环境与植物激素对马铃薯块茎休眠与 萌发的影响研究

马铃薯是重要的经济作物,其块茎休眠期的长短一定程度上影响马铃薯的经济效益,而芽的萌发则是打破休眠的标志。目前,由于马铃薯块茎休眠及芽萌发机制尚不明确,严重阻碍马铃薯的种薯生产以及块茎的加工利用。因此,研究马铃薯块茎休眠和芽的萌发机制具有重要的经济价值。综述了植物激素和环境因素对马铃薯块茎休眠及芽萌发的影响,以期为马铃薯的贮藏保鲜和加工利用等提供参考。     

基于侯选基因标记的四倍体马铃薯休眠QTL关联分析

休眠期是马铃薯(SolanumtuberosumL.)重要的块茎性状之一,寻找调控马铃薯块茎休眠的关键基因,揭示其分子机制以选育具有适宜休眠期长度的马铃薯品种,对于解决当前马铃薯产业中过长或过短休眠期带来的经济损失和食品安全隐患等问题十分关键。前期研究在二倍体马铃薯连锁群体中定位了6个加性休眠QTL,本研究拟在四倍体马铃薯育种材料中验证这些休眠QTL。基于休眠QTL连锁的候选基因标记,采用混合线性模型(MLM),模型中考虑群体结构和亲缘关系(Q+K),在四倍体马铃薯自然群体St-hzau中对马铃薯块茎休眠期进行了关联分析。5号染色体上休眠QTL DorB5.3连锁的候选基因标记S199_300和GWD (根据葡聚糖水双激酶α-glucan water dikinase基因设计)与马铃薯块茎休眠期具有显著的关联(P0.05),分别解释了休眠期表型变异的7.8%和3.2%,分别能增加休眠期7.1 d和4.5 d,即在二倍体马铃薯连锁群体中定位的稳定主效休眠QTL DorB5.3在四倍体马铃薯关联群体St-hzau中也表现显著, DorB5.3的稳定性在关联分析结果中得到了验证,表明候选基因标记策略在马铃薯块茎休眠QTL关联分析中是一种有效的策略。本研究所验证的主效休眠QTL DorB5.3及相应连锁标记可以直接用于马铃薯休眠育种。据此可以推测GWD可能在控制还原糖含量和块茎休眠2个方面均发挥作用,马铃薯块茎休眠机制与还原糖含量变化机制可能存在着部分交叉。     

转PPase基因对马铃薯块茎休眠相关生理特性的影响

马铃薯块茎的休眠和发芽对于马铃薯栽培、贮藏保鲜和加工等具有十分重要的意义。本研究以25℃室温条件下贮藏90d后的转正义和反义无机焦磷酸酶(PPase)基因马铃薯Favorita的块茎为材料,对贮藏块茎的PPase活性和及Pi、可溶性糖、淀粉、蛋白质含量进行了测定,以探讨PPase基因对马铃薯相关休眠生理特性的影响。结果表明,与对照相比,转正义PPase基因的两个株系F-2-1和F-2-4块茎中的PPase活性、Pi含量和可溶性糖含量增加、淀粉含量和蛋白质含量降低,且与对照相比均达到极显著水平(只有F-2-4淀粉含量与对照相比无显著性变化);转反义PPase基因的两个株系F-1-1和F-1-2块茎中PPase活性、Pi含量和可溶性糖含量降低、淀粉含量增加,与对照相比均达到极显著性水平,而蛋白质含量与对照相比无显著性变化。     

马铃薯块茎休眠及萌发过程中几种酶活性变化

以马铃薯脱毒试管薯为试验材料，研究块茎休眠和块茎顶芽萌发生长过程中几种相关酶活性变化。结果表明，块茎贮藏过程中淀粉酶、淀粉磷酸化酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性的消长，与块茎形态上的休眠及萌发有密切关系。处于休眠期间的块茎内淀粉酶和淀粉磷酸化酶活性很低，随着休眠的解除及顶芽萌动活性逐渐增强，当顶芽开始生长时活性再镒降低；过氧化物酶和多酚氧化酶在块茎休眠时活性较高，顶芽萌动后活性迅速下降；不同品种间这四种酶的变化趋势基本相同。     

探讨生长调节剂在马铃薯生产中的应用

详细分析了几种常用的植物生长调节剂在义县马铃薯生产中的增产机理和应用技术,为指导当地马铃薯生产提供理论根据和实践经验。在义县马铃薯生产中应用植物生长调节剂,可以显著改善作物植株代谢或生长发育,既可以打破块茎的休眠,又可以促进种子的萌发、促进扦插生根,从而加速繁殖;既可以促进茎叶生长,进而控上促下,提高单位产量,还可以抑制萌发,延长块茎贮藏时间。     

马铃薯块茎休眠解除过程中NOX酶活性变化及其蛋白质结构分析

本研究测定了马铃薯块茎休眠解除过程中NADPH氧化酶(NADPH oxidase,NOX)的酶活性,用q RT-PCR方法检测了马铃薯St NOXs基因在块茎休眠解除过程中的相对表达量,并利用生物信息学方法分析了St NOX3基因编码蛋白质的可能结构和功能。情况表明:马铃薯块茎休眠解除过程中NOX酶活性呈升-降-升-降的动态变化过程;q RT-PCR情况显示St NOX3基因的相对表达量与NOX酶活性呈相同的变化趋势;生物信息学分析表明该基因编码940个氨基酸,蛋白质相对分子量为106 004.79,等电点为8.76。研究情况为进一步阐明St NOX基因家族在马铃薯块茎休眠解除过程中的作用奠定了基础。     

马铃薯StNCED1基因过表达载体的构建及其遗传转化

马铃薯块茎的休眠和发芽对于块茎生产和加工极为重要,延长块茎休眠期有助于降低块茎水分和养分的消耗,从而提高其应用价值。本研究用PCR方法从马铃薯中克隆了9-顺式-环氧类胡萝卜素双氧合酶(NCED)编码基因St NCED1,并构建了马铃薯块茎特异表达启动子CIPP驱动的St NCED1基因的植物过表达载体p BIC-St NCED1,然后通过根癌农杆菌介导法转化马铃薯栽培品种"陇薯3号"获得转化植株,经卡那霉素抗性筛选得到5株抗性苗,PCR检测证明St NCED1基因已整合到马铃薯的基因组中。qRT-PCR检测表明St NCED1基因在转基因植株试管薯中的表达量分别比未转基因的对照增加2.10~8.09倍。该研究有助于培育块茎休眠期延长的马铃薯新种质。     

马铃薯块茎休眠解除过程中CAT酶活性变化及其编码基因的生物信息学分析

以马铃薯栽培品种"克新4号"为试验材料,测定了在马铃薯块茎休眠解除过程中H2O2含量、CAT活性和CAT基因的相对表达量,并对CAT基因及其编码的蛋白质进行生物信息学分析。结果表明:马铃薯块茎中的H2O2含量和CAT活性变化与CAT1基因表达量变化的趋势相同,均在收获后第40 d达到最大值。马铃薯CAT1的CDS区长1 479 bp,编码492个氨基酸,是一种亲水性蛋白,有12个磷酸化位点,其与番茄CAT同源性高达99%。研究结果为阐明CAT在马铃薯块茎休眠解除过程中的作用提供了基础。     

种子休眠与呼吸作用(文献综述)

种子的休眠是植物的一种适应性,同时与生产实践存在着密切的关系.休眠种子在需要它发芽的时候不能发芽,往往会延迟萌发和生长,从而影响田间密度以致降低产量,因此进行适当的处理来破除休眠,     

施肥对马铃薯花芽分化进程及其相关生理指标的影响

为研究马铃薯块茎产量品质的形成机理,采用显微照相法和相对叶绿素含量测定仪SPAD-502plus,研究2个施肥处理下马铃薯花芽分化过程,叶片内淀粉还原糖含量及相对叶绿素含量。结果表明,马铃薯块茎形成与花芽分化时间有关,分化越早,块茎发生越早;马铃薯花芽分化的过程是由外而内进行的,分别为花原基分化、花萼分化、花瓣分化、雄蕊分化期、雌蕊分化期;马铃薯相对叶绿素含量（SPAD值）的变化趋势与叶片内淀粉还原糖含量基本一致,花芽分化期达最大值;通过试验研究得出马铃薯块茎产量品质的形成与花芽分化时间及期间叶片内营养水平、叶绿素含量显著相关。     

分期施肥对马铃薯新品种‘兴佳2号’产量和品质的影响

为明确分期施肥对马铃薯产量和品质的影响,总结出马铃薯合理施肥技术,本试验以马铃薯新品种‘兴佳2号’为材料,采用随机区组设计,研究了分期施肥对马铃薯株高、茎粗、叶绿素含量、产量和品质性状的影响。结果表明：分期施肥对提高马铃薯株高和茎粗有一定效果,T9的株高最高,相比对照提高了14.3%,T6的茎粗值最高,较对照增加了14%;在块茎形成到块茎成熟期,有7个处理的叶绿素含量高于对照;在产量方面,有7个处理的产量高于对照,其中产量最高的是T6,产量为38460 kg/hm²,比对照增产9%,且与对照间差异显著;在品质方面,分期施肥各处理的VC含量相比对照均有所增加;有8个处理的淀粉含量均高于对照。结果表明：合理分期施肥不仅能提高马铃薯单产,而且还可改善马铃薯部分品质。     

PVY引起马铃薯块茎细胞坏死的相关基因研究

本研究采集健康马铃薯块茎和被PVY侵染的马铃薯块茎为材料,选取马铃薯RCCR基因和LSD1基因为目标基因。首先提取总RNA后通过反转录PCR(RT-PCR)、琼脂糖凝胶电泳,证明RCCR基因和LSD1基因成功获得,然后进行荧光定量PCR(qPCR)测定在PVY侵染的马铃薯块茎中RCCR基因和LSD1基因的相对表达量,最后又进行了目标基因编码蛋白的结构分析。结果表明,这2个基因的相对表达量均有所下降,推测这2个基因与马铃薯块茎细胞坏死相关,为之后研究PVY引起马铃薯块茎细胞坏死的相关分子机制做了前期探索,为今后的分子育种和抗病药物筛选提供了可选的靶点。     

氮肥基追比例及追施时期对马铃薯干物质积累分配及产量的影响

马铃薯在不同生育时期的氮素供应状况可通过马铃薯营养体和收获器官的生长而影响块茎产量和品质。通过小区试验研究相同施氮水平下氮肥追施时期及追施比例对马铃薯中晚熟品种‘克新13号’干物质积累分配及产量的影响。试验表明,N 180 kg/hm²用量条件下,块茎形成末期追施1/2氮,获得最高产量38.1 t/hm²,与形成初期和膨大初期2次追肥的处理相比,产量提高14.1%(P＜0.05),收获指数提高16.7%(P＜0.05);与块茎形成初期追施3/5氮的处理相比,商品薯率提高4.4%(P＜0.05)。块茎膨大初期追肥或块茎形成末期追施占总氮量67%氮肥,会降低块茎干物质含量(P＜0.05),但不影响块茎比重。研究还表明,在基肥中有适量氮供应的条件下,氮肥追施时期对产量和品质的影响比基追比例更大。     

马铃薯StCYP85A3促进萌芽及根系伸长的功能解析

油菜素内酯(BR)是一类植物甾醇类激素,对植物生长发育及胁迫应答具有显著的调控作用,马铃薯中StCYP85A3作为BR合成酶的编码基因,功能仍待进一步探究。本研究从‘川芋10号’马铃薯中克隆出该基因,生物信息学分析表明该蛋白具有催化BR合成的典型亲氧结合域,属于CYP85As家族成员。通过组织表达分析发现该基因在块茎芽眼及根中表达量最高,且芽眼中的表达量随着储藏时间的延长而增加,在块茎芽眼休眠解除时表达迅速升高。同时发现外源BR可诱导马铃薯芽眼及根中StCYP85A3表达量升高,从而显著促进了种薯萌芽及幼苗根的伸长。通过在拟南芥野生型及cyp85a2突变体中过表达StCYP85A3发现,过表达株系种子萌发及根系伸长都早于野生型,同时回补株系弥补了突变体种子萌发、植株根系生长迟缓的缺陷。此外,外源BR对过表达株系种子萌发、根系伸长无显著促进作用,但显著促进了野生型、突变体及回补株系种子萌发、根系伸长。上述马铃薯及拟南芥试验结果表明, StCYP85A3具有促进萌芽及根系伸长的功能。     

根际通气性对大田马铃薯产量和品质的影响

本试验采用槽栽方法,在大棚中以根际全基质栽培为对照,研究了根际自然扩散通气处理(T1)、根际管通气处理(T2)和根际两端通气处理(T3)对马铃薯植株生长、产量和品质的影响.结果表明:T3和T3处理的马铃薯植株生长比较旺盛,其株高、茎粗、生物量和块茎产量均大于对照和T1处理.其中,T2处理与对照差异达显著水平;各处理间的马铃薯块茎品质差异不大.说明增加根际通气性,降低根际CO2的过度富积,可促进大田马铃薯植株的生长和提高块茎的产量.     

马铃薯生理病害及其防治技术

正在马铃薯生长、运输和储藏过程中,常因管理措施不到位和外界环境影响,而导致马铃薯生理病害的发生,进而影响块茎的产量、品质、商品性状和食用安全,生产上必须采取有效措施予以防治。一、块茎变绿1.症状马铃薯块茎表皮局部或全部变绿,表皮变绿处的块茎内部也呈绿色或黄绿色。这种变绿的块茎因     

不同钾肥及配施方式对马铃薯产量和品质的影响

通过田间试验,研究了不同钾肥种类及其配施方式对马铃薯钾积累和产量性状等因素的影响。结果表明：与单施硫酸钾相比,硫酸钾与氯化钾配合施用能够提高马铃薯的淀粉含量,促进茎叶中的钾向块茎中转移,增加块茎中钾的积累量和分配比例。与不施钾肥处理相比,施用氯化钾和硫酸钾都能够增加马铃薯块茎产量。基肥和追肥中含有两种钾肥的处理所得块茎的产量和品质都优于单独施用一种钾肥处理,因此马铃薯生产中可以适量施用氯化钾。基肥中氯化钾施用比例不宜超过50%,追肥中氯化钾的施用比例可以大于50%,氯化钾的总施用比例应控制在50%以内。     

氮磷钾分期施用对马铃薯产量和品质的影响

摘要：采用大田试验研究了分期施肥对重庆市巫溪和城口马铃薯产量及品质的影响。结果表明,与常规施肥相比,分期施氮钾、分期施氮磷钾各处理均提高马铃薯块茎的产量,巫溪试验点提高幅度为2.5～5.6%,以分期施氮磷钾3效果最好;城口试验点提高范围为1.4%～19.7%,以分期施氮钾2作用最大。分期施肥各处理都提高了马铃薯维生素C含量;降低了块茎淀粉、粗蛋白和磷含量;各处理对马铃薯可溶性糖和块茎中钾含量的影响,两个试验点表现不一致。     

马铃薯膜下滴灌增产效应的研究

试验以‘克新1号’品种的脱毒原种为材料,以覆膜不滴灌为对照,采用田间小区试验和室内测定分析相结合的方法,研究了膜下滴灌对马铃薯的生长、产量、块茎品质、水分利用效率的影响。结果表明：膜下滴灌对马铃薯的地上部分生长、块茎产量和品质（淀粉和还原糖含量）、水分利用效率均有显著影响。其产量和水分利用效率分别为55596.00 kg/hm2和170.45 kg/(hm2?mm),分别是覆膜不滴灌的2.86倍和1.02倍;且收获时块茎淀粉含量增加了0.94%,还原糖含量降低了0.02%。     

不同氮磷钾配比对马铃薯农艺性状、产量和品质的影响

为确定陕西榆林风沙草滩地区马铃薯种植的最佳化肥施用量,以‘冀张薯8号’为材料,通过田间试验研究不同氮、磷、钾配比对马铃薯农艺性状、产量和品质的影响。试验结果表明,不同氮磷钾配比对马铃薯株高、单株块茎重和商品薯率的影响差异显著,对单株块茎数的影响差异不显著。随氮肥用量的增加,马铃薯产量呈先增后减的趋势;随磷肥和钾肥用量的增加,马铃薯产量变化趋势不明显。不同氮磷钾配比间马铃薯蛋白质、Vc和还原糖含量的变幅分别为1.02%~1.69%、11.49~16.44 mg/100 g和0.40%~0.84%。合理的氮、磷、钾肥施用能够促进马铃薯生长发育,提高块茎产量及品质。在中等肥力水平的风沙地,马铃薯在施用有机肥30 t/hm ²的基础上,化肥氮、磷和钾推荐用量分别是150、90和 112.5 kg/hm ²。