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。     

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.     

高淀粉甘薯品种块根淀粉积累和产量特征研究

[目的]分析高淀粉甘薯品种的淀粉积累和产量特征。[方法]以10个甘薯品种为供试材料,扦插后60d内,每20d每小区选取5株分别进行块根淀粉、直链淀粉和可溶性总糖含量的测定,收获期选取10株计算单株薯数和单株鲜重。[结果]收获期,不同甘薯品种间产量和块根碳水化合物含量的差异明显,产量变幅为6．2×10^3-20．7×10^3kg/hm^2,淀粉含量的变幅为46．0％～73．3％,块根直链淀粉含量的变幅为10．9％～17．2％,可溶性总糖的变幅为11．2％～20．2％。甘薯在生长发育过程中块根淀粉含量和直链淀粉含量均呈持续增高的趋势,块根可溶性总糖含量呈先上升后下降再上升的趋势。[结论]可溶性总糖含量、直链淀粉与淀粉积累密切相关,产量和干率与淀粉含量呈极显著正相关性,基因型是影响淀粉含量的关键因素。     

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。     

不同生长阶段的木薯淀粉积累特性研究

测定华南205和桂热4号2个木薯品种在不同生长阶段的产量性状、净光合速率、可溶性糖和淀粉含量。结果表明:2个品种的动态变化趋势基本相似;10月初至翌年2月初降温少雨,木薯逐渐落叶,叶片的净光合速率和可溶性糖含量快速下降,块根可溶性糖含量先降后升,块根淀粉含量逐渐提高,鲜薯和淀粉产量大幅提高;翌年2月初至6月初升温多雨,木薯抽生新枝叶,净光合速率快速上升,叶片可溶性糖含量迅速提高,块根淀粉含量缓慢下降,块根可溶性糖含量缓慢上升,其中,3月初的鲜薯和淀粉产量在1个月内分别下降15.8%~25.0%和21.6%~30.6%,与12月份持平,其后,鲜薯和淀粉产量逐月提高,5、6月份恢复至2月初的最高水平;支链和直链淀粉含量分别在11月初和翌年2月初达到最高值。上述结果说明,适当的低温干旱有利于木薯积累淀粉和提高产量,建议我国在12月份至翌年2月份期间收获木薯。     

350个木薯品种资源的块根淀粉磷含量测定

[目的]选出差异性较大的几个品种（品系）,用于木薯块根淀粉高磷种质的选育及研究。[方法]通过钼锑抗分光光度法,测定了国家木薯种质圃350个品种（品系）的木薯块根淀粉磷含量。[结果]350个木薯品种块根淀粉平均磷含量为0.071046%。[结论]为选育块根淀粉高磷木薯种质提供理论依据。     

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.     

食用型甘薯块根碳水化合物代谢特性及与品质的关系

【目的】探讨食用型品种块根碳水化合物代谢特性及与品质的关系。【方法】以淀粉型品种为对照,选用典型的食用型品种于2004～2005年2个生长季在山东农业大学试验农场进行试验研究。试验采用块根膨大过程中定期取样的方法,观察块根膨大过程中可溶性糖、淀粉及淀粉组分含量的变化、淀粉酶活性变化及其与甘薯收获期块根品质的关系。【结果】与淀粉型品种比较,食用型品种块根总淀粉含量、直链淀粉含量以及支链淀粉含量均较低,可溶性总糖和β-胡萝卜素含量较高;块根粉的高峰黏度和崩解值等较高、糊化温度较低;块根蒸煮食味较好。栽秧100 d以后,食用型甘薯块根总淀粉含量和β-淀粉酶活性下降,可溶性总糖含量提高,其变化趋势与淀粉型品种相反。【结论】食用型品种块根膨大后期,由于淀粉酶的作用导致淀粉分解是其总淀粉含量较低、可溶性总糖含量较高的一个重要原因。     

不同木薯品种块根成分的累积变化规律

以F15、F901、G15、瑞士N4和GR911等木薯品种为材料,在块根膨大期对其干物质、蛋白质、淀粉、可溶性总糖含量以及收获期对产量进行测定。结果表明：木薯块根干物质和淀粉的积累与生长期呈一定的正相关,随着时间的延长而升高;蛋白质含量随着时间的延长均呈先升后降的趋势,在11月份达到最高值;依据淀粉含量变化和块根产量表现, F15和F901淀粉含量连续保持上升趋势,建议采收期在1月份, G15和瑞士N4淀粉含量在12月份增长缓慢或不增长,建议采收期在12月份。     

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。     

块根主要营养成分对甘薯品种萌芽性的影响

选用１０个甘薯品种,对块根主要营养成分、块根萌芽习性进行分析,并用逐步回归数学模型分析块根营养成分对萌芽性的影响。结果表明,甘薯品种间块根营养成分含量差异很大,不同品种出苗时间及出苗期差异也很大。块根淀粉与干物质之间呈极显著正相关。甘薯块根萌芽性与干物质、淀粉、可溶性糖、维生素Ｃ等营养成分的含量都有关,其中对萌芽性影响最大的是淀粉,其次是干物质,可溶性糖及维生素Ｃ影响则较小。     

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。     

木薯群体重要农艺性状遗传连锁图谱和QTL分析

木薯是全球三大块根类作物之一,近年来被认为是热带地区重要的生物能源候选作物。木薯块根淀粉含量在28％～35％。生产上木薯大多数种植于瘠薄的土地上,缺乏管理,产量潜力不能够充分发挥,通过分子育种等手段提高品种淀粉生产能力和抗逆性,改良品质,提高木薯的综合利用价值,是木薯产业发展的挑战性课题。     

甘薯块根品质性状的分析

测定了29个甘薯品种块根的干物率、粗蛋白、淀粉、可溶性糖等4个品质成分含量。29个甘薯品种块根干物率平均值为31.57%,粗蛋白质含量平均值为6.81%,两成分之间呈极显著负相关(r=-0.25)。淀粉含量平均值为15.31%,可溶性糖含量平均值为38.54 g/kg,淀粉含量与干物率呈极显著正相关(r=0.785)。     

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。     

木薯块根贮藏物质的研究进展

木薯块根贮藏物质主要是淀粉和蛋白质。本文简介对木薯的栽培育种、木薯淀粉的市场需求、木薯淀粉颗粒形貌特征、交联木薯淀粉、木薯淀粉深加工等方面的研究进展,回顾了木薯贮藏蛋白、特别是营养贮藏蛋白结合木薯块根发育方面的研究,并提出将来木薯贮藏物质的研究以及木薯品种改良的一些新思考。