Increased abundance of patatins,lipoxygenase and miraculins in a thaxtomin A-habituated potato Russet Burbank somaclone with enhanced resistance to common scab

Potato common scab caused by the actinobacterium Streptomyces scabiei is characterized by the formation of corky lesions on tubers that reduce their marketability. Management of common scab is very complex and often ineffective under various environmental conditions. Using potato varieties that are more resistant to common scab remains one of the most efficient strategies to control this disease. However, very little is known about the factors associated with resistance to common scab. Somaclone RB9 regenerated from thaxtomin A-habituated potato Russet Burbank calli produced tubers more resistant to common scab than the original variety. Comparison of the RB9 tuber proteome with that of Russet Burbank using label-free quantitative proteomic analysis revealed changes in the accumulation of defence-related proteins from the patatin and lipoxygenase (LOX) families, which are involved in the metabolism of lipids, and of two miraculins of the Kunitz-type protease inhibitors family. The implication of LOX during common scab infection was studied using synchronized minitubers developed from leaf-bud cuttings. S. scabiei infection stimulated the accumulation of LOX in both Russet Burbank and RB9 minitubers, but this accumulation was intensified in RB9 minitubers. Infection also increased LOX activity in Russet Burbank and RB9 minitubers. However, LOX activity measured in noninfected RB9 minitubers was similar to that of infected Russet Burbank minitubers, indicating endogenous activation of LOX activity in RB9 minitubers. We discuss how increased LOX abundance and activity in the somaclone RB9 may contribute to improving tuber defence against common scab.     

不同处理对蛭石栽培的微型薯疮痂病防控效果及其微生态效应分析

通过田间小区试验评价了6个不同处理对蛭石栽培的微型马铃薯疮痂病的防效,并采用16S核糖体基因高通量测序技术研究了蛭石中细菌群落结构的变化.试验结果显示,棉隆+青霉菌34107处理对疮痂病防效最好(93.43％),显著高于对照药剂中生菌素处理(65.10％);而且商品薯的数量和经济效益也最高,分别达到348.3万个/hm...     

甘薯联合收获机高度自适应集薯装置设计与优化

甘薯收获是甘薯生产中用工量最多、劳动强度最大的环节。为了解决甘薯联合收获机集薯环节存在伤薯率高、自动化程度低等问题,该研究开展了高度自适应集薯装置的机械结构设计与控制系统搭建。系统及结构设计充分考虑物料物理性状及作业过程中的运动学与力学特性,通过新的集薯方式以满足落薯高度自适应、集薯装筐和自动卸料换筐等作业要求。通过落薯高度自适应功能减小并控制薯块下落的高度达到有效减少甘薯伤薯率与破皮率的目的。在单因素试验分析结论的基础上,以清选平台转速、落薯机构转速和落薯设定高度为试验因素,开展三因素三水平Box-Benhnken试验,以伤薯率、破皮率、微破率和损伤率为试验指标建立多元回归方程并进行响应面分析。回归模型进行多目标优化后获得装置最优工作参数组合为：清选平台转速108.07 r/min、落薯机构转速74.75 r/min、落薯设定高度18.15 cm。对优化结果进行验证试验,试验结果为：伤薯率0.39%、破皮率0.54%、微破率22.93%和漏薯率0.54%,各评价指标与模型预测值相近。研究结果可为甘薯联合收获机高度自适应集薯装置进一步设计与优化提供参考。     

马铃薯的钾素需求及营养诊断

了解马铃薯的钾素营养特点是马铃薯养分管理的基础,综述了马铃薯钾素营养的研究进展,并提出了进一步研究的方向。尽管文献报道的马铃薯需钾量存在差异,但已有的研究结果表明,马铃薯是需钾量较大的作物,其对钾素的需求多于其他元素。而且与小麦等作物相比,马铃薯的钾素营养效率较低。已有的研究还证实土壤交换性钾含量与马铃薯产量的关系并不稳定,仅依靠土壤测试制定钾肥施用方案存在较大的误差,因而马铃薯钾素营养状况诊断并依此指导生育期钾肥施用就显得必要。业已发现叶柄钾浓度能很好的反映马铃薯植株的钾素营养状况,对土壤供钾高度敏感,与块茎产量存在很好的数量关系,因此,用于指导马铃薯施肥的叶柄的临界钾浓度被不同研究人员确立,但干重基础的叶柄钾浓度指标指导施肥实践的时效性较差,这意味着简便快速的诊断方法有待建立。     

甘薯淀粉产量及相关性状的遗传多样性和关联度分析

甘薯[Ipomoea batatas(L.)Lam.]是加工淀粉和燃料乙醇的重要原料,是目前我国最具开发前景的非粮食类新型能源作物。选育高淀粉产量的能源型甘薯新品种是甘薯育种的重要目标。为了获得准确筛选高淀粉产量育种材料的性状指标,提高甘薯高淀粉产量育种效率,缩短育种周期,本研究利用不同甘薯品种(系)的自然变异,根据淀粉产量、不同生长发育阶段的5个主要农艺性状和3个淀粉合成关键酶活性测定结果,利用相似系数和遗传距离矩阵,以类平均法对国内48份不同淀粉产量甘薯种质资源进行了遗传多样性分析,通过关联度分析研究了淀粉产量与不同时期农艺性状、淀粉合成关键酶活性的相关性。结果表明:48份甘薯种质资源材料在不同时期农艺特征差异较大;不同时期农艺性状的聚类结果中,栽后100 d的农艺性状与淀粉产量关联度最大,淀粉产量与该时期的基部分枝数呈极显著负相关(r=0.428),与干率呈极显著正相关(r=0.423),而与最长蔓长、单株结薯数和单株鲜薯重相关性不显著。48份甘薯种质材料在不同时期的酶活聚类结果差异明显。不同时期的甘薯淀粉合成关键酶活性聚类结果中,栽后50 d酶活聚类与淀粉产量聚类结果关联度最大,淀粉产量与该时期测得的ADPG焦磷酸化酶(ADPG-PPase)活性呈负相关关系(r=0.163),与蔗糖合成酶(SS)活性(r=0.101)、蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性(r=0.016)呈正相关,但相关性均未达到显著水平。加之淀粉合成关键酶活性测定步骤繁琐,不适宜作为甘薯高淀粉产量育种早期选择的生理指标。在高淀粉产量育种材料筛选时可于栽后100 d对农艺性状进行综合考察,重点考虑干率较高及分枝数较少的品系。本研究可为甘薯高淀粉产量育种提供一定的理论依据。     

基于Meta-analysis的中国马铃薯地膜覆盖产量效应分析

为了定量综合分析中国近30 a地膜覆盖对马铃薯的增产效果,该研究综合已发表的田间试验研究数据,应用Meta-analysis方法定量分析使用地膜后马铃薯产量的增产率或减产率,并探讨其时空分异特征及其影响因素。通过文献检索,共获得84篇有关地膜覆盖马铃薯生产试验文献。经严格筛选,共从42篇文献中获得52组数据,分布于中国14个省(市、区),涵盖西北、西南和东南3个主要区域。主体数据经Meta分析表明:地膜覆盖在西北地区增产效应最显著,相对增产率为35.6%;其次是东南和西南地区,相对增产率分别为20%和12%;从全国时间序列看,1990年以后地膜相对增产率较高,但2010年后地膜增产效果有降低趋势;白色地膜与黑色地膜、垄作和平作对地膜增产效应影响不显著;在年均降水量500 mm和年均温10℃的区域地膜增产效应最明显,地膜相对增产率分别为40.5%和37.6%。进一步分析表明,2010年后地膜覆盖效果在年均降水量500 mm且年均温10℃的地区和年均降水量500 mm且年均温10℃的地区均呈现降低趋势,说明全球气候变暖可能对地膜增产产生负面影响,或随着使用年限增加地膜开始表现出对产量的负面效应。该研究可为地膜覆盖技术应用提供参考。     

马铃薯晚疫病CARAH预警模型在四川春马铃薯上的应用

为明确马铃薯晚疫病CARAH预警模型在四川春马铃薯上的适用性,选择在四川不同海拔高度的马铃薯种植基地运用CARAH预警模型监测马铃薯晚疫病的发生和进行防控指导。结果表明,海拔高度越高,马铃薯晚疫病侵染程度越低,海拔3500 m以上时,主要以轻度侵染为主,海拔3500 m以下时,主要以中度和重度侵染为主。不同品种出现中心病株时的马铃薯晚疫病侵染循环代数不同,相同品种在不同地区出现马铃薯晚疫病中心病株时所处的侵染循环有所差别,可能与不同地区马铃薯晚疫病菌致病力存在差异有关。利用马铃薯晚疫病CARAH预警模型指导药剂防治,5种药剂仍表现出较高的防治效果,且不存在显著性差异。     

腐植酸对甘薯吸收利用矿质元素的影响

为探讨腐植酸对甘薯吸收利用矿质元素的影响,并为研究甘薯植株及土壤中矿质元素含量的变化情况,在大田生产条件下施用腐植酸。结果表明：施用腐植酸以后,甘薯对各矿质营养元素的吸收积累量均显著增加,增幅为12.87%~29.84%;矿质元素吸收积累量增加与腐植酸提高了不同生长时期甘薯对矿质元素的吸收速率有关,生长后期的吸收速率增幅最大。同时,施用腐植酸提高了收获期土壤中有效P、Ca、Mg和K元素的含量;使N、K、Ca、S、B和Cu的块根生产效率显著提高。施用腐植酸可以改善甘薯的矿质营养条件、提高部分矿质元素的块根生产效率。     

模糊数学感官评价法优化紫薯酸奶加工工艺

以新鲜紫薯和全脂奶粉为主要原料,通过正交试验和模糊综合评价法优化凝固型紫薯汁酸奶的生产工艺.结果表明,在紫薯汁添加量为87.5％,嗜热链球菌和保加利亚乳杆菌含量为1％,白砂糖4％,发酵温度42℃,发酵时间6.4 h的条件下制得的凝固型紫薯酸奶感官评分为92.4分,酸度为88.57°T,花青素含量为2.104 mg/g,其质地均匀、口感黏稠、气味兼具牛奶的醇香和紫薯的香甜,色泽鲜亮呈淡紫粉色,感官品质最好.     

发酵紫薯冻干粉的研制及其在低糖低脂奶片中的应用

以紫薯为主要原料制备发酵紫薯冻干粉,以感官评分为考察指标,通过响应面法确定紫薯发酵的最佳工艺参数,并以发酵紫薯冻干粉为主要原料之一,添加脱脂奶粉和菊糖制作低糖低脂发酵紫薯奶片,通过电子鼻对低糖低脂发酵紫薯奶片及普通低脂紫薯奶片进行特征风味物质分析。结果表明,发酵紫薯冻干粉最佳制作工艺为：紫薯发酵时间9.5 h,发酵温度37.6 ℃,混合发酵剂添加量7.6%,料液比9∶14（g/mL）,该工艺条件下生产的产品感官品质最高。电子鼻分析结果表明,发酵前后奶片的风味成分差别较大,不同工艺配方制作的紫薯奶片挥发性成分差异明显,添加菊糖和白砂糖对紫薯发酵奶片风味第一主成分影响极小,说明菊糖可以替代白砂糖加入到发酵紫薯奶片中,该研究能够为低糖奶片的生产研发以及紫薯深加工提供新思路。