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。     

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。     

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。     

施钾对木薯产量和品质及大中微量元素吸收的影响

【目的】研究不同施钾量对木薯产量、大中微量元素吸收及品质的影响,为木薯合理施钾提供理论依据。【方法】采用田间试验,以我国主栽木薯品种"SC205"为材料,K_2O施用量设0,60,120,180,240kg/hm2共5个水平,于收获期测定木薯薯块、茎秆、叶片的生物量及N、P、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Zn含量,并测定薯块可溶性糖和淀粉含量。【结果】1)与不施钾相比,施钾可显著提高薯块、茎秆和叶片鲜产量,其中鲜薯增产9.87%~25.57%;随施钾量增加,鲜薯产量先增加后降低,K_2O施用量为60~120kg/hm2时,鲜薯产量较高。2)施钾可以明显提高薯块、茎秆和叶片的K含量,提高薯块的Mn、Zn、可溶性糖及淀粉含量,但Mg含量有所降低,同时还可以提高薯块、茎秆和叶片的K/N、K/P、K/Ca、K/Mg、K/Mn、K/Cu、K/Zn值。3)施钾能显著提高薯块K、Mn、Zn、可溶性糖、淀粉的积累量,其中可溶性糖和淀粉积累量的增幅分别为7.65%~32.91%和12.65%~53.41%,K_2O施用量为60~120kg/hm2时,薯块各矿质元素、可溶性糖及淀粉积累量均处于较高水平;施钾可显著降低钾素在薯块中的分配比例。4)薯块的P、K、Mn及可溶性糖含量与施钾量呈极显著或显著正相关。【结论】为获得较高的木薯产量、大中微量元素积累量、品质及经济效益,建议最佳的K2O施用量为95~130kg/hm~2。     

氮素和钾素对小麦籽粒淀粉合成关键酶活性的影响

【目的】阐明氮、钾施肥对小麦淀粉合成关键酶活性的影响。【方法】在大田栽培条件下,以两个品质类型不同的冬小麦品种‘宁麦9号’（弱筋）和‘扬麦10号’（中筋）为材料,研究氮、钾施肥对小麦籽粒中淀粉合成相关酶活性和淀粉含量的影响及其与开花期旗叶氮、钾营养的关系。【结果】与不施氮、钾肥的对照处理相比,氮、钾施肥明显提高了花后籽粒中的蔗糖含量及蔗糖合成酶（SS）、可溶性淀粉合成酶（SSS）和束缚态淀粉合成酶（GBSS）的活性,提高了淀粉产量,但降低了总淀粉和支链淀粉含量,两小麦品种的表现基本一致,其中氮肥的作用大于钾肥,施氮降低了直链淀粉含量,施钾提高了直链淀粉含量,宁麦9号高于扬麦10号。【结论】相关分析表明,氮钾肥料配合提高开花期旗叶氮、钾营养并维持适宜的氮/钾比,是氮、钾施肥提高籽粒SSS和GBSS活性,进而促进小麦籽粒淀粉合成、改善籽粒品质的主要生理因素。施钾提高两小麦品种GBSS活性是直链淀粉含量提高的酶学基础。较高的SS、SSS和GBSS活性是弱筋品种宁麦9号较高淀粉含量的酶学保障。     

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。     

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。     

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。     

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．     

供氮方式对木薯生理与农艺性状的影响

为提高氮肥利用效率,以不施氮肥为对照,采用田间试验,研究施氮量130 kg/hm~2全部基施(T_1)、50%基施+50%在苗期追施(T_2)及25%基施+50%在苗期追施+25%在块根膨大期追施(T_3)3种方式对木薯新选056生理、产量及品质的影响。结果表明:施氮可以提高木薯叶片生理性状,其中在苗期T_1处理叶片过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性及脯氨酸含量较高,而T_2处理叶片叶绿素含量和可溶性糖含量较高;在块根膨大期和块根成熟期T_3处理上述各项生理指标较高,而丙二醛含量较低。施氮后,木薯株高、块根产量、块根淀粉含量及淀粉产量分别增加18.1%~25.4%、4.7%~20.9%、4.9%~12.4%、9.8%~35.9%,且增幅均随施氮次数的增加而明显增加。可见,本试验条件下T_3处理施氮方式的效果较好。     

水稻发育胚乳中淀粉的积累及淀粉合成的酶活性变化

利用４个粒重相近品种（组合）,对胚乳发育期间蔗糖、可溶性糖的淀粉含量、籽粒灌浆速率及与淀粉合成有关的６个酶活性的变化进行了研究。结果表明,品种间及不同剪叶处理间强势粒的淀粉积累和酶活性差异较小,而弱势粒差异明显。蔗糖合成酶,ＡＤＰＧ焦磷酸化酶、可溶态淀粉合成酶、淀粉分枝酶（Ｑ酶）、活性的变化与灌浆速率曲线十分吻合,相关性极显,而ＵＤＰＧ焦磷酸化酶活性变化与灌浆速率曲线吻合性较差。结合态淀粉合成酶     

高产小麦强势和弱势籽粒淀粉合成相关酶活性的变化

 小麦强势粒中蔗糖含量在开花后 2 5d前高于弱势粒 ,花后 2 5d低于弱势粒 ;强势粒中SS(蔗糖合成酶 )、ADPGPPase(ADPG焦磷酸化酶 )、SSS(可溶性淀粉合成酶 )和GBSS(束缚态淀粉合成酶 )活性高于弱势粒。研究结果表明 ,灌浆前期淀粉合成底物的供应 ,以及SS、ADPGPPase、SSS和GBSS活性与淀粉合成密切相关     

多效唑对食用甘薯北京553块根淀粉积累及相关酶活性的影响

【目的】揭示多效唑促进食用甘薯北京553块根膨大、提高块根产量的生理基础。【方法】试验于2008-2009年2 个生长季在山东农业大学农学试验站进行。以北京553 为试验材料,设置0、100、200 mg•kg-1 3个浓度的多效唑处理,每个处理重复3次。采用块根膨大过程中定期取样的方法,研究块根膨大过程中淀粉积累特性及淀粉合成相关酶活性的变化。【结果】喷施多效唑显著提高了蔗糖合成酶（SS）和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGase）活性,降低了块根中蔗糖含量,从而显著提高了淀粉含量和淀粉积累速率,增加淀粉产量。喷施多效唑也显著增加了单薯重和鲜薯产量。相关分析表明,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGase）活性与淀粉含量和淀粉积累速率呈显著正相关（相关系数分别为0.69 和0.71）;蔗糖合成酶（SS）活性与淀粉含量和淀粉积累量呈显著正相关（相关系数分别为0.58 和0.81）。【结论】喷施多效唑显著提高了块根蔗糖合成酶（SS）和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADPGase）活性,使得块根淀粉含量和淀粉积累速率显著提高,块根产量得以提高。     

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。     

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／ｇ ＦＷ．当总糖水平呈上升趋势时，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     

不同栽培模式下冬小麦灌浆过程中旗叶蔗糖代谢和籽粒淀粉积累特性

旨在研究4种不同栽培模式(当地传统栽培模式CM1、优化栽培模式CM2、高产栽培模式CM3和高效栽培模式CM4)对冬小麦灌浆过程中旗叶蔗糖代谢和籽粒淀粉合成的影响。测定旗叶中可溶性糖和蔗糖的质量分数、蔗糖磷酸化酶(Sucrose phosphate synthase,SPS)和蔗糖合成酶(Sucrose synthase,SS)的活性、籽粒中淀粉质量分数、结晶态淀粉合成酶(Granule-Bound starch synthase,GBSS)和可溶性淀粉合成酶(Soluble starch synthase,SSS)的活力,并计算籽粒中淀粉的累积速率。结果表明,旗叶中可溶性糖和蔗糖的质量分数及蔗糖代谢相关酶的活性都呈现单峰变化的趋势,旗叶中可溶性糖和蔗糖的质量分数出现最大值的时间在开花后第30天,比蔗糖代谢相关酶(SS和SPS)活性最大值出现的时间晚6d;籽粒淀粉合成相关酶(SSS和GBSS)活性的最大值分别出现在花后第24天和30天。籽粒淀粉累积速率呈现出"慢-快-慢"的趋势,而籽粒中淀粉的质量分数随着灌浆过程的进行持续升高。在不同的小麦品种中,‘长旱58’在籽粒灌浆过程中旗叶的蔗糖代谢和籽粒淀粉积累都优于‘长武134’。在不同栽培模式下,以CM3中蔗糖向淀粉转化的酶的活性最高,可能是由于CM3施用有机肥,从而改善土壤的水分和养分状况,增加光合能力,缓解旗叶的衰老,提高籽粒积累光合同化物的能力,最终使CM3中籽粒的淀粉质量分数最高。     

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。