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马铃薯原原种萌发前后淀粉还原糖含量及淀粉磷酸化酶活性

发布日期:2015-07-21 10:06:39

马铃薯(Solanum tuberosum)别称山药蛋、洋字、土豆,是 世界上仅次于小麦、水稻、玉米的第四大粮食作物。马铃薯是 茄科茄属多年生草本块茎植物,其块茎中含有大量碳水化合 物,其中大部分为淀粉,淀粉是马铃薯的主要贮藏物质,也是 衡量马铃薯品质的一个重要指标[1<。在众多的品质性状 中,还原糖含量高低是影响油炸薯片和薯条品质的重要因素, 也是衡量马铃薯能否作为加工原料的最严格的指标。新收获 的马铃薯块茎在整个贮藏期内,从休眠到休眠解除,再到顶芽 萌发生长,都要经过一系列的物质分解和合成,其间都是在相 应酶的作用下而引起各种反应变化,块茎休眠和萌发与酶活 性变化有密切的关系。本研究在不同贮藏时期对3个马铃薯 品种进行淀粉含量、还原糖含量和淀粉磷酸化酶的测定,以期 找出不同马铃薯品种在贮藏期内各物质含量的变化规律及其作物估产、栽培技术改进、种植制度设计、种植业布局规划提 供了可靠依据。

采用层次分析法确立权重,具有较强的客观性、实用性和 系统性。本研究将隶属函数和模糊综合评判应用于烟草种植 适宜性评价,具有3个特点:一是通过建立隶属函数,对指标 进行量化,具有更高的精确性;二是利用适宜性评价中模糊性 特点,将模糊数学应用于烟草种植适宜性评价;三是综合考虑 了土壤和气候条件对烟草生长影响的密切关系,采用多个指 标和大量数据进行综合评判,提高了综合评判的准确性。
不同马铃薯品种间差异极显著(P < 0.01),可能由于 来自于不同的育种品种,这些品种的遗传基础不同,因而各个 性状的表现亦有所不同,淀粉含量的差异较大也是各品种本 质区别的显著特征之一。不同贮藏时期间的淀粉含量也达到 极显著差异,即各个品种的马铃薯在不同贮藏时期的淀粉含量差异极显著(P < 0. 01)。由结果可知,马铃薯块茎在从休 眠到萌发的过程中,各种贮藏物质发生变化,其中淀粉不断降 解成可溶性糖,并且其含量在整个贮藏过程中都不断下降;品 种与贮藏时期的互作未达到显著差异,因此不作分析。
可能由于各个品种来源于不同的育种品种,这些品种 的遗传基础不同,各自性状的表现也有所不同,因此还原糖含 量差异较大也是各品种具有本质区别的显著特征之一。相同 品种不同贮藏时期的还原糖含量达到极显著差异(P < 0. 01 ),可能随着马铃薯的萌发,将淀粉不断转化为还原糖, 随着呼吸作用增强,需要更多的还原糖,从而导致不同时期的 还原糖含量出现了差异。此外,品种与贮藏时期的互作也达 到极显著差异(P < 0. 01 ),可能由于不同的性状在不同时期 的淀粉转化作用不同,使得呼吸速率不相同,因此还原糖含量也不同。
品种是影响马铃薯品质的重要因素,不同品种马铃薯的 遗传性状不同;不同品种马铃薯的淀粉含量因环境和基因的 差异而不同[5],一般早熟品种淀粉含量低,平均为13%左右, 中熟品种为13% ~ 14%,晚熟品种为16% ~ 18 %;光合作用 时间越长,所积累的干物质越多,因此生育期的长短与淀粉含 量有密切关系,高淀粉含量的品种多为晚熟品种[6]。本研究 发现,在萌发前后,3个马铃薯品种的淀粉含量呈降低趋势。
不同马铃薯品种间的还原糖含量存在着很大差别。在马 铃薯块茎中,还原糖含量高低与炸片、炸条加工品质关系密 切,不仅影响其感官评价程度,还与炸片、炸条的色泽、起泡 度、平展度极显著相关[7]。一般早熟品种的还原糖含量平均 为0. 51 %,中熟品种为0.52%,晚熟品种为0. 68%。本试验 对3个马铃薯品种原原种萌发前后的比较发现,还原糖含量 呈现上升的趋势。
不同品种马铃薯的淀粉磷酸化酶活性也有很大的差异。 3个品种原原种马铃薯的淀粉磷酸化酶活力在萌发前后都呈 现出先上升再下降的趋势,且发芽中的酶活力最大,发芽后的 酶活力又降到最低。可能原因是萌发前块茎处于休眠状态, 此时淀粉磷酸化酶活性较低,但其后又逐渐增加,并且伴随休 眠的解除和顶芽萌动,酶活性逐渐增强,当块茎完全解除休眠 后淀粉磷酸化酶活性达到最高值。随着芽的不断伸长和块茎 萎蔫,植株代谢中心由块茎向茎叶转移,块茎内淀粉磷酸化酶 活性逐渐降低。可以看出,在块茎休眠到再次萌发生长过程 中,不同品种的淀粉磷酸化酶活性变化趋势基本相同,这种变 化主要与块茎的生理状态有关。
淀粉含量大西洋、克新1号、青薯168这3个品种 原原种中,萌发前后的淀粉含量高低依次为青薯168 >克新1 号 > 大西洋,即晚熟品种青薯168的淀粉含量最高,中熟品种 克新1号的居中,早熟品种大西洋的最低。对于不同的马铃 薯品种而言,生育期的长短与淀粉含量有密切关系。随着萌 发的进行,这3个马铃薯品种原原种的淀粉含量均呈现出逐 渐降低的趋势,在全生育期内淀粉含量的变化趋势完全一致, 即随着萌发的进行,淀粉含量逐渐降低。
还原糖含量萌发前后不同马铃薯还原糖含量高低 依次为青薯168 >克新1号 > 大西洋。同时随着萌发的进 行,这3个马铃薯品种原原种的还原糖含量均呈现出逐步升 高的趋势。萌发前后大西洋、克新1号、青薯168的还原糖含 量平均值分别为0. 70%、0. 83%、1.03%。马铃薯块茎还原 糖含量以萌发前最低,随萌发时间的延长,各品种还原糖含量 呈现出增加趋势,到了萌发后期,还原糖含量增加到最高值。 不同品种的马铃薯在萌发时期还原糖的变化趋势完全一致: 随着萌发的进行,还原糖的含量逐渐增加。
淀粉磷酸化酶活性参试的3个马铃薯品种原原种 在萌发前后均表现出发芽中的淀粉磷酸化酶的活性最大,发 芽后最小的趋势。酶活性最大的是克新1号,其平均值为 5. 25 pg/( g. min);酶活性最小的是大西洋,平均值为 3.96/(g. min);青薯168居中,平均值为478吨/(g. min)。 不同马铃薯品种的淀粉磷酸化酶活性在3个贮藏时期内的变 化趋势完全一致,随着块茎体积增大,进人块茎增长期,即生 长最旺盛期后,淀粉磷酸化酶活性达到峰值;在此之前,随着 块茎的增长发育,淀粉磷酸化酶活性增大;在此之后随着生育 进程的推移和块茎淀粉含量的不断积累,淀粉磷酸化酶活性 随之降低。
马铃薯原原种萌发前后淀粉还原糖含量及淀粉磷酸化酶活性