木薯不同时期施钾对淀粉合成关键酶活性和淀粉积累的影响

以木薯品种新选048为材料,在施氧化钾(K_2O)300 kg/hm~2的水平下,分别在种植前作基肥、苗期作苗肥和结薯期作结薯肥3个不同时期施用,探讨不同时期施钾对木薯淀粉合成关键活性和淀粉积累的影响。结果表明,苗期施钾块根产量和淀粉产量最高,其次是种植前施钾,再次是结薯期施钾。木薯不同时期施钾对块根蔗糖、还原糖、可溶性总糖含量有显著的影响,苗期施钾更有利于提高块根的蔗糖、还原糖和可溶性糖含量。木薯不同时期施钾的淀粉合成关键酶的活性有显著差异,苗期施钾对提高块根腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、游离态淀粉合成酶(SSS)活性、淀粉分支酶(SBE)和叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)的活性效果最好。可见,木薯苗期施钾不仅能有效促进木薯生长,还能提高木薯块根产量和淀粉含量。     

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.     

不同木薯品种叶片碳氮代谢与块根淀粉积累特性研究

以木薯高淀粉品种GR891、南植199(nanzhil99)和低淀粉品种南洋红(SC201)为材料,分别在块根形成期、块根膨大期和工艺成熟期测定叶片碳氮代谢有关指标和块根淀粉含量,探讨木薯叶片碳氮代谢与块根淀粉积累的关系.结果表明,块根淀粉含量与叶片谷氨酰胺合成酶(GS)活性、叶片蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性、叶片磷酸合成酶(SS)活性、叶片可溶性糖含量呈正相关关系且与叶片磷酸合成酶(SS)活性达到显著水平,与叶片硝酸还原酶(NR)活性呈负相关但不显著.块根淀粉含量与叶片蔗糖含量、叶片可溶性蛋白含量、叶片氨基酸含量呈极显著负相关关系.但高淀粉木薯品种在生育后期代谢活性下降缓慢,显示出源端较强的同化物持续供应能力,各品种表现出相同的规律.     

不同木薯品种茎叶可溶性糖与块根淀粉积累特性研究

[目的]研究不同木薯品种茎叶可溶性糖与块根淀粉积累特性,为木薯的高产栽培和分子育种提供理论依据.[方法]以低淀粉木薯品种华南124和高淀粉木薯品种辐选01为材料,在块根形成初期(植后70~80 d))、形成中期(植后90~100d)、块根膨大初期(植后120~130d)、膨大中期(植后150~160 d)和块根成熟期(植后235~245d)分别测定两个木薯品种的茎叶可溶性糖及淀粉含量,分析茎叶可溶性糖含量和块根淀粉积累间的关系.[结果]两个木薯品种的茎叶可溶性糖、还原糖和蔗糖含量在块根形成中期以前表现为华南124>辐选01,块根形成中期以后表现为辐选01>华南124.在木薯的整个生育期,辐选01的淀粉合成量和淀粉合成速率均大于华南124.相关性分析结果显示,辐选01茎叶中还原糖、蔗糖和可溶性总糖含量与块根淀粉含量呈正相关关系,其中茎秆的还原糖和可溶性总糖含量与块根淀粉含量呈极显著相关关系;华南124茎叶还原糖、可溶性糖、叶片蔗糖含量均与块根淀粉含量呈正相关关系,但均未达显著水平.[结论]木薯茎叶可溶性糖对块根淀粉积累有重要作用,其中茎秆对可溶性糖的运转能力是影响淀粉合成的关键要素.     

木薯内源赤霉素含量与块根淀粉积累的关系

为研究木薯(Manihot esculenta Crantz)内源赤霉素含量与不同淀粉含量木薯块根淀粉积累的关系,以木薯辐选01(块根淀粉含量高)和华南124(块根淀粉含量低)为材料,在木薯的4个生长时期测定其根、茎、叶的赤霉素含量以及块根淀粉含量,并进行相关分析。结果表明,在不同生长发育时期,木薯通过各部位的赤霉素水平调控淀粉合成关键酶活性来调节淀粉的合成。     

施钾时期对甘薯济徐23块根淀粉积累 与品质的影响及酶学生理机制

【目的】阐明施钾时期对甘薯“济徐23”块根淀粉积累和粒度分布特征的影响及其酶学生理机制。【方法】在大田栽培条件下,以淀粉型品种“济徐23”为材料,设置不施钾肥（T1）、基施钾肥（T2）、封垄期追施钾肥（T3）和茎叶生长高峰期追施钾肥（T4）4个处理,于2008-2009年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行试验。采用甘薯块根膨大过程中定期取样的方法留样,测定块根中淀粉、直链和支链淀粉含量,同时测定块根淀粉粒体积分布的中位粒径和大（>19.76 μm）、中（3.359-19.76 μm）、小（<3.359 μm）型淀粉粒所占的体积百分比以及淀粉合成相关酶（SS、ADPGPPase、UDPGPPase、GBSS和SSS）活性,分析不同时期施用钾肥对甘薯各生育时期块根内淀粉及组分含量、淀粉粒度分布特征及淀粉合成相关酶活性的影响。【结果】与对照（T1）相比,施用钾肥提高了块根干物质积累量和淀粉产量,3个施钾处理淀粉产量的增幅分别为24.90%、16.57%和9.24%,随施用时间的推迟淀粉产量增幅降低。封垄期和茎叶生长高峰期追施钾肥显著降低直链淀粉含量而提高支链淀粉含量。基施钾肥提高了大型淀粉粒的体积百分比,茎叶生长高峰期追施则提高中、小型淀粉粒的体积百分比,增幅均达到显著水平。不同时期施钾均可提高块根中SS、ADPGPPase和UDPGPPase的活性,提高淀粉合成前体物质的供应能力,施用钾肥对SS和ADPGPPase活性的作用时间最长为130 d,基施钾肥主要作用时期为块根膨大的前、中期,追施钾肥的主要作用时期为块根膨大的中、后期,施钾越早对UDPGPPase活性的作用时间越长;追施钾肥提高了块根膨大后期SSS活性、而降低了块根膨大后期GBSS活性。总淀粉含量与SS和ADPGPPase活性呈极显著正相关,直链淀粉含量与GBSS和SS活性呈极显著正相关,支链淀粉含量与ADPGPPase和SSS活性呈显著正相关关系。【结论】基施或封垄期追施钾肥显著提高块根干物质积累量和淀粉产量,追施钾肥显著提高支链淀粉含量、降低直链淀粉含量,基施钾肥处理的大型淀粉粒体积百分数高,高峰期施用钾肥处理的中、小型淀粉粒体积百分数高。施钾时期显著影响直链淀粉含量、支链淀粉含量和淀粉产量,这与块根中SS、ADPGPPase、UDPGPPase、GBSS和SSS活性的变化密切相关。     

马铃薯块茎不同部位淀粉含量及淀粉合成关键酶活性差异比较

为探讨马铃薯块茎不同部位淀粉及相应酶活性差异,选用不同淀粉含量品种(高淀粉品种克新22号,低淀粉品种克新19号)为供试材料,分析块茎不同部位(顶部、右侧、脐部、左侧和髓部)干物质、淀粉含量(包括直、支链淀粉含量)和淀粉合成相关酶活性差异。结果表明,块茎淀粉品质(粗淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量),由基因型可知,克新22号均高于克新19号;由块茎不同部位可知,两品种均表现块茎两侧脐部顶部髓部。淀粉形成关键酶活性,由基因型可知,克新22号SSS、GBSS和SBE活性均高于克新19号,而两品种AGPase活性差异不大;由块茎不同部位可知,总体表现块茎两侧脐部顶部髓部。其中,块茎不同部位SSS、GBSS和SBE活性差异显著,而AGPase活性差异不显著。研究结果为马铃薯块茎淀粉品质测定和淀粉合成酶活性合理取样提供科学依据。     

氮营养水平对秋马铃薯块茎发育中淀粉合成关键酶的影响

【目的】研究在秋季栽植条件下不同氮营养水平对马铃薯块茎发育过程中淀粉合成关键酶的影响。【方法】以高、低两类淀粉型品种为试验材料,4种氮营养水平处理,块茎形成后每隔7d取样测定块茎发育过程中的ADPG焦磷酸化酶(ADPGPPase)、可溶性淀粉合成酶(SSS)、淀粉分支酶(SBE)和结合性淀粉合成酶(GBSS),探讨他们之间的内在联系。【结果】结果表明:随着生育期的推进,各马铃薯块茎中不同施氮水平下的ADPGPPase、SSS、GBSS、SBE,呈现先逐渐增加,达到最大值后又开始下降的单峰曲线变化趋势,各施氮水平组的淀粉合成酶活性均在出苗后54～61d左右达到最大值。随着施氮量的增加,ADPGPPase、SSS也出现先升后降的单峰曲线变化趋势,而对于GBSS和SBE的影响,品种间表现差异。低淀粉品种CY-117的ADPGPPase、SSS的含量在各施氮水平下均高于高淀粉品种QS-2,具有较高的ADPGPPase、SSS活性。在氮营养影响条件下,SSS活性与淀粉总含量和支链淀粉的含量极显著正相关(r总淀粉=0.86**,r支链淀粉=0.83**),而与直链淀粉含量相关不大。【结论】氮营养主要是通过影响SSS的活性来实现对马铃薯块茎淀粉含量的影响。     

小麦籽粒淀粉合成酶基因表达、相应酶活性及淀粉积累三者的关系

为研究小麦籽粒淀粉形成的机制,以秦麦11为试验材料,对小麦籽粒灌浆期淀粉合成酶基因表达、相应酶活性及淀粉积累变化进行了研究。结果表明,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶基因(AGPase)、束缚态淀粉合成酶基因(GBSSI)、可溶性淀粉合成酶基因(SSS)、淀粉分支酶基因(SBE)表达均呈单峰曲线变化,AGPase和SSS基因于花后12 d左右相对表达量最大,GBSSI和SBE基因于花后15 d左右相对表达量最大。4种淀粉合成酶活性变化趋势一致,花后25 d或30 d之前呈上升趋势,之后急剧下降。淀粉及其组分积累量随着灌浆的进行呈不断上升趋势。直、支链淀粉及总淀粉积累速率峰值在花后25 d或30 d。相关分析表明,AGPase、SSS、SBE基因在花后15 d相对表达量与相应酶活性间呈极显著正相关,而GBSS基因的相对表达量与GBSS活性间未检测到相关。暗示AGPase、SSS、SBE基因在籽粒淀粉合成过程中可能属于转录水平调控,而GBSSI基因可能属于转录后调控。4种淀粉合成酶活性与直、支链淀粉及总淀粉积累速率均呈极显著正相关,说明这几种酶对淀粉合成共同起作用。     

小麦淀粉合成关键酶活性及其与淀粉积累的关系

对小麦籽粒中淀粉及其组分积累动态、相关酶活性变化的研究结果表明2个供试品种淀粉及其组分积累量随灌浆的进行均呈不断上升的趋势,积累速率变化均呈单峰曲线,直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率峰值均出现在花后21～28 d.2个品种小麦花后籽粒中腺苷二磷酸葡萄糖(ADPG)焦磷酸化酶(AGPP)、游离态淀粉合成酶(SSS)、束缚态淀粉合成酶(GBSS)活性均呈单峰曲线变化,花后28 d前呈上升趋势,28 d达到峰值后开始下降.AGPP活性与SSS、GBSS活性呈极显著正相关.AGPP、SSS、GBSS活性与直链淀粉、支链淀粉、总淀粉积累速率、籽粒灌浆速率均呈极显著正相关.淀粉分支酶活性变化呈三次曲线的关系,前期活性较高,支链淀粉合成能力强,后期逐渐下降.     

木薯叶片可溶性糖含量与块根淀粉积累的关系

试验以辐选01,华南5号(SC5),新选048,新选056,南洋红(SC201),华南205(SC205),GR891,华南124(SC124)为材料,分别在块根形成期、块根膨大期和工艺成熟期测定叶片可溶性糖含量和块根淀粉含量,探讨木薯叶片可溶性含量与块根淀粉积累的关系。结果表明,从块根形成期到工艺成熟期,叶片可溶性总糖含量与块根淀粉积累都逐渐增加,叶片可溶性总糖含量与块根淀粉积累呈正相关,从块根膨大期到工艺成熟期,叶片还原糖含量逐浙增加,与块根淀粉积累呈正相关,而叶片蔗糖含量逐浙降低。与块根淀粉积累呈负相关。8个品种都有同样的趋势。     

不同淀粉含量木薯品种块根淀粉粒结构观察比较

[目的]探讨不同淀粉含量木薯品种块根淀粉粒结构差异及其与淀粉含量的潜在关系,为研究木薯块根淀粉存储状态及品种选育提供理论依据.[方法]以高淀粉木薯品种GR891、辐选01和低淀粉木薯品种华南124为材料,通过块根形态解剖、石蜡切片观察、电镜扫描等方法比较不同淀粉含量木薯块根淀粉粒的结构特点.[结果]苗期时木薯块根淀粉主要存在于次生木质部.块根形成期淀粉粒大量存在;淀粉储藏区是木薯块根淀粉储藏的最主要区域,皮层部分少量分布,储藏区淀粉粒密度高于皮层;靠近中柱的次生木质部区域,其淀粉粒呈放射线状排列分布.不同淀粉含量木薯品种在淀粉粒形态上无明显差别,多数为一面不规则的半球形、椭球形.高淀粉品种的淀粉粒直径小于低淀粉品种,但差异不显著(P>0.05).[结论]木薯块根淀粉积累的主要位置是淀粉储藏区,导管内部及临近区域的淀粉粒数量多、直径小、填充程度高,且在块根膨大期高淀粉木薯品种淀粉粒聚集程度高于低淀粉木薯品种.     

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。     

不同木薯品种苗期长势及叶片生理特性比较

[目的]比较不同木薯品种苗期的生长情况及叶片内在生理生化特性,为选育高产优质木薯品种提供科学依据.[方法]以桂垦09-26、桂垦09-11、华南205、新选048、华南124、辐选01、南植199和GR891 8个木薯品种为试验材料,对其苗期植株高度、茎径及叶片叶绿素、可溶性糖、蔗糖、还原糖和淀粉含量等生理指标进行比较分析.[结果]苗期植株较高的品种为桂垦09-26、新选048、华南205和桂垦09-11,茎径较粗的品种为辐选01、桂垦09-26、华南124和新选048,叶绿素含量较高的品种为桂垦09-26、辐选01、南植199和GR891,可溶性糖含量较高的品种为桂垦09-26、华南124、桂垦09-11和新选048,蔗糖含量较高的品种为华南205、华南124、桂垦09-26和新选048,还原糖含量较高的品种为新选048、华南205、华南124和南植199,淀粉含量较高的品种为辐选01、GR891、华南205和新选048.[结论]桂垦09-26、新选048和华南205苗期综合长势较好,可溶性糖、还原糖、蔗糖和淀粉含量也较高,有利于木薯生长后期提高块根产量和淀粉含量.     

多效唑对木薯产量和淀粉含量影响试验

在木薯不同生长期以不同浓度的多效唑溶液进行叶面喷施,观测多效唑对木薯农艺性状及产量和淀粉含量的影响。结果表明,木薯喷施多效唑能矮化植株,抑制地上茎秆生长,使植株叶色浓绿,增强光合作用,增加营养积累,促进薯块膨大,从而提高木薯的产量和淀粉含量,其中以苗期和薯块膨大期每公顷分别喷施900kg浓度为500mg/L和1000mg/L的15%多效唑溶液的处理效果最好,产量达41740kg/hm2,比对照增产26.72%,淀粉含量达38.3%,比对照增长22.4%,这种多效唑喷施方法可以在木薯生产中推广应用。     

地膜覆盖对木薯生长发育和产量及淀粉含量的影响

[目的]探索木薯节本增效栽培技术。[方法]分别采用地膜覆盖与不覆膜（对照）2种方式种植木薯,研究地膜覆盖对木薯茎叶生长、产量构成因素及淀粉含量的影响。[结果]地膜覆盖可促进木薯前中期茎叶生长,增加木薯生物量;地膜和覆盖后,木薯的块根长度、块根直径、单株块根数、单株块根重和小区鲜块根产量分别较对照增加了17．79％、14．61％、14．28％、76．14％和76．09％;地膜覆盖后木薯的淀粉含量较对照降低2％,但相同面积木薯的淀粉产量较对照增加65．35％。[结论]地膜覆盖是木薯节本增效栽培的有效措施,其增产效应主要是通过促进木薯前中期茎叶生长、提高块根直径和单株块根重、增加块根充实度实现的。     

膨大素和多效唑对木薯增产效应的研究

【目的】为了有效提高木薯产量、淀粉含量,增加农民收入和相关企业效益,并为木薯高产高效栽培提供参考。【方法】以南植199、华南8号、GR911和华南5号木薯品种作试验材料,分别进行两个试验：（1）在薯块膨大期,用1‰膨大素溶液分别对南植199、华南8号进行喷雾、灌根、喷雾＋灌根和对照处理;（2）在苗期,对南植199、华南8号、GR911和华南5号的植株喷施1次900kg/ha1000mg/L的15%多效唑溶液,以清水为对照。【结果】CPPU处理均可提高两个木薯品种的鲜薯周径、产量和淀粉含量,但以南植199的膨大素喷雾＋灌根双重处理效果最明显,比对照增产105.22%,淀粉含量增加36.49%。与对照相比,喷施多效唑溶液的4个木薯品种产量和淀粉含量均有明显提高,其中南植199增产7.21%,GR911淀粉含量提高44.72%。【结论】膨大素、多效唑有促进木薯增产和提高淀粉含量的效果,可以在木薯生产中推广应用。     

叶喷水杨酸对山药（Dioscorea alata L.）地下块茎蔗糖-淀粉转化影响

【目的】阐明叶喷水杨酸（SA）对山药地下块茎蔗糖-淀粉转化的影响,为了解山药蔗糖转化机制、提高其淀粉形成提供参考。【方法】设置SA 0.0（对照）、0.5、1.0和5.0 mmol/L 4个处理,在山药（Dioscorea alata L.）“白扁”地下块茎形成的早期和后期分别进行叶面喷施,定期采样测定地下块茎主要碳水化合物含量和蔗糖裂解与淀粉形成的相关酶活性。【结果】除5.0 mmol/L SA处理的后期地下块茎总可溶性糖（TSS）含量急剧增加外,地下块茎的TSS、蔗糖、葡萄糖、果糖、淀粉、直链淀粉（AM）、支链淀粉（AP）和纤维素的含量在其他处理间的变化趋势相同。与对照相比,0.5 mmol/L与5.0 mmol/L SA处理对山药地下块茎的影响作用相反,前者不仅显著提高了蔗糖合成酶（SuSase）、酸性转化酶（SAInv）、细胞壁结合酸性转化酶（CWBAInv）、中性转化酶（NInv）等酶的活性,而且显著增加腺苷二磷酸焦磷酸化酶（AGPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、颗粒结合淀粉合成酶（GBSS）、淀粉分支酶（SBE）等酶的活性,1.0 mmol/L仅在块茎发育中期对上述酶有微小的促进作用。所有SA处理中,虽然蔗糖含量与SuSase及淀粉合成相关酶的活性呈不显著正相关,但蔗糖与总可溶性糖含量的比率与这些酶活性及淀粉含量成显著正相关。葡萄糖、果糖含量及它们所占总可溶性糖的比率与上述酶的活性分别呈显著负相关,葡萄糖与果糖的比率与上述酶的活性无显著相关性,蔗糖与葡萄糖、果糖的比率均与AGPase、SSS、GBSS的活性呈显著正相关。【结论】叶面喷施SA在山药地下块茎发育过程中通过作用于蔗糖裂解和淀粉合成相关酶的活性来影响蔗糖的运输和流向,小于1.0 mmol/L的SA通过提高酶活性来促进蔗糖转运入山药地下块茎并转化成淀粉,而其他浓度SA具有相反的作用。     

木薯新品种比较试验

以SC205和GR911为双对照,对引进的木薯新品种瑞士N4、SC7、G15的特征特性、生长速度、块根产量和淀粉含量等农艺性状进行了比较试验研究。结果表明:参试品种综合性状好,表现出高产高淀粉的优良特性,其中瑞士N4和G15每667 m2块根产量分别达到4.32 t和4.31 t;瑞士N4、SC7和G15淀粉含量分别达到28.23%、27.11%和27.35%,建议进一步试验和推广种植。