不同類型甘薯生理特性與淀粉代謝及產(chǎn)量調(diào)控研究.pdf

1、甘薯以其廣適性與多樣化的用途,在我國的糧食安全與食品工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用。本文據(jù)前期的實(shí)驗(yàn),在48份育種資源材料中選擇出6個(gè)不同類型甘薯品種,立足于重慶區(qū)域生態(tài)條件,重點(diǎn)就不同品種及類型甘薯塊根形成與膨大期間的光合特性、內(nèi)源激素、氮鉀分配、淀粉代謝等生理性狀以及高效栽培的理化調(diào)控模式等作了深入研究,系統(tǒng)比較了塊根各生長發(fā)育階段不同品種間以及不同類型間的差異與動(dòng)態(tài)變化,并結(jié)合進(jìn)一步的相關(guān)分析,明確了甘薯各性狀指標(biāo)間的相關(guān)性,為不同類型

2、甘薯品種定向高效選育和高產(chǎn)栽培提供了理論基礎(chǔ)和依據(jù),具有一定的指導(dǎo)與應(yīng)用價(jià)值。主要研究結(jié)果如下:
　　 1.不同類型甘薯光合特性比較
　　 比較6個(gè)甘薯品種的光合色素表明,綿粉1號葉綠素相對含量較高,而其他品種的葉綠素含量無顯著差異,葉綠素與甘薯淀粉或干物質(zhì)相關(guān)不顯著。光合-光強(qiáng)回歸曲線表明,各品種凈光合速率隨光合有效輻射的增強(qiáng)呈拋物線變化,高淀粉類型品種光補(bǔ)償點(diǎn)的理論值相對低于低淀粉類型品種,凈光合速率的最大值與光飽和

3、點(diǎn)的理論最大值均以渝薯2號最高、豫薯10號最低。在甘薯塊根膨大盛期,不同品種的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、水分利用率等日變化趨勢各不相同,但胞間CO2濃度與氣孔限制值的變化趨勢基本一致。甘薯一天內(nèi)光合速率的下降受到氣孔限制和非氣孔限制因素的雙重影響。從不同類型品種間的光合變化來看,環(huán)境溫度對低淀粉類型的光合速率和蒸騰速率的影響較大,高淀粉類型品種的光合特性受不同氣溫的影響較小,表現(xiàn)更為穩(wěn)定。對所有品種的相關(guān)分析表明,蒸騰速率與生物產(chǎn)

4、量之間為顯著負(fù)相關(guān),氣孔導(dǎo)度與凈光合速率呈顯著正相關(guān)、與蒸騰速率呈極顯著正相關(guān):就高淀粉類型品種而言,凈光合速率與蒸騰速率及胞間CO2濃度均表現(xiàn)為顯著正相關(guān):就低淀粉類型品種來說,凈光合速率與鮮薯產(chǎn)量呈顯著正相關(guān),蒸騰速率與淀粉產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。
　　 2.不同類型甘薯塊根膨大期N、K分配差異
　　 從不同品種藤蔓與塊根干物質(zhì)的氮、鉀含量變化看,甘薯藤蔓的含氮量自塊根形成后逐漸下降,其干物質(zhì)含氮量僅為2％左右,而塊根

5、含氮量在整個(gè)塊根膨大期間變化較小,且前后期含量基本一致。藤蔓和塊根含鉀量在塊根膨大期間也相對穩(wěn)定。從氮、鉀在藤蔓與塊根干物質(zhì)中的分配比例看,藤蔓含氮量極顯著高于塊根含氮量;藤蔓與塊根中的含鉀量則剛好相反。對不同類型甘薯的研究表明,高淀粉類型品種塊根干物質(zhì)含氮量在0.68％～0.86％之間,藤蔓含氮量在1.98％～3.32％之間,低淀粉類型品種塊根與藤蔓含氮量分別在0.69％～0.86％和2.00％～3.17％之間,但無論是藤蔓還是塊根,

6、氮素含量在不同類型品種間無顯著差異;高淀粉類型品種的塊根含鉀量為5.83％～6.66％,藤蔓含鉀量為3.19％～3.70％,而低淀粉品種的塊根與藤蔓含鉀量分別為6.12％～6.36％與3.48％～3.90％。此外高淀粉類型品種塊根含鉀量變率大于低淀粉類型,藤蔓含鉀量則以低淀粉類型品種相對較高。相關(guān)分析結(jié)果表明,對所有品種來說,塊根的含鉀量與其含氮量之間呈顯著正相關(guān),藤蔓的含鉀量與根冠含鉀量之比也達(dá)到了顯著負(fù)相關(guān);就高淀粉類品種而言,藤蔓

7、含氮量與干率之間、根冠含鉀量之比與商品薯率之間均為極顯著正相關(guān),塊根含鉀量與生物產(chǎn)量呈顯著負(fù)相關(guān);低淀粉含量類型品種的藤蔓含氮量與生物產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)關(guān)系,藤蔓含鉀量與生物產(chǎn)量、與淀粉產(chǎn)量分別呈極顯著正相關(guān)和顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。
　　 3.不同類型甘薯淀粉代謝差異
　　 ADPG-焦磷酸化酶在淀粉合成與積累過程中至關(guān)重要,其活性在甘薯塊根膨大期間隨外界環(huán)境溫度的下降呈下降趨勢,且在不同類型品種間活性大小顯著差異,但該酶對甘薯

8、淀粉含量并不起決定作用。在此期間,蔗糖合成酶(SS)和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性均以高淀粉類型品種的相對較高。就糖類物質(zhì)變化來看,所有品種塊根膨大的初期和后期還原糖含量較高而中期相對較低,可溶性糖含量在整個(gè)塊根膨大期間波動(dòng)較小;同時(shí)低淀粉含量類型品種的還原糖與可溶性糖含量均較高,而高淀粉含量類型品種的淀粉積累量較高。此外,不同品種的淀粉粒大小的比例存在差異,但粒形多為圓球形,且?guī)缀跞菃瘟５矸?。相關(guān)分析表明,塊根的還原糖含量與鮮薯產(chǎn)量

9、、與干物質(zhì)含量分別為極顯著的正相關(guān)和負(fù)相關(guān)關(guān)系,與生物產(chǎn)量呈顯著的正相關(guān);可溶性糖含量與鮮薯產(chǎn)量之間為極顯著正相關(guān),與干物質(zhì)含量以及淀粉產(chǎn)量均表現(xiàn)為顯著負(fù)相關(guān)。高淀粉類型品種的SPS與商品薯率呈顯著正相關(guān),可溶性糖含量與淀粉產(chǎn)量及SS/SPS均為顯著正相關(guān);低淀粉類型品種的SPS活性與淀粉產(chǎn)量之間、可溶性糖含量與鮮薯產(chǎn)量之間均為顯著正相關(guān),SS/SPS與生物產(chǎn)量也為顯著正相關(guān),但與淀粉產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)。
　　 4.不同類型甘薯

10、內(nèi)源激素動(dòng)態(tài)比較
　　 研究結(jié)果表明,在塊根形成初期,各品種葉片中(ZR)、生長索(IAA)和脫落酸(ABA)的含量均呈上升趨勢,到后期又呈現(xiàn)出不同程度的下降,在移栽后110天時(shí)的ABA含量以綿粉1號、渝薯2號與S1-[5較高;而ZR、IAA、赤霉素(GA3)以及三者之和與ABA含量的比值在塊根膨大中期較低,但在膨大后期南薯88、北京2號以及豫薯10號的相應(yīng)比值又顯著上升。不同類型品種的激素含量變化表明,移栽后80天之前,以高淀

11、粉含量類型品種的ZR與IAA含量較高,之后則以低淀粉類型品種的較高;GA3含量在兩類品種間差異較小,但在塊根膨大末期低淀粉類型品種的GA3含量相對較高。此外,各種激素比值在兩類品種塊根膨大期間的變化趨勢基本一致,且在95天左右的生育階段內(nèi),以高淀粉類型高于低淀粉類型,隨著膨大期的進(jìn)一步延長,比值大小在兩類品種間變化趨勢相反。對所有品種進(jìn)行相關(guān)分析表明,僅有甘薯商品薯率與ZR為極顯著的負(fù)相關(guān),而其他激素與產(chǎn)量性狀的相關(guān)不顯著;就不同類型品

12、種而言,高淀粉類型甘薯ABA與鮮薯產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān),而IAA/ABA與商品薯率呈顯著負(fù)相關(guān);低淀粉類型品種的GA3與淀粉產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)?？梢?ZR含量升高不利于大薯的形成,ABA對于高淀粉類品種的鮮薯產(chǎn)量不利,GA3則有利于低淀粉類甘薯淀粉產(chǎn)量的提高。
　　 5.不同類型甘薯高產(chǎn)栽培理化調(diào)控模式
　　 采用正交回歸試驗(yàn)設(shè)計(jì),分別對渝薯2號、南薯88和豫薯10號三個(gè)不同類型品種進(jìn)行以氮肥、鉀肥和去分枝三因素的栽培模式調(diào)

13、控。研究表明,渝薯2號關(guān)于經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量的回歸方程達(dá)到顯著水平,但該品種的生物產(chǎn)量及商品薯率的理論方程的總回歸均不顯著,而對于中低淀粉類型品種南薯88和豫薯10號,所有產(chǎn)量指標(biāo)的回歸方程均不顯著?？梢娫谠O(shè)定產(chǎn)量性狀的調(diào)控模式下,不同類型品種對三因素的敏感度是有差別的。通過各調(diào)節(jié)因子的調(diào)控效應(yīng)研究發(fā)現(xiàn),去分枝因素對各品種都有不利影響,降低產(chǎn)量。低氮旌用量有利于提高高淀粉類型品種渝薯2號的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量和淀粉產(chǎn)量:對于兼用型品種南薯88,施氮