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.     

不同木薯品种生理及块根淀粉积累特性研究

以木薯品种南洋红、华南205、GR891、华南124、新选056、辐选01、华南5号、新选048为材料,对木薯不同品种生理生化和淀粉积累特性进行研究。结果表明：辐选01、GR891叶片可溶性糖、可溶性蛋白质、还原糖、蔗糖含量较高,块根淀粉积累早、积累快,淀粉含量较高;而华南124、南洋红叶片可溶性糖、可溶性蛋白质、还原糖、蔗糖含量较低,块根淀粉积累较迟、积累较慢,淀粉含量较低。华南205、新选056、华南5号、新选048介于前四者之间。可见,木薯叶片可溶性糖、可溶性蛋白质、还原糖、蔗糖含量与块根淀粉积累有密切关系。     

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.     

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.     

木薯氮素营养状况的SPAD仪诊断

本文以华南8号为材料,研究了不同生育时期木薯叶片SPAD值、鲜薯产量以及淀粉产量随土壤供氮水平的变化规律及其相互关系。结果表明:①在块根形成期和块根膨大期,叶片SPAD值随土壤施氮量表现为线性加平台的模式,而在块根工艺成熟期仅表现为线性模式。②不管是在块根形成期、块根膨大期和块根工艺成熟期,木薯叶片SPAD值与块根鲜薯产量和淀粉产量之间均呈现二次函数关系,据此确定了在块根形成期、块根膨大期和块根工艺成熟期应用叶绿素仪SPAD-502进行木薯推荐施肥的SPAD临界值:鲜薯产量最大时分别为45.19、43.09、40.63,淀粉产量最大分别为44.31、42.49、40.51。③若在块根形成期、块根膨大期和块根工艺成熟期观测SPAD值小于临界SPAD一个单位,且施氮量小于1.98 kg/667m2时,则应增加的施氮量分别为0.42、0.63和1.34 kg/667m2;若施氮量大于1.98 kg/667m2,追氮量则需进一步研究。     

不同木薯品种生理特性及产量比较研究

以辐选01、桂垦09-11、南植199、新选048、GR891、桂垦09-26、华南124、华南205等8个木薯品种为材料,对不同生长时期各木薯品种的生长状况、叶片生理生化特性、产量性状进行比较研究,从而筛选出产量高、性状好的木薯品种,为今后高产优质木薯选育提供依据。结果表明,木薯的株高、茎粗与鲜薯产量高低紧密相关,块根长、块根粗、块根数与鲜薯产量没有明显相关关系,叶片叶绿素、可溶性糖、还原糖含量高可以促进块根淀粉的积累,叶片蔗糖、淀粉含量的高低与块根淀粉积累没有直接关系。在木薯的整个生长时期,新选048和桂垦09-26的综合性状最优,生长快,长势旺盛,产量高且品质好,鲜薯产量分别为93 887.95 kg/hm~2和92 665.74 kg/hm~2,因此适合大面积、规模化推广种植;辐选01、桂垦09-11、华南124的综合性状居中,但鲜薯产量较高,属高产量品种;GR891、华南205的综合性状一般,南植199的综合性状相对较差。     

高低淀粉木薯品种块根可溶性糖含量与块根淀粉积累研究

作为能源作物之一,木薯已经成为中国"十二五"规划中能源发展战略重点发展的作物。本试验以高淀粉木薯品种辐选01和低淀粉木薯品种SC124为材料,对这两个高低淀粉品种块根可溶性糖的含量进行系统的比较研究,探索各种可溶性糖对块根淀粉积累的不同影响。     

不同施钾量对木薯产量和淀粉积累的影响研究

以木薯品种新选048为材料,分别在块根形成期、块根膨大前期、块根膨大中期和工艺成熟期对不同施钾处理的木薯块根产量、淀粉含量、块根性状、净光合速率、株高、茎粗、各器官蔗糖含量和全钾含量等进行测定。结果表明:苗期施钾肥不仅能促进木薯块根发育期茎叶生长,提高中后期净光合速率和块根淀粉积累速率,同时还可有效提高木薯块根、茎秆、叶片全钾含量。同时随着施钾量的增加,木薯块根产量、淀粉含量及淀粉产量也均逐渐增加,其中K2O 450 kg/hm2处理木薯块根产量、淀粉含量及淀粉产量最高,与空白对照相比,其木薯块根产量增加63.91%,淀粉含量增加9.49%,淀粉产量增加79.46%。可见,增施钾肥是提高木薯产量和淀粉产量的有效措施,施用量以K2O 450 kg/hm2为宜。     

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。     

野生和栽培木薯叶片的营养及饲料价值研究

[目的]研究不同木薯种质叶片的营养成分差异,为木薯叶作为饲料资源开发利用提供参考.[方法]测定8个木薯种质(3个野生种和5个栽培种)功能叶片的粗脂肪、粗蛋白、可溶性糖、淀粉、类胡萝卜素和氢氰酸(HCN)含量,并利用Western blotting测定功能叶片相关蛋白酶(UGPase、AGPase、GBSSI和Linamarase)的表达水平.[结果]8个木薯种质中,野生种Manihotcecropiaefolia Phhl功能叶片的淀粉、可溶性糖和类胡萝卜含量最高,分别为2.5 g/100 gDW、30.0 g/100 gDW和91.9 mg/100 gFW,蛋白质和HCN含量中等;栽培种SC9功能叶片蛋白质和可溶性糖含量中等,HCN含量最低,仅167 mg/kgFW.Western blotting分析结果表明,M.cecropiaefoliaPhhl叶片糖和淀粉代谢通路的关键酶UGPase、AGPase和GBSSI表达水平最高,SC9 HCN代谢通路的关键酶Linamarase表达水平最低,各蛋白质表达水平与相关生理指标变化趋势一致.通过主成分分析结果可看出,叶片淀粉和可溶性糖含量较高的木薯种质,粗脂肪含量较低;可溶性糖、粗蛋白和类胡萝卜素含量较高的木薯种质,HCN含量较低.[结论]野生木薯M.cecropiaefolia Phhl完全展开功能叶片的综合营养价值较高,可考虑作为畜禽和蚕用饲料资源开发利用;栽培种木薯SC9新鲜叶片HCN含量较低,也可优先作为蚕用饲料.     

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.     

甘薯生长发育过程中可溶性糖含量与淀粉积累的关系

以甘薯品种徐薯１８为材料，测定了甘薯各生育阶段块根的淀粉积累量和叶片、块根的游离糖含量．结果表明，薯叶总糖含量范围为１．２—７．７ｍｇ／ｇＦＷ．当总糖水平呈上升趋势（还原糖约占总糖的９５％，蔗糖占非还原糖９５％以上）时，块根淀粉积累快；在雨季和收获期，总糖水平下降，还原糖和蔗糖所占比例亦降低，块根淀粉积累速率低．甘薯块根总糖含量在２０．３—３７．０ｍｇ／ｇＦＷ时淀粉积累率高，总糖水平低．在生育前期，随着甘薯的生长，还原糖含量下降而蔗糖含量增加并保持占非还原糖的１００％；在生育后期，还原糖增加而蔗糖含量下降（但仍保持占非还原糖９０％以上）．淀粉积累率低时，块根总糖水平急剧升高．     

小麦品种抗白粉病性与糖分含量的关系

对小麦抗感白粉病品种苗期、成株期叶片进行了还原糖,蔗糖、淀粉和总可溶性糖含量的比较测定。结果表明,小麦苗期叶片还原糖、蔗糖和总可溶性糖含量在抗感品种间无显著差异,与病情指数也无明显相关。在成株期,抗感品种叶片的蔗糖、淀粉和总可溶性糖含量也无明显差异,与病情指数也无显著相关。但抗病品种的还原糖含量显著高于感病品种,与病情指数呈显著负相关(r=-0.6740)。     

木薯不同部位光合同化产物分配的研究

为研究木薯光合同化产物蔗糖和淀粉在植株各部位的分配,以及它们的转运情况与块根淀粉含量累积的关系.采用随机区组设计的方法,以南洋红、SC124、GR911、巴西种及GR891作为试验材料,分析各木薯品种光合产物蔗糖和淀粉含量,在植株不同部位的动态变化情况.结果表明:叶片同化产物蔗糖,直接通过韧皮部的运输到达块根,在块根中通过淀粉合成酶,合成淀粉;淀粉则先转化为蔗糖,再通过韧皮部运输到块根,然后在块根中合成淀粉,随着块根淀粉含量的增大,叶片、块根中蔗糖含量也有增大的趋势,随着木薯块根淀粉积累的速度增加,叶片、叶柄中淀粉含量呈逐步减少的趋势.     

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。     

马铃薯间作玉米对马铃薯生长、产量及糖类物质的影响

【目的】分析马铃薯间作玉米模式下马铃薯生长、产量及糖类物质的变化情况,为促进马铃薯与玉米合理间作模式的推广应用提供参考。【方法】采用田间试验方法,设马铃薯单作（对照）和间作（2行马铃薯间作2行玉米）2种栽培模式,结合田间观测与室内测定,分析马铃薯间作玉米对马铃薯生长、产量和糖类物质的影响。【结果】与马铃薯单作相比,马铃薯间作玉米模式下马铃薯的茎粗、单株主茎数、单株匍匐茎和单株根干物质重量及单株结薯数无显著变化（P>0.05）,但间作可提高马铃薯单株分枝数、单株匍匐茎数、单株小叶叶片数、单株叶面积、单株茎叶和单株块茎的干物质重量,并显著提高马铃薯的株高、单薯重、单株产量及复合产量（P<0.05,下同）。随着间作时间的延长,间作马铃薯叶片、匍匐茎和块茎中糖类物质均有不同程度的降低,其中对叶片的影响较大,间作马铃薯叶片的蔗糖、果糖、可溶性糖和淀粉含量在块茎增长期和淀粉积累期均显著低于单作。【结论】与马铃薯单作相比,马铃薯与玉米2∶2行比间作模式下,马铃薯具有一定的生长优势,复合产量显著提高,该间作模式可在实际生产中推广应用。     

大蒜可溶性糖积累与分配特性研究

以青海乐都紫皮大蒜、新疆紫皮大蒜、河南中牟紫皮大蒜及河北白皮大蒜4个大蒜品种为试验材料,研究萌芽期至成熟期大蒜植株鳞茎、假茎、叶片、蒜薹等器官的可溶性糖的积累与分配规律。结果表明: 在整个生育期中,4个大蒜品种鳞茎可溶性糖含量、积累量及分配比例均在成熟采收时达到峰值,且其值均明显高于根、假茎、叶等器官;乐都紫皮大蒜和新疆紫皮大蒜的鳞茎可溶性糖含量呈“W”型变化,河南中牟紫皮大蒜和河北白皮大蒜呈“V”型变化。研究发现,除乐都紫皮大蒜的根及假茎中可溶性糖的变化趋势在生长初期是先降后升外,其他变化趋势一致,均呈“M” 型变化,且根、假茎、叶等部位的可溶性糖含量、积累量及分配比值也因品种不同而异。同一生育期内,4个大蒜品种各器官中可溶性糖的含量及分配比例均为植株生长前期鳞茎>假茎>叶>根,生长后期则为鳞茎>假茎>根>叶,而乐都紫皮大蒜和新疆紫皮大蒜因其抽薹性在萌芽后48～60 d变化趋势有所不同。