长期对广西产地华南9号木薯品质特性的影响

根据GB/T 5009测定华南9号(SC9)木薯含粉率、氢氰酸、无机砷(As)和铅(Pb),根据GB/T 15686测定SC9品种的单宁含量,研究不同生长期对种植在广西武鸣、隆安、合浦、崇左、桂林和梧州6个地方的SC9木薯含粉率、氢氰酸、单宁、As及Pb含量的影响。结果表明:种植在不同地方的SC9木薯含粉率、氢氰酸和单宁会随着生长期的延长表现出不同的变化趋势,其含粉率在生长期为8、9、10个月时较高,氢氰酸含量在生长期为10、12个月时相对较低,大部分地区的SC9木薯单宁含量在生长期为9个月和10个月时最低;SC9鲜木薯中的As和Pb含量分别为0.08~0.26、0.24~0.55 mg/kg。此结果表明,SC9木薯在生长期10个月时获得了高含粉率、低氢氰酸、低单宁含量的木薯块根,较适合用于食用木薯淀粉的加工生产。     

淀粉含量不同木薯品种内源IAA与淀粉合成关键酶活性

以低淀粉木薯品种华南124及高淀粉品种辐选01为材料,研究木薯各生育时期叶片、茎秆和块根的内源IAA含量,块根淀粉合成关键酶ADPGpase、SSS和SBE活性,以及块根淀粉含量的变化。结果表明:1)木薯茎叶内源IAA含量与块根ADPGpase、SSS和SBE活性呈负相关,木薯生育后期高淀粉品种茎叶内源IAA含量逐渐下降,低淀粉品种则逐渐上升;2)块根内源IAA含量与块根ADPGpase、SSS和SBE活性呈显著正相关,生育后期高淀粉品种块根内源IAA含量显著大于低淀粉品种;3)块根ADPGpase、SSS和SBE活性与块根淀粉含量呈极显著正相关,生育后期高淀粉品种块根ADPGpase、SSS和SBE活性均显著高于低淀粉品种。可见,提高块根内源IAA含量有利于增加木薯块根淀粉合成关键酶活性,从而有效促进木薯块根淀粉的积累。     

木薯MebZIP7和MebZIP9基因的克隆及其转录活性分析

为揭示碱性亮氨酸拉链转录因子(Basic leucine zipper,bZIP)家族在木薯块根发育和淀粉积累中的功能。本研究克隆了木薯bZIP基因家族2个成员MebZIP7和MebZIP9,系统分类比较发现它们为A亚族,属于ABF(ABA-response-element-binding factor)类基因,亚细胞定位试验发现它们具有核定位特征。通过实时荧光定量PCR(qPCR)分析证明MebZIP7和MebZIP9在栽培品种块根和叶片中表达显著高于野生型,二者均受外源脱落酸(ABA)诱导,在块根中快速增加10.7和6.3倍,然后下降;叶片中均为4.5倍,时间滞后。进而对于其在大田条件下多个栽培品种和野生型不同发育时期块根及叶片中的表达进行分析,证明MebZIP9在栽培品种发育不同时期块根和叶片中的转录活性均显著高于野生型,且块根中更突出;MebZIP7在块根发育早中期高于野生型。说明ABF类基因参与木薯ABA信号通路且影响块根淀粉积累。     

朱砂叶螨不同侵染时间对木薯生理指标的影响

[目的]探讨不同木薯品种在朱砂叶螨刺吸胁迫下的生理生化指标变化,为木薯的抗螨品种选育提供理论依据.[方法]田间调查华南8号、南植199和华南205等3个木薯品种朱砂叶螨的种群数量;采用盆栽法比较接螨叶片(处理)与健康叶片(对照)的叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸和丙二醛(MDA)含量及超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性等生理生化指标差异.[结果]不同木薯品种的朱砂叶螨种群数量在调查期内同时出现一个高峰(10月30日左右),其中华南205朱砂叶螨高峰期种群数量最多(105.6±6.9头/叶),其次为南植199(53.2±8.6头/叶),华南8号种群数量最少(38.7±3.8头/叶).朱砂叶螨为害后,3个木薯品种叶片的叶绿素含量与同期对照相比均降低;叶片可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸和MDA含量与同期对照的比值整体上呈先升高后降低的变化趋势,SOD和POD活性整体上有升高趋势.其中抗螨品种华南8号的可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量及SOD和POD活性与同期对照的比值上升幅度较大,感螨品种华南205的上述生理指标较同期对照升高幅度较小.[结论]在朱砂叶螨刺吸胁迫下,不同木薯品种的叶片可溶性糖、可溶性蛋白和游离脯氨酸含量及SOD和POD活性存在显著差异,初步推测这几项生理指标变化可作为鉴定木薯品种抗螨性强弱的依据.     

广西木薯胚发育调查及幼胚离体培养

[目的]调查广西3个木薯品种（系）果实、种子和胚的发育情况,进行幼胚离体培养,为广西木薯杂交育种提供参考.[方法]开花期采用开放式自然杂交进行授粉,11月采集3个木薯品种（系）果实约200粒,对果实、种子和胚等相关性状进行分类和测定,并进行相关性分析;通过对幼胚进行胚成熟培养、成苗培养、增殖培养和生根培养,获得幼胚再生植株,计算胚成熟率、成苗率及移栽存活率.[结果]在木薯果实趋于成熟时采收获处于不同发育时期的果实类型中,根据发育阶段可将种皮颜色分为黑色（A）、棕色（B）、棕黄两色（C）、黄色顶端带黑点（D）、黄色（E）和白色（F）6种;各发育阶段单果平均种子数均小于3粒.当3个木薯品种（系）种皮颜色为A、B、C型时,果实较重、直径较长,胚发育较好,平均胚长分别为6.53～8.40、7.31～8.28、4.50～7.10 mm.除NZ199的A、B型外,3个品种（系）胚长均随种皮颜色加深而变长,表现为：A＞B＞C＞D＞E＞F,胚长变化范围为0～10.66mm.可见胚率总体表现为：NZ199＞SC5＞J393;SC5和NZ199种皮为棕黄色时可见胚率最高,分别为66.7％和94.2％;至棕色时可见胚率分别降低至61.9％和80.6％;至黑色时SC5可见胚率降低至59.9％,NZ199则升高至85.2％;J393在种皮为黄色顶端带黑点时可见胚率为50.1％,至棕黄色、棕色时可见胚率分别降至48.8％和41.0％,以黑色种皮的可见胚率最高,为68.2％.3个木薯品种（系）果实重量与果实直径、可见胚率呈极显著正相关,胚长与果实重量、果实直径呈显著正相关.幼胚离体培养胚成熟率为89.3％,成苗率为62.7％,移栽存活率为71.9％.[结论]3个木薯品种（系）同一果实内或相同发育阶段的不同种子内胚发育不一致;通过木薯果实的重量和直径可初步判断胚的大小;宜选择种皮颜色为棕黄色或黄色顶端带黑点的种子进行幼胚离体培养.     

金沙江干热河谷木薯引种适应性研究

对20个木薯品种在云南省金沙江干热河谷进行适应性研究。结果表明．试种区5～10月期间全部品种的生长变化规律相似,即各品种在5～7月生长缓慢,7～9月生长迅速．9月之后生长变缓,进入10月后茎叶脱落,地上部分停止生长。不同’品种长势不一,南植188、KU50（Ⅱ）、滇南红、OMR36—40—9、薯王983、华南8号生长旺盛;新选048、ZM8641、华南7号、华南124、GR911、ZM8803、华南5号、南植199、新选056长势量居中;华南9号、华南6号、ZM8316、华南205、BRA900生长量偏小。综合分析各项指标,初步得出华南205号、华南124、华南8号、华南9号较为适合在金沙江干热河谷生长。     

不同淀粉型木薯品种采后块根变质生理特性的比较

为探明不同淀粉型木薯品种采后块根变质的生理特性,以淀粉含量较高的木薯品种‘辐选01’(RS01)和淀粉含量较低的木薯品种‘华南124’(SC124)为试材,测定采后贮藏0、5、10、15和20d的块根生理指标。结果表明:随着贮藏时间的延长,块根褐化程度逐渐加深,干物质含量和CAT酶活性变化趋势为先下降后上升,淀粉含量为先上升后下降,MDA含量和SOD酶活性为先上升后下降再上升,POD酶活性则表现为持续上升趋势。RS01贮藏过程中块根褐化程度较严重,贮藏第5天褐化面积达30%,而SC124贮藏第20天才开始出现褐化。淀粉含量较高的木薯品种块根干物质含量较高且变化大,失水速率较快,MDA含量较高,SOD、POD和CAT酶活性均较高。可见,块根采后抗变质能力与淀粉含量有密切关系,淀粉含量越高的木薯品种采后块根越容易发生变质。     

干旱胁迫对苗期木薯内源激素含量的影响

以SC124、KU50、C4和SC8四个木薯品种为试验材料,运用酶联免疫吸附测定法,研究了盆栽条件下干旱胁迫对苗期木薯根系与叶片中内源激素脱落酸（ABA）、吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA）和玉米素核苷（ZR）的含量以及四种激素间平衡关系的影响。结果表明：随着干旱程度的加强,四种激素的含量在不同木薯品种内呈现不同的变化趋势。干旱至第10天时,ABA含量在苗期木薯叶片内增加,在根系内含量也增加（KU50除外）;IAA在叶片中含量下降,根系内含量因品种不同,变化趋势相差明显,其中SC124和KU50中IAA含量显著下降,而在SC8和C4中含量上升;GA含量在四种品种的根系中均下降,叶片GA含量在C4和KU50中略有下降而在SC124和SC8中上升;ZR含量在四种品种的根系中均下降,叶片中ZR含量在C4中上升,SC8中下降,而在KU50和SC124中无明显变化。IAA/ABA,ZR/ABA在根系中比值下降,SC124降幅最大,SC8降幅最小,KU50、C4降幅居中,说明IAA/ABA,ZR/ABA与木薯的抗旱能力具有一定相关性。该研究结果解释了苗期木薯根系和叶片内源激素对干旱胁迫的适应性反应,为筛选不同木薯抗旱品种提供了理论依据。     

不同木薯品种对二点红蜘蛛的抗性观察

研究华南5号、华南6号、华南7号、华南8号、华南10号、南植199等木薯品种对二点红蜘蛛的抗性,以及各木薯品种叶片颜色、质地及厚度与抗性的关系。结果表明,不同木薯品种对二点红蜘蛛的抗性存在差异,其中华南7号、华南8号抗性最好,华南5号、华南10号、南植199次之,华南6号最差;品种抗性与叶片颜色及质地有关,叶片深绿色、腊质层较厚的品种抗性较好,叶片浅绿色、没有腊质层的品种抗性较差。     

低温胁迫对不同木薯品种幼苗生理特性的影响

[目的]研究不同木薯品种幼苗在不同低温胁迫程度下耐寒生理指标的变化,为木薯抗寒品种选育和抗寒栽培提供参考.[方法]以华南205、华南124、辐选01为材料,试验设置4、8、12、25℃4个不同温度分别处理1、3、5、7d,处理后测定叶片的相对电导率、SOD、POD、MDA、脯氨酸含量等生理指标.[结果]在4、8、12、25 ℃温度条件下,随着胁迫温度的下降与胁迫时间的延长,木薯幼苗叶片的相对电导率、脯氨酸含量不断上升,SOD、POD、MDA、可溶性糖呈先上升后下降的变化趋势,可溶性蛋白、叶绿素及含水量则不断下降.低温胁迫下,木薯叶片相对电导率与脯氨酸呈极显著正相关,与可溶性蛋白、叶绿素、叶片含水量呈极显著负相关;脯氨酸与可溶性蛋白、叶绿素、叶片含水量呈极显著负相关,MDA与脯氨酸、可溶性糖呈显著正相关.[结论]在低温胁迫下耐寒性强木薯品种和耐寒性弱品种的相对电导率、MDA和脯氨酸差异较大且比较稳定,可作为鉴定木薯品种间耐寒性强弱的生理指标.     

9个木薯新品种在北海的适应性研究

[目的]筛选适宜北海推广的木薯品种。[方法]以我国目前9个主要的优良木薯新品种为材料,以当地品种SC205作对照,测定其鲜薯产量、淀粉含量、淀粉产量等农艺经济性状,观察其分枝情况和薯形等生物学特性,综合评价9个木薯新品种。[结果]新选048的鲜薯产量极显著高于对照,南植199和GR891鲜薯产量极显著低于对照,其他6个品种鲜薯产量和对照差异不显著,但GR911和桂热3号的鲜薯产量较高;9个品种的淀粉含量均等于或高于对照,其中GR891和桂热5号淀粉含量最高,桂热3号、SC8、南植199和GR911的淀粉含量较高;桂热4号的淀粉产量显著低于对照,其他8个品种的淀粉产量与对照差异不显著,但桂热3号、桂热5号、SC8、新选048和GR911的淀粉产量较高;新选048、南植199、GR911、桂热3号和桂热5号分枝少或不分枝,种植与收获时省工,适合密植和间套作,而SC5和SC8分枝较多;新选048和GR911薯形粗短,薯形好,适合机械化生产。[结论]新选048、GR911、桂热3号和桂热5号综合性状较好,适宜在北海推广。