引进马铃薯种质资源块茎及全粉色泽品质性状的评价研究

【目的】对引进的具有优良田间农艺性状的马铃薯种质材料进行块茎及全粉色泽品质分析,探究贮藏环境对马铃薯块茎内成分及全粉色泽品质的影响,丰富全粉加工型马铃薯种质资源.【方法】将引进的11个马铃薯种质材料分别贮藏在4、25℃条件下0、60、120 d后进行块茎及全粉色泽品质分析,测定材料块茎内淀粉、可溶性糖、还原糖的含量,分析在不同贮藏条件下块茎和全粉的色泽变化特性,分析块茎内淀粉、可溶性糖、还原糖的含量与块茎和全粉色泽的相关性.【结果】试验材料在25℃贮藏120 d时块茎和全粉的色泽变化最大.短时期内60 d、4℃低温贮藏环境对马铃薯鲜薯块茎和全粉色泽影响的程度显著大于25℃贮藏环境,而在长时间120 d、4℃低温贮藏环境对马铃薯鲜薯块茎和全粉色泽的变化具有抑制效应.在贮藏过程中,马铃薯块茎色泽的变化与块茎内可溶性糖和还原糖含量显著相关,块茎内可溶性糖含量越高,其全粉的光泽度越暗.【结论】马铃薯块茎内可溶性糖含量与其全粉色泽显著相关,是判定全粉加工型品种的重要指标.引进材料中CIP301040.63和CIP397067.2是适合全粉加工的潜在品种及优良亲本材料,可有效补充我国马铃薯种质资源,有利于全粉加工型马铃薯品种的选育.     

转PPase基因对马铃薯块茎休眠特性的影响

利用农杆菌介导法将组成型表达启动子CaMV 35S驱动的正义和反义无机焦磷酸酶(PPase)基因导入到马铃薯栽培品种‘费乌瑞它’的试管薯中,通过PCR检测证明PPase基因已转入马铃薯基因组中.对转基因株系及对照植株块茎的休眠特性的测定表明,分别在4℃低温和25℃室温贮藏条件下的转反义基因马铃薯株系块茎的休眠期较对照株系均延长了2~3周;转正义基因马铃薯株系块茎的休眠期较对照株系均提前了2~3周;且在4℃低温贮藏条件下的转基因马铃薯株系及对照块茎的休眠期比25℃条件贮藏的长2~3周,为进一步利用PPase基因改良马铃薯块茎休眠特性提供科学依据.     

淀粉-糖代谢酶活性变化对块茎还原糖积累及加工品质的影响

以不同贮藏温度条件下的‘鄂马铃薯1号’和‘鄂马铃薯3号’品种为材料,对贮藏块茎还原糖、总糖含量及淀粉-糖代谢中酶活性变化规律进行研究,以明确马铃薯炸片色泽指数的主要影响因素。结果表明,贮藏期间低温是促进块茎还原糖累积的主要影响因素,还原糖含量与炸片色泽具有极显著直线正相关。进一步分析表明,在4℃贮藏条件下,腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(AGPase)、尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UGPase)和蔗糖合成酶活性(SuSy)与块茎还原糖含量呈显著负指数相关,酸性转化酶(Acid Inv)和碱性转化酶活性(Alkaline Inv)与块茎还原糖的积累呈显著直线正相关,是淀粉-糖代谢过程中影响块茎低温糖化的重要因素。     

超表达番茄GDP-D-甘露糖焦磷酸化酶基因马铃薯对温度胁迫的响应

 【目的】研究番茄GDP-甘露糖焦磷酸化酶基因（GMPase）在马铃薯中的超表达对其抵御温度胁迫能力的影响。【方法】利用已经获得的超表达番茄GMPase的两个转基因马铃薯株系,用野生型马铃薯作对照,比较其在常温（25/20℃）、温度胁迫（10/5℃低温处理3 d,35/30℃高温处理3 d）及25/20℃恢复3 d后GMPase的相对表达量、抗坏血酸（AsA）含量及其相关生理指标的变化。【结果】在常温、温度胁迫与恢复阶段,与野生型植株相比,转基因马铃薯植株具有较高的GMPase相对表达量、GMPase活性、AsA和脱氢抗坏血酸（DHA）含量;高温和低温胁迫后,转基因马铃薯的脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（MDAHR）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性均明显提高,丙二醛（MDA）和H2O2含量及细胞质膜透性均明显降低。【结论】番茄GMPase在马铃薯中的超表达可能有提高马铃薯植株抵御温度胁迫的能力。     

马铃薯sAGP基因表达对块茎淀粉和还原糖含量的影响

 通过根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导将CaMV 35S驱动的正/反义sAGP基因导入马铃薯（Solanum tuberosum L.）品种鄂马铃薯3号（E3）和南中552（N552）以研究sAGP基因对马铃薯块茎淀粉-糖代谢的影响。PCR扩增和Southern杂交证明正/反义sAGP基因已整合到马铃薯基因组中。Northern杂交分析表明，该正/反义基因在转基因植株中均能正常转录。转基因植株块茎分析显示，导入正义基因的株系中除4个与转反义基因表现相同外，其余19个株系AGPase酶活性平均上升约25％，还原糖含量下降20％左右，淀粉含量增加5%～6％。其中3个测定指标与各自对照相比，差异均达到显著水平的有A8、C1和C5，最大变化幅度分别为酶活性上升53.5％，还原糖含量下降60.1％，淀粉含量增加33.9％。转反义sAGP基因的15个株系中，AGPase酶活性平均下降约27％，还原糖含量上升近36％，淀粉含量下降亦达27％，其中株系B5、B6、B8和D7的这3个指标均与各自未转基因对照差异显著。本研究结果表明，sAGP基因与AGPase酶活性直接相关，而AGPase很大程度上调节着马铃薯块茎淀粉-糖代谢，通过增强sAGP表达，能有效改良块茎的加工品质。     

应用ihpRNA干扰技术创制高支链淀粉马铃薯材料

【目的】创造块茎高支链淀粉或纯支链淀粉含量的转基因马铃薯材料。【方法】以构建的由Patatin启动子驱动的pBI121g-PgABI为干扰表达载体,采用农杆菌介导法转化马铃薯优良品种甘农薯2号。用PCR、Southern blotting、半定量RT-PCR和实时荧光定量PCR技术检测转基因植株,并对转基因植株的微型薯进行淀粉含量的测定。【结果】通过农杆菌介导法获得10个转基因株系。PCR和Southern杂交结果证明,目的基因已被整合到基因组中,通过半定量RT-PCR分析表明,转基因株系中GBSSI的表达均受到明显抑制,且在6个转基因株系中检测不到mRNA的表达。进一步通过real-time PCR分析表明,转基因株系中GBSSI的mRNA沉默效率为66.27%—93.53%;转基因株系微型薯的淀粉含量也发生明显变化,其支链淀粉含量高达90.16%—98.84%,比对照高出10.31%—20.92%。转基因株系GBSSI的mRNA沉默效率与支链淀粉含量呈显著正相关（r=0.937,P<0.01）。【结论】采用ihpRNAi技术可有效抑制马铃薯块茎中内源GBSSI表达,获得高支链或纯支链淀粉含量的马铃薯材料。     

转MnSOD基因仙客来植株的获得及其对高温胁迫的抗性

【目的】制备转MnSOD基因仙客来植株,检测其对高温胁迫的抗性。【方法】以仙客来组培苗的叶片为受体材料,采用根癌农杆菌介导法将MnSOD基因导入仙客来,对获得的抗性株系进行分子生物学检测,并测定转MnSOD基因仙客来组培苗在36℃高温胁迫下的SOD活性、MDA含量、细胞膜相对透性和可溶性蛋白含量。【结果】获得35个仙客来抗性株系,其中3个株系经GUS组织化学染色、PCR和Southern印迹检测表现为阳性,表明外源基因整合到仙客来基因组中。转基因仙客来的SOD活性始终高于非转基因植株,细胞膜透性和MDA含量上升的速度低于非转基因植株,可溶性蛋白含量高于非转基因植株。【结论】获得了转MnSOD基因仙客来植株,其对高温胁迫的抗性高于非转基因植株。     

马铃薯贮藏期间几个主要加工品质指标变化的探讨

以宁夏南部山区近几年几个主栽品种为试验材料,测定了不同贮藏时期几个主要加工品质指标.结果表明:其加工所要求的主要的品质指标干物质、淀粉含量在收获时最高,随着贮藏时间的延长,不同品种马铃薯块茎干物质、淀粉含量均有不同程度的下降趋势.贮藏中期下降最多,贮藏末期各品种干物质、淀粉含量有所回升.还原糖等含量的变化与淀粉磷酸化酶、蔗糖转化酶的活性息息相关.随着低温贮藏天数的延长,不同品种马铃薯还原糖含量呈上升趋势.因此,在马铃薯加工利用时,对于低温长时间存贮的马铃薯根据加工利用目的如淀粉加工、食品加工必须进行升温贮藏,以降低淀粉磷酸化酶的活性,增加淀粉合成酶的活性,使糖转化为淀粉,提高块茎的淀粉含量,降低还原糖含量.     

马铃薯抗低温糖化渐渗系培育和炸片品系筛选

【目的】选择具有2n配子的马铃薯原始栽培种和野生种品系,与当地主栽品种杂交、回交多年获得马铃薯渐渗系,从中筛选适宜的马铃薯炸片品系和最佳抗低温糖化渐渗系亲本,开辟马铃薯原始栽培种和野生种利用的新途径和方法。【方法】通过马铃薯渐渗系后代群体田间农艺性状选择,不同储藏条件对炸片品质影响分析以及块茎中还原糖、酸性转化酶、游离氨基酸、薯片色泽和丙烯酰胺含量之间的相关性分析。【结果】原始栽培种S.phureja和野生种S.chacoense来源的渐渗系产量、干物质含量、商品率显著高于S.vernei和S. raphanifolium来源的渐渗系。低温储藏（4℃）180 d中,不同渐渗系还原糖积累能力显著不同。渐渗系0712-33、0722-90、0732-43和0742-66的还原糖含量较低,油炸后产生的丙烯酰胺含量较低,色泽鲜亮均匀,具有优良的炸片加工特性。【结论】利用马铃薯原始栽培种和野生种与栽培种杂交、回交创造马铃薯抗低温糖化渐渗系是一种有效可行的马铃薯育种方法,原始栽培种S.phureja和野生种S.chacoense是适合炸片品质改良的渐渗系亲本。     

甘肃省两个生态区马铃薯加工品质差异和加工品系筛选

【目的】对两个不同生态区域种植的马铃薯品种和品系在低温贮藏不同时间后,通过对加工品质主要成分差异的分析,筛选适应性广的炸片炸条加工品系.【方法】对两个不同生态条件下种植的1个马铃薯品种和4个品系低温储藏后块茎中还原糖、蔗糖、游离氨基酸、绿原酸、抗坏血酸和柠檬酸含量进行测定并比较分析.【结果】还原糖含量,绿原酸含量在两个生态区表现出相同的变化趋势,是评价加工品质的关键指标.游离氨基酸含量、蔗糖含量、柠檬酸含量、抗坏血酸含量可以作为间接指标.【结论】这些指标同时可以作为筛选适应不同生态类型区加工型品种的品质标准;应用以上指标对4个马铃薯品系进行分析,筛选出炸片炸条加工新品系‘08116-39’.     

Effects of Variation in Activities of Starch-Sugar Metabolic Enzymes on Reducing Sugar Accumulation and Processing Quality of Potato Tubers

The experiment was designed,via storing potato tubers of cv.E-Potatol and E-Potato3 in different temperatures,to explore the variation patterns of reducing sugar(RS)and total sugar(TS)contents and enzyme activities that are involved in the pathway of starch-sugar metabolism aiming at identifying the main factors that influence the chip color.The results showed that low temperature in storage was a main factor that accelerated the accumulation of RS of the stored tubers and a very significant linear relationship existed between RS content and chip color index(CCI)of the tubers.Further analysis elucidated that when tubers stored at 4℃,the activities of ADP glucose pyrophosphorylase(AGPase),UDP glucose pyrophosphorylase(UGPase)and sucrose synthase(SuSy)were negatively exponential to the RS content significantly while that of acid invertase and alkaline invertase was significantly linear to RS content.It suggested that these enzymes could play main roles in the cold sweetening of potato tubers through regulating starch-sugar metabolism.     

南方稻田冬季马铃薯覆盖栽培对土壤水热及产量的影响

土壤水热状况是影响南方稻区冬种马铃薯生长和产量的重要环境因素。本文研究了露地无覆盖(对照)、稻草、渗水膜、普通膜和黑色膜覆盖处理对土壤水热、马铃薯生长和产量的影响。结果表明:马铃薯全生育期内各处理0cm-20 cm土壤温度依次为普通膜>渗水膜>黑色膜>稻草>对照,表明覆盖可提高表层(0cm-20 cm)土壤温度。稻草覆盖处理比对照提高0cm-5 cm土壤含水量5.9%,达显著性差异水平(p<0.05);3种膜覆盖处理比对照显著降低了0cm-15 cm土壤含水量;各覆盖处理对20cm-25cm土壤含水量影响不显著。渗水膜覆盖比对照降低0cm-5 cm土壤容重2.0%,稻草覆盖比对照降低了15cm-20 cm土壤容重4.0%。渗水膜覆盖与对照的马铃薯出苗率基本一致,但稻草覆盖使马铃薯出苗率降低21.7%。渗水膜和黑色膜覆盖比对照显著增产22.0%和6.9%,稻草和普通膜减产21.2%和19.5%。渗水膜和黑色膜覆盖比对照提高大薯个数79.0%和31.6%;渗水膜覆盖提高马铃薯块茎商品率44.1%,并提高块茎淀粉含量7.4%。试验表明:南方稻田冬季马铃薯渗水膜覆盖栽培,对改善土壤水热状况及提高马铃薯产量和商品性具有重要作用,是冬季马铃薯优质高产栽培的重要措施。     

贮藏温度对马铃薯块茎还原糖含量的影响

以马铃薯栽培品种 (系 )甘农薯 1号、甘农薯 2号、甘农薯 3号的块茎为试验材料 ,在 1 5～ 2 0℃、5～7℃和 4℃下分别贮藏 1 2 0 d,并将 5～ 7℃下贮藏 6 0 d和 4℃下贮藏 90 d的块茎分别转移到 1 5～ 1 6℃和 1 8～2 0℃的条件下保存 1 0 d和 2 0 d。结果表明 ,1 5～ 2 0℃下贮藏的块茎还原糖含量随贮藏时间的延长变化不大 ,在 5～ 7℃和 4℃下贮藏的块茎还原糖含量逐渐增加 ,当其转移到高温条件下 ( 1 5～ 1 6℃和 1 8～ 2 0℃ )保存 1 0d和 2 0 d后 ,块茎还原糖含量又呈下降趋势。不同品种还原糖含量的变化对温度的反应敏感程度不一样 ,在高温下还原糖逆转为淀粉的能力不同。甘农薯 1号具有较高的高温逆转能力     

马铃薯原地留存主要品质变化 及其影响因素剖析

为探寻马铃薯原地留存储藏方式的可行性,为该项保鲜贮藏技术推广应用提供一定的科学基础理论, 在黔西北六盘水水城县5 个样地选取当地广泛种植的威芋3 号和会-2 号为供试样品,通过分析田间留存贮藏方式 下马铃薯的干物质\淀粉\还原糖\维生素C 等品质指标含量状况,测定相应的气候和土壤物理化学指标,剖析影响 该贮藏方式下马铃薯保鲜品质的主要环境因子.结果表明:在原地留存贮藏方式下,马铃薯的干物质淀粉和Vc 含 量均在贮藏初期最高,随着贮藏时间的延长而逐渐下降,还原糖含量则相反曰同一马铃薯品种在高海拔地区的贮藏 品质优于低海拔地区,温度是马铃薯贮藏品质的主要影响因子,温度越高袁光照越强,降水量越少袁马铃薯的贮藏效 果就越,影响马铃薯原地留存块茎品质的优劣土壤环境因子有产地的土壤养分、土壤含水量、土壤物理性粘粒等 理化性质,起主要作用的是土壤养分状况。     

甘薯采后生理、主要病害及贮藏技术研究

目的】中国种植甘薯约670万hm2,年产量1亿t,因贮藏不当,霉烂变质15%左右。论文研究甘薯采后呼吸类型、贮藏温度和贮藏期主要病害,探讨不同贮藏方法对主要病害和采后生理的影响,为甘薯贮藏保鲜提供理论依据和技术参数。【方法】以陕西省主栽品种秦薯5号为试材,采用气流法测定呼吸强度,分别在（10±0.5）、（11±0.5）、（12±0.5）、（13±0.5）℃温度下贮藏,通过比较腐烂指数确定贮藏温度。对病原菌进行科赫氏验证、ITS序列分析和形态学鉴定,根据病原菌孢子繁殖情况确定噻苯咪唑（TBZ）熏蒸用量,以目前采用的甘薯杀菌剂甲基托布津粉剂作对照。贮期用DNS比色法测定多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性,用试剂盒法测定淀粉酶和超氧化物歧化酶（SOD）活性,抗坏血酸含量测定用2,6-二氯酚靛酚滴定法,淀粉含量测定用酸水解法,还原糖含量测定用DNS比色法,原果胶含量测定用咔唑比色法。研究经过TBZ熏蒸、贮前低温（3、4、5℃）处理、塑料袋包装,秦薯5号贮期SOD、淀粉酶、PG的活性,分析淀粉、还原糖、抗坏血酸、原果胶的含量变化,计算贮藏后期腐烂指数和商品率。试验数据采用Excel 2010统计软件整理分析,多重比较采用Duncan新复极差测验。【结果】甘薯为呼吸跃变型,最适贮藏温度为11℃,贮藏期间主要病害黑斑病病原菌为暗梗孢科砖隔孢亚科(Dietyosporoideae of Dematiaceae)交链孢霉属（Alternaria Nees ex Wallr.）甘薯交链孢霉菌(A.bataticola Ikata),TBZ抑制病原菌孢子繁殖作用明显。甘薯采后经室温愈伤,贮前低温处理,TBZ熏蒸,塑料袋包装,11℃下贮藏,能够显著抑制淀粉酶、PG酶活性,保持SOD酶较高活性,从而降低了淀粉转化成糖的速率,使抗坏血酸含量维持较高水平,延缓了甘薯采后生理衰老进程,保持了甘薯原有良好品质。【结论】甘薯采收以后在自然条件下放置5 d,使其愈伤,然后转入冷库在4℃下低温处理2 d,再将冷库缓慢升温,每天升温1℃,直至11℃下长期贮藏。在冷库升温期间用含量为4.5%的TBZ熏蒸剂按6 g•m-3用量处理3 h,塑料袋包装,贮藏210 d,腐烂指数0.185,商品率93%。甘薯贮前经愈伤、低温处理,TBZ熏蒸结合塑料袋包装,在适宜的温度下贮藏,保鲜效果理想,食用安全卫生。     

Over-Expression of Tomato GDP-Mannose Pyrophosphorylase （GMPase） in Potato Increases Ascorbate Content and Delays Plant Senescence

GDP-D-mannose pyrophosphorylase (GMPase) catalyses the synthesis of GDP-D-mannose and represents the first committed step in the synthesis of ascorbate. In the present study, the GMPase gene of tomato was introduced into potato by Agrobacterium-mediated transformation. Two transgenic lines with higher GMPase expression were selected using qPCR and protein blot analyses. The results showed that the content of L-ascorbic acid (AsA) and the ratio of AsA/DHA (dehydroascorbate) significantly increased in both leaves and tubers of transgenic potato plants. Both pigment content and photosynthetic rate were much higher in transgenic plants than in wild-type plants. Transgenic plants showed a distinguishable change in phenotype from the wild-type plants. Furthermore, transgenic plants showed delayed senescence.     

马铃薯块茎低温反应抑制差减文库的构建及鉴定

本研究以4℃(Tester)和20℃(Driver)处理的马铃薯野生种Solanum berthaultii的无性系CW2-1块茎为材料,构建马铃薯块茎低温反应抑制差减文库以进一步筛选差异表达基因。通过PCR鉴定后,获得了含有2 112个阳性克隆的差减杂交文库。采用反向Northern方法对差减文库进行筛选鉴定,得到274个含有显著表达差异基因（P/N>3）的阳性克隆。从274个克隆中挑选了53个克隆进行测序和同源比对分析,合并后获得29个代表不同基因的非重复序列片段,表明文库具有较高质量。并随机选取了其中4个EST进行基因表达分析,结果显示,在耐低温糖化的S. berthaultii块茎中,4℃下贮藏的块茎基因表达强度高于20℃贮藏的块茎;同在4℃贮藏条件下,S. berthaultii和易低温糖化栽培种E1的块茎中基因的表达量亦存在差异,证明所构建的差减文库富集了马铃薯块茎对低温响应的基因。     

生菜低温胁迫转录因子LsICE1的克隆、特征分析及其转化水稻

 【目的】克隆生菜（Lactuca sativa L.）低温胁迫转录因子LsICE1,对其进行序列分析和水稻遗传转化,研究超表达LsICE1基因对水稻耐低温能力的影响。【方法】设计简并引物,利用RT-PCR技术获得生菜LsICE1基因保守区域,再通过SON-PCR技术获得LsICE1基因的5′端和3′端,拼接得到全长的cDNA。对该序列进行生物信息学分析,采用半定量RT-PCR研究LsICE1的低温表达模式。最后构建植物表达载体,利用农杆菌介导法对水稻进行遗传转化。通过比较低温处理后对照和转基因株系的存活率和生理指标,鉴定超表达LsICE1基因对水稻耐低温能力的调控作用。【结果】测序结果显示,拼接后的cDNA片段长1 622 bp,包含一个1 497 bp完整的开放阅读框,编码498个氨基酸残基,命名为LsICE1,GenBank登录号为HQ848932。半定量RT-PCR研究表明,LsICE1基因是冷诱导条件下差异表达的基因。进化树分析表明,LsICE1蛋白与葡萄的ICE1蛋白亲缘关系最近,处于同一进化分枝。PCR和RT-PCR分子检测证明,LsICE1基因已经整合到水稻基因组中。与对照相比,低温处理后超表达LsICE1基因的转基因株系存活率和脯氨酸含量明显增加,相对电导率和丙二醛含量积累速率明显下降。【结论】首次从生菜中克隆了低温胁迫转录因子LsICE1,超表达LsICE1基因水稻株系提高了抗低温胁迫能力。     

1株马铃薯内生Bt菌株的鉴定及其对干旱胁迫的缓解作用

【目的】探究马铃薯内生细菌Bt缓解宿主干旱胁迫的生理响应,为内生细菌缓解马铃薯干旱胁迫的机理及抗旱管理提供理论依据。【方法】对1株分离培养自马铃薯叶片的内生细菌Bt,利用形态学和分子测序方法进行种类鉴定,并测定该菌株在低水势下的生存能力及代谢产物活性;采用盆栽试验,利用PEG-6000进行模拟干旱胁迫处理,干旱处理分为正常浇水（CK:PEG-6000浓度为0）、中度干旱胁迫（D1:PEG-6000浓度为20%）和重度干旱胁迫（D2:PEG-6000浓度为25%）,研究接种Bt内生菌株在干旱胁迫下对马铃薯的促生作用和生理响应,并对其进行抗旱性评价。【结果】分子鉴定结果表明,Bt为芽孢杆菌属（Bacillus）苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis）,该菌株具在低水势下生存的能力、产IAA活性和ACC脱氨酶活性,干旱胁迫下接种Bt对马铃薯促生效果明显。与CK相比,马铃薯植株的根长有所增加但不显著（P>0.05,下同）,株高和茎粗在D2处理下较CK分别增加16.7%和16.0%;在D1、D2处理下接种Bt后,植株叶片相对叶绿素含量（SPAD值）、气孔导度较CK分别提高...