科研产出
不同耐旱性甘薯柴根和块根的差异蛋白组分析
《核农学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：为从蛋白水平揭示不同耐旱性甘薯柴根和块根的差异,明确甘薯根系分化和耐旱性生理机制,以耐旱性强的济薯21(JS21)和耐旱性弱的济紫薯1(JZS1)为试验材料,在旱棚内人工控水模拟田间干旱,采用i TRAQ技术开展不同耐旱性甘薯柴根和块根的全蛋白组差异蛋白分析.结果表明,共鉴定到甘薯根系差异蛋白2 003个,其中可信蛋白1 716个、动态表达蛋白819个.GO分析表明,干旱胁迫条件下,与柴根相比,JS21和JZS1块根差异蛋白分别集中于细胞质内碳水化合物合成、能量代谢等生物过程;与JZS1块根相比,JS21块根差异蛋白分子功能主要涉及过氧化物酶活性、氧化还原酶活性等.KEGG分析表明,木质素代谢在甘薯根系分化和响应干旱胁迫的过程中起到重要的调控作用.从淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷代谢途径富集的差异蛋白分析中探明,正常条件下,JS21主要通过ADPGase积累淀粉,JZS1不仅通过ADPGase还通过UDPGase积累淀粉;干旱胁迫条件下,JS21块根中淀粉的合成仍大于分解,而JZS1块根中蔗糖的分解大于合成.正常条件下,2个品种柴根中均含有丰富的抗氧化酶;但干旱诱导JS21块根产生过氧化物酶,导致JZS1块根中木质素合成关键酶上调表达.蔗糖合酶是干旱胁迫条件下耐旱性弱的JZS1根系中能量代谢重要蛋白.综上,干旱胁迫条件下,耐旱性强的JS21可通过柴根中已有的和块根中诱导产生的过氧化物酶协同抵御干旱胁迫,而耐旱性弱的JZS1则通过蔗糖合酶维持能量代谢,其块根木质化程度加剧.本研究为甘薯耐旱性品种生理鉴定和耐旱基因发掘提供了一定的理论依据.
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钾素对食用型甘薯糖代谢相关酶活性的影响
《植物营养与肥料学报 》 2012 北大核心 CSCD
摘要：为了探讨钾素提高甘薯块根可溶性糖含量的生理基础。选用典型的食用型甘薯品种"北京553",设置不同施钾处理,于2009～2010年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行试验。采用甘薯块根膨大过程中定期取样的方法,测定块根可溶性糖和淀粉含量及相关酶活性、功能叶蔗糖含量及相关酶活性。结果表明,与对照比较,施用钾肥能显著提高块根产量、可溶性糖及各糖组分含量,其中K2O用量为24 g/m2处理增幅最大,为最适用量。进一步研究发现,适宜供钾处理显著提高了功能叶磷酸蔗糖合成酶活性和蔗糖含量,生育期内平均增幅分别为10.31%和34.13%,同时提高了块根中蔗糖合成酶、不溶性酸性转化酶的活性,生育期内平均增幅为16.47%和3.66%,在提高源端光合产物供应的同时促进蔗糖在库端的卸载,促进块根中淀粉和可溶性糖的积累;适宜供钾处理还提高了块根中α-和β-淀粉酶的活性,生育期内平均增幅分别为26.06%和14.64%,促进淀粉向可溶性糖转化。此外,适宜供钾处理还显著提高了生长前期和后期块根中可溶性酸性转化酶活性、以及生长后期块根中蔗糖-蔗糖果糖基转移酶活性,促进了葡萄糖、果糖和果聚糖在块根中的积累。在甘薯收获期,块根可溶性糖和淀粉含量分别提高了13.52%和3.02%。即钾肥能够增加块根中蔗糖的供应量,促进块根对蔗糖的吸收,促进淀粉水解,是其提高块根可溶性糖含量的生理原因。
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不同类型甘薯品种块根淀粉粒粒度的分布特征
《中国农业科学 》 2011 北大核心 CSCD
摘要：【目的】阐明不同类型甘薯块根淀粉粒粒度的分布特征及其与淀粉品质的关系。【方法】选用6个淀粉型品种、5个食用型品种和1个兼用型品种,研究块根中淀粉粒的体积和数目分布、淀粉粒体积和数目分布与淀粉及其组分含量的相关性。【结果】甘薯块根含有小(粒径<3.36μm)、中(粒径3.36—19.76μm)和大(粒径>19.76μm)3种类型淀粉粒,其粒径范围为0.39—55.14μm。淀粉粒体积和数目都表现为双峰分布,低谷粒径均为3.36μm;其中,粒径<3.36μm的淀粉粒体积占总体积的9.8%—18.5%,而粒径<3.36μm的淀粉粒数目占总数目的97.7%—99.1%。与淀粉型品种相比,食用型品种粒径<3.36μm的淀粉粒所占体积百分比和粒径<1.00μm的淀粉粒所占数目百分比较高。块根总淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量与小型和中型淀粉粒的体积百分比呈显著负相关,与大型淀粉粒的体积百分比呈显著正相关;支/直链淀粉比率与小型和中型淀粉粒的体积百分比呈显著正相关,与大型淀粉粒的体积百分比呈显著负相关。【结论】食用型甘薯块根中小型淀粉粒所占比例较高,而淀粉型甘薯块根中大型淀粉粒所占比例较高。
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腐植酸提高食用型甘薯块根可溶性糖含量的生理基础
《作物学报 》 2011 北大核心 CSCD
摘要：选用典型的食用型甘薯品种北京553,设置施用腐植酸和对照处理,于2008—2009年2个生长季在山东农业大学农学试验站进行试验。在甘薯块根膨大过程中定期取样,测定块根可溶性糖和淀粉含量及相关酶活性、功能叶蔗糖含量及相关酶活性变化。结果表明,与对照比较,施用腐植酸显著提高了功能叶磷酸蔗糖合酶活性和蔗糖含量,生育期内平均增幅分别为30.90%和9.48%,显著降低了块根蔗糖合酶活性,平均降幅为11.04%,促进了蔗糖、果聚糖等在块根中的积累;同时,施用腐植酸还显著提高了块根中淀粉酶活性,α-淀粉酶和β-淀粉酶平均增幅分别为11.33%、15.70%,促进了后期葡萄糖、果糖等在块根中的积累。在甘薯收获期,块根可溶性总糖含量提高了15.49%、淀粉含量降低了3.56%。总之,施用腐植酸能够增加块根中蔗糖的供应量、抑制可溶性糖向淀粉转化、促进淀粉水解,这些是提高块根可溶性总糖含量的生理基础。
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甘薯内源激素变化与块根形成膨大的关系
《中国农业科学 》 2005 北大核心 CSCD
摘要：研究了不同基因型甘薯块根内源激素含量变化对块根形成和膨大的影响。结果表明,块根形成前后和膨大高峰期,甘薯栽培种徐薯18和Minamiyutaka的ZR、DHZR、ABA、IAA和IPA含量均显著高于近缘野生种I.trifida(K123),差异达极显著水平。块根日鲜重增长速率与ZR、DHZR和ABA的含量变化动态高度一致。块根形成前后及块根膨大中期和高峰期,块根干重与块根ABA、ZR和DHZR含量间呈显著(或极显著)正相关,与IAA、iPA和GA4间无明显相关性。ZR、DHZR和ABA含量的高低,在不定根能否转化形成块根和块根膨大的速率方面起关键的作用。块根不同部位(顶部、中部和尾部以及外部、中部和内部)各种激素含量差异显著,块根的顶部激素含量最高、生理活性最强,内部和中部(ABA除外)也是各种激素含量高的部位。膨大前期大块根的ZR、DHZR、ABA及IAA含量显著高于小块根,膨大中期中等大小块根激素含量最高,膨大后期小块根的激素含量显著高于中等大小的块根和大块根。
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