光照強度和移栽時期對紫肉甘薯花色苷代謝的影響研究.pdf

1、紫肉甘薯塊根內(nèi)外均為紫色，其花青素含量高?；ㄇ嗨爻司哂懈泄僬{(diào)色作用，其抗氧化、延緩衰老、降低血糖和抗腫瘤等生理保健和藥用功能也越來越被人們重視。目前對于植物地上組織開花結(jié)果的著色和花色苷合成代謝相關(guān)研究較多，但是對于植物地下組織大量積累花色苷的合成調(diào)控研究報告很少。本研究通過對不同移栽時期、遮光處理的紫肉甘薯進行生理和花色苷合成途徑相關(guān)酶的蛋白表達水平分析，以期為紫肉甘薯花色苷的合成與積累調(diào)節(jié)提供初步的生理和分子基礎，為高花青素甘薯特

2、色品種栽培與育種提供依據(jù)。
　　本研究以紫肉甘薯和普通甘薯為材料，以5月移栽自然光照為對照，分別設置弱光照（60％遮陰）和推遲移栽（6月移栽）處理，在塊根膨大不同時期（栽后60d、栽后80d、栽后100d和栽后130d）對地上和地下不同組織（葉片、葉柄、莖和塊根）進行取樣，測定各組織的可溶性糖含量、淀粉含量和花色苷含量，結(jié)合其生理指標分析移栽時期和光照強度對甘薯品質(zhì)形成的影響，特別是各組織糖類和類黃酮物質(zhì)代謝的影響;通過制備查耳酮

3、合酶抗體Anti-CHS、花青素合成酶抗體Anti-ANS和類黃酮3-葡糖基轉(zhuǎn)移酶抗體Anti-3GT等花色苷合成關(guān)鍵酶特異性抗體，從關(guān)鍵酶表達水平分析甘薯葉片和塊根中花色苷合成的光溫調(diào)控規(guī)律。綜合以上實驗內(nèi)容及數(shù)據(jù)分析，得到以下主要結(jié)論:
　　1、光照強度對甘薯膨大早期糖類代謝和花色苷積累有顯著影響。遮陰處理甘薯膨大早期（栽后80d）時，紫薯地上組織可溶性糖含量顯著增加，葉片和莖中增幅高達215-270％;淀粉含量顯著下降，葉片

4、中降幅達到82％;同期葉片和塊根中花色苷積累僅達到對照50％。成熟的甘薯中糖含量和花色苷含量與對照差異并不明顯，但是塊根產(chǎn)量大幅降低。在普通甘薯中糖類積累也有類似變化，只是花色苷含量極低。
　　2、不同移栽時期對甘薯膨大期薯塊發(fā)育過程物質(zhì)積累速率有顯著影響。推遲移栽處理顯著影響塊根整個生長發(fā)育期，特別是栽后80-100d地上組織葉片、葉柄、莖干等光合作用增強，加快塊根的糖類物質(zhì)積累進程且縮短了薯塊發(fā)育時間，但因發(fā)育時間縮短，生物量

5、和塊根產(chǎn)量大幅降低。發(fā)現(xiàn)葉柄在其中的光合產(chǎn)物貢獻率提高，在栽后80d紫薯葉柄的可溶性糖和淀粉含量分別高于對照57％和365％。推遲移栽期使得植株充分利用具有光合功能的地上組織進行光合作用，實現(xiàn)快速膨大薯塊。而推遲移栽的紫薯中花色苷積累，表現(xiàn)出地上組織和地下組織的組織協(xié)同調(diào)節(jié)。
　　3、紫肉甘薯中糖類代謝和花色苷代謝的關(guān)系。不同光溫條件下紫薯葉片和塊根中花色苷含量與可溶性糖含量的相關(guān)性不一致。對照組葉片和塊根中均為正相關(guān)但不顯著;而

6、遮陰處理紫肉甘薯葉片和塊根中為負相關(guān)。此外，遮陰組紫薯葉片組織中可溶性糖含量與淀粉含量為負相關(guān)且顯著，塊根中的可溶性糖和花色苷含量為負相關(guān)且極顯著，可溶性糖含量在組織間相關(guān)性為極顯著正相關(guān)。推測由于光照強度不足，光合產(chǎn)物供應水平低的情況下降低了各組織的的可溶性糖向淀粉轉(zhuǎn)化量，花色苷的合成消耗了部分可溶性糖。60％遮陰和推遲移栽的紫肉甘薯塊根淀粉含量和花色苷含量均呈負相關(guān)但不顯著，推測淀粉降解為花色苷合成所需的前體物質(zhì)。
　　4、甘

7、薯花色苷合成途徑關(guān)鍵酶受光溫和可溶性糖調(diào)控。不同光溫條件下普通甘薯塊根中CHS和3GT兩種蛋白表達量與可溶性糖含量均呈正相關(guān)，說明CHS和3GT蛋白表達受可溶性糖水平的調(diào)節(jié)。且紫肉甘薯葉片中CHS和3GT蛋白在栽后80d時表現(xiàn)出對糖的即時響應。不同光溫條件下普通甘薯和紫肉甘薯組織間(葉片和塊根)CHS蛋白表達量相關(guān)性以及塊根中CHS蛋白表達量與可溶性糖相關(guān)性兩者存在一致性，且植株葉片和塊根中CHS蛋白表達量與可溶性糖含量相關(guān)性相反，說明