紫甘薯產量和品質形成生理機制及對弱光、地膜覆蓋響應研究.pdf

1、紫心甘薯富含花青素，具有極強的抗氧化、抑制癌腫及延緩衰老的能力，在食品、醫(yī)藥和化妝品行業(yè)有著巨大應用潛力，紫心甘薯產量及其品質的研究是目前最受關注的研究領域之一。但國內外有關紫心甘薯產量和品質形成機理及環(huán)境調控研究甚少。 本研究選用產量潛力不同，淀粉和花青素含量差別較大的三個紫心甘薯品種濟薯18、AyamLiraska(Aya．)和Yama，gawamuraska(Yama．)，于塊根膨大期進行不同梯度遮蔭處理(40％、70％)

2、，于薯苗栽插時進行地膜覆蓋處理，系統(tǒng)研究了紫甘薯產量和品質形成的生理機制及對弱光脅迫和地膜覆蓋的響應，以期為專用紫甘薯品種優(yōu)質高產栽培提供理論依據(jù)。主要研究結果如下： 1．不同基因型紫甘薯及不同處理產量和品質差異供試的三個品種塊根產量以濟薯18最高，是Aya．的1.91倍，Yama．的3.92倍。塊根干物質含量、淀粉含量及花青素含量以Aya最高，Yama．次之，濟薯18最低，品種間差異顯著。塊根可溶性糖含量和蛋白質含量品種間差異

3、不顯著。 弱光脅迫導致塊根嚴重減產，品質發(fā)生改變。40％和70％遮蔭處理塊根減產幅度為29.8％-69.3％，塊根加工品質下降，總淀粉含量、花青素含量顯著降低，淀粉組分變化因品種而異，可溶性糖和蛋白質含量隨弱光脅迫強度不同程度增加。 地膜覆蓋顯著提高塊根產量，增產幅度為18.85％-26.96％。覆膜栽培對塊根品質的影響因品種而異。濟薯18塊根的干物質含量、總淀粉含量、直鏈淀粉含量、可溶性糖含量、花青素含量顯著增加，可溶

4、性蛋白質含量降低，淀粉支/直比下降，RVA各項指標顯著低于對照；Aya．塊根的干物質含量、花青素含量、可溶性蛋白質含量顯著高于對照，但總淀粉含量略低于對照，支鏈淀粉含量上升，直鏈淀粉含量下降，支鏈淀粉/直鏈淀粉比顯著高于對照，可溶性糖含量顯著下降，全粉的高峰粘度、低谷粘度和衰減值顯著高于對照。 2.不同基因型及不同處理葉片生理活性的差異整個生育期，濟薯18葉片的可溶性糖含量、可溶性蛋白質含量、葉綠素含量、單葉凈光合速率、RuBP

5、Case羧化酶活性、清除活性氧毒害的能力等均顯著高于Aya．，Yama葉片生理活性最低。濟薯18葉片的IAA含量在生長發(fā)育的前、中期顯著高于Aya．和Yama．，后期顯著低于Aya．和Yama．。ABA含量全生育期一直顯著高于Aya．和Yama，zR含量變化動態(tài)與IAA基本一致，Aya．次之，Yama最低。 弱光脅迫導致葉片生理活性顯著下降。弱光脅迫下葉片葉綠素總含量，chla，chlb含量不同程度增加，chla/chlb、可溶

6、性糖含量、RuBPCase活性、ATP含量和ATP酶活性等顯著降低，導致光合速率、蒸騰速率顯著降低，氣孔導度顯著減小，細胞間隙CO<,2>濃度顯著增加。短期弱光脅迫下葉片SOD、CAT活性下降，MDA積累量上升。長期弱光脅迫下葉片SOD、CAT等活性提高，MDA積累減少。短期弱光脅迫可降低葉片的IAA含量，葉片ABA含量成倍增加，抑制莖葉生長。但長期弱光脅迫下，葉片IAA含量迅速上升，顯著超過對照，ABA含量卻顯著降低，GAs和ZR含量

7、隨脅迫進程和強度顯著低于對照。品種間比較，濟薯18對弱光脅迫更為敏感。 覆膜栽培可顯著提高葉片生理活性。覆膜栽培下，葉片可溶性糖含量及蛋白質含量顯著增加，葉綠素含量濟薯18全生育期均高于對照，Aya．前期高于對照，中后期下降。生長發(fā)育前、中期葉片RLIBPCase活性，ATP含量和ATP酶活性，葉片光合速率，SOD、CAT、POD活性，IAA、GAs及ZR含量等均顯著高于對照，MDA積累量顯著降低，ABA含量顯著低于對照。生長發(fā)

8、育后期處理除ABA含量顯著高于對照外，其他指標處理與對照間差異不顯著，兩品種表現(xiàn)一致。 3．紫甘薯塊根膨大與內源激素的關系及不同處理對其影響效應本研究表明，甘薯塊根的形成和膨大是ZR、ABA和工AA等多種內源激素共同作用的結果，ZR和ABA含量的高低，在塊根膨大的速率方面起著關鍵作用，與塊根產量間存在顯著正相關關系。在塊根發(fā)育的不同階段，地上部制造的光合產物向地下部輸送儲存的“庫”重點不同。塊根中各種內源激素的分布具有頂端優(yōu)勢，

9、塊根頂部、中部內源激素均高于尾部。次生形成層分裂旺盛與否可能與IAA、ZR等內源激素含量高低關系密切。 長期弱光脅迫可使甘薯塊根內源激素平衡發(fā)生很大改變，塊根ABA、ZR、和IAA含量均顯著低于對照，且下降幅度與脅迫強度、脅迫時間成正比，GAs含量則表現(xiàn)為相反的趨勢。品種間比較，濟薯18對弱光脅迫的敏感度大于Aya，40％和70％遮蔭處理的塊根ABA、zR、和IAA含量下降值遠遠高于Aya．但GAs含量的增加值則低于Aya．

10、 覆膜栽培下，塊根IAA含量全生育期平均顯著下降，兩品種表現(xiàn)趨勢不同，濟薯18前、中期顯著下降，后期上升，Aya．整個生育期均低于對照。濟薯18前期和后期的GAs含量上升，其它階段的含量下降。Aya．整個生育階段GAs含量均低于對照。覆膜處理可顯著增加塊根ABA和ZR含量，尤其使塊根膨大高峰期塊根的ABA和ZR含量極顯著高于對照. 4．紫甘薯塊根淀粉含量及組分與淀粉合成相關酶活性關系及對不同處理的響應紫甘薯塊根淀粉含量和．A

11、DPG PPase活性、UDPG PPase活性間存在顯著正相關關系，ADPG PPase活性強弱對塊根淀粉含量影響可能大于UDPG PPase。GBSS活性增加，甘薯塊根直鏈淀粉含量隨之增加，但不表現(xiàn)顯著的正相關關系。SSS活性與甘薯塊根支鏈淀粉合成也呈不顯著正相關關系。 弱光脅迫使兩個品種的ADPGase、UDPGase活性顯著降低，濟薯18下降的幅度大于Aya。濟薯18塊根SSS活性顯著降低，降低幅度與弱光脅迫強度成正比，

12、GBSS活性則不同程度高于對照。Aya．塊根SSS活性和GBSS活性對弱光脅迫響應與濟薯18相反。弱光脅迫下淀粉合成相關酶活性的改變導致淀粉積累速率的降低和最終淀粉積累量的顯著下降，淀粉組分和加工品質隨之發(fā)生改變。 覆膜栽培不同程度提高塊根的ADPGPPase和UDPGPPase活性，濟薯18的提高幅度大于．Aya．，塊根膨大高峰期的提高幅度大于前期和后期。SSS和GBSS活性變化因品種而異，Aya．塊根SSS活性提高，GBSS

13、活性降低，濟薯18塊根SSS活性略低于對照，GBSS活性顯著高于對照。淀粉合成相關酶活性的提高導致了淀粉積累速率的提高和最終淀粉積累量的改變，塊根增產顯著，品質改善。 5．PAL活性與塊根花青素含量的關系及對弱光脅迫的響應甘薯塊根膨大初期(移栽后35-50d)，花青素含量與PAL活性間呈密切的正相關關系，此后相關性顯著降低，到塊根膨大的高峰期和后期，則幾乎沒有相關性。 弱光脅迫對塊根PAL活性影響較小，遮蔭初期，不同處理