马铃薯大西洋块茎在休眠萌发和低温贮藏期的生理生化变化

摘要

马铃薯是世界第四大粮食作物。由于马铃薯在常温下贮藏易发芽而失去食用价值，在生产上一般采用低温贮藏，但低温贮藏会造成还原糖的增加而降低加工品质。因此，如何调控马铃薯块茎的休眠与萌发，解决低温糖化等问题，是当前马铃薯产业中急需解决的问题。 本研究以加工型马铃薯品种大西洋为试材，比较了从休眠到萌发过程中马铃薯块茎顶芽等组织与块茎其余组织的植物激素和多胺含量差异；分析了块茎中淀粉、可溶性糖和蛋白质含量的变化动态，测定了相关酶活性等生理生化变化；研究了不同保鲜措施对低温糖化的影响，获得如下主要研究结果： 1. 在马铃薯收获40 d后其块茎顶芽组织中GAl、GA3、GA4、IAA、z、ABA含量高于块茎其余组织，且两者变化趋势也不一样。块茎顶芽组织中GA<,1>、GA<,4>含量在0.40 d时下降，40 d以后开始增加；GA<,3>在20 d以后呈上升趋势；IAA和Z从40 d开始增加；ABA在0-55 d减少，然后增加。而块茎其余组织中植物激素变化与块茎顶芽组织的不同之处为GA<,4>在0-55 d下降，55 d后开始增加；IAA在0-55 d减少，然后增加；Z含量变化不显著。同时还发现马铃薯萌发前后赤霉素的组成也有所不同，在萌发前，块茎顶芽组织和块茎其余组织中赤霉素以GA<,4>为主，在萌发过程中块茎顶芽组织和块茎其余组织中GA<,4>上升幅度大，表明GA4对解除休眠有重要作用；而在萌发后15 d的芽中则以GA<,1>为主，说明GA，对萌发后芽的生长起重要作用。 2. 马铃薯块茎其余组织中腐胺和亚精胺在收获后55 d到萌发时含量下降，而精胺含量在收获后55 d开始上升，至萌发时，含量增加了2倍。而顶芽组织在从收获后70 d到萌发过程3种多胺含量都增加，并且在芽中出现高峰，芽中多胺含量与收获后70 d的顶芽组织中的多胺进行比较，芽中腐胺含量增加了1倍，亚精胺的含量增加了1.5倍，而精胺的含量增加了8倍多。外施3种外源多胺对马铃薯收获后的休眠期没有明显影响，但都可以促进萌发后芽的伸长生长与加粗。 3. 马铃薯块茎在休眠到萌发的过程中，淀粉含量逐渐下降，可溶性糖含量逐步上升，可溶性蛋白和醇溶性蛋白含量开始时变化不明显，在收获后40 d时出现高峰，淀粉酶、淀粉磷酸化酶活性分别在收获后40 d和50 d时上升，而多酚氧化酶活性则在收获后50 d时降低。外施GA<,3>能提高淀粉酶和淀粉磷酸化酶的活性，降低多酚氧化酶的活性，促进淀粉的降解和可溶性糖含量的增加，从而促进马铃薯的萌发。 4. 通过低温贮藏保鲜与低温糖化控制研究，筛选优化了低温贮藏保鲜方案，发现“0.06％磷酸钠+1％壳聚糖+1％柠檬酸”调节剂和“0.02％水杨酸+1％壳聚糖+1％柠檬酸”调节剂能有效抑制低温贮藏时马铃薯块茎还原糖含量的增加，减少淀粉含量的下降，提高贮藏品质。

目录

文摘

英文文摘

声明

前言

1马铃薯休眠萌发生理生化研究进展

1.1马铃薯休眠和萌发的总体特征

1.2马铃薯块茎中植物激素对休眠和萌发的影响

1.3核酸和蛋白质在休眠和萌发中的作用

1.4酚类物质和碳水化合物的作用

2马铃薯低温糖化生理生化特性研究进展

2.1低温贮藏造成块茎还原糖的积累

2.2马铃薯块茎“低温糖化”的渗透膜理论

2.3马铃薯主要酶类与“低温糖化”的关系

3研究目的与意义

4技术路线和研究方法

主要研究内容

材料与方法

1供试材料

2试验方法

2.1马铃薯休眠萌发过程植物激素和多胺变化的研究

2.2马铃薯休眠萌发过程碳、氮及相关酶变化和外源GA3的作用研究

2.3外源多胺对休眠萌发和芽生长的研究

2.4抑制低温糖化的保鲜研究

3测定方法

3.1植物激素的提取测定

3.2多胺的测定

3.3还原糖、淀粉和可溶性糖含量的测定

3.4水溶蛋白和醇溶蛋白测定

3.5淀粉磷酸化酶活性测定

3.6 PPO的提取及测定

3.7休眠萌发天数测定

3.8顶芽长度和芽的直径测定

4数据分析

结果与分析

1休眠萌发过程植物激素和多胺的变化

1.1休眠萌发过程植物激素的变化

1.2马铃薯休眠到萌发过程中多胺含量的变化

2马铃薯休眠萌发过程碳、氮及相关酶变化和外源GA3对马铃薯休眠萌发的作用

2.1外源GA3对马铃薯休眠萌发的影响

2.2 GA3对马铃薯休眠过程中淀粉和可溶性糖含量的影响

2.3 GA3对马铃薯休眠过程中可溶性蛋白和醇溶性蛋白含量的影响

2.4 GA3对马铃薯休眠过程中碳水化合物代谢酶活性的影响

2.5 GA3对马铃薯休眠过程呼吸酶(PPO)活性的影响

3外源多胺对马铃薯休眠和芽生长的影响

4抑制马铃薯低温糖化的保鲜技术研究

4.1贮藏期间块茎鲜重损失率的变化

4.2贮藏期间还原糖含量的变化

4.3贮藏期间总糖含量的变化

4.4贮藏期间各处理淀粉含量的变化

讨论

1休眠萌发过程植物激素和多胺的变化

1.1休眠萌发过程植物激素的变化

1.2休眠萌发过程多胺的变化

2休眠萌发过程碳、氮及相关酶变化和外源GA3的作用

3外源多胺对休眠萌发的作用和芽生长的影响

4抑制马铃薯低温糖化技术研究

全文总结

1论文小结

2本研究创新之处

3后续研究设想

参考文献

致 谢

作者简介