甘薯不同品種塊根產量差異的光合產物卸載機制及鉀肥調控效應.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、甘薯(Ipomoea batatas(L.) Lam)塊根產量的形成與光合產物的運轉密切相關,受源端(葉)裝載能力、流(莖蔓)運輸能力和庫端(塊根)卸載能力的影響。本研究證實塊根中光合產物的卸載是影響甘薯光合產物運轉的關鍵過程。但有關甘薯塊根中光合產物的卸載路徑尚不清楚,引起塊根卸載能力差異的影響因素也不明確,同時鉀肥對塊根卸載能力的調控作用也有待研究。所以本研究選取源庫特征差異大的三個品種(紅香蕉、蘇薯8號和北京553),設置不施用鉀

2、肥(K0)、鉀肥全部基施(J-K24)、鉀肥全部封壟期追施(F-K24)和鉀肥全部高峰期追施(G-K24)四個處理,通過熒光標記和細胞超微結構觀察的方法研究甘薯塊根中韌皮部光合產物的卸載方式,并通過生理的方法研究影響甘薯塊根卸載能力的主要因素,同時研究鉀肥對塊根卸載能力的調控作用。主要取得了以下幾方面的研究結果:
  1.塊根產量的品種差異及鉀肥調控效應
  高產品種有較高的塊根產量,品種間生物產量差異不大,高產品種有較高的

3、經濟系數,說明決定塊根產量的主要因素是光合產物的分配。施用鉀肥能提高塊根產量,同時提高經濟系數,但對生物產量影響不大。基施鉀肥處理增產效果較好。
  2.影響甘薯光合產物運轉的關鍵過程
  與高產品種相比,低產品種塊根成為光合產物分配中心的時間較晚;莖基部蔗糖含量高,且莖頂-基部間蔗糖濃度梯度的增幅大。塊根膨大前期各品種基部莖粗類似,而塊根膨大后期低產品種基部莖粗顯著大于高產品種。說明低產品種塊根光合產物卸載不順暢,從而導致

4、光合產物在莖中特別是莖基部滯留。綜上塊根中光合產物的卸載是影響光合產物運轉的關鍵過程。
  3.甘薯塊根膨大過程中光合產物的主要卸載路徑
  羧基熒光素是一種理想的同化物共質體卸載的指示劑,本研究通過注射法對甘薯塊根中光合產物卸載途徑進行研究,結果表明:在塊根膨大初期(栽秧后35 d左右),CF被局限在塊根的篩管-伴胞復合體中,沒有向周圍薄壁細胞擴散,證明該時期光合產物卸載以質外體途徑為主。而塊根膨大中期,韌皮部超微結構顯示

5、,細胞間隙較小,一個篩分子通常有兩個伴胞相伴,伴胞胞質濃密,液泡碎片化,且篩管與伴胞間、篩管-伴胞與薄壁細胞間胞間連絲數量較多,證明該時期光合產物卸載以共質體途徑為主,同時,該時期塊根較高的蔗糖合酶、較低的不溶性酸性轉化酶及較高的淀粉含量也可說明共質體途徑的主體地位。即塊根形成膨大過程中同化物卸載路徑經歷了質外體-共質體的轉變過程。
  4.品種塊根中光合產物卸載能力差異的生理原因及鉀肥調控效應
  相關分析的結果表明,蔗糖

6、合酶(SS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGase)的活性與淀粉含量呈極顯著正相關關系,可溶性淀粉合成酶(SSS)和顆粒結合淀粉合成酶(GBSS)活性與淀粉含量呈顯著正相關關系;SS和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGase)活性與淀粉產量呈極顯著正相關關系,尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPGase)、GBSS和不溶性酸性轉化酶(IAI)活性與塊根淀粉產量呈顯著正相關關系;SS和ADPGase活性與塊根干重呈極顯著正相關關系,

7、GBSS和IAI活性活性與塊根干重顯著正相關。即胞質中蔗糖的水解能力、淀粉合成能力及質外體空間蔗糖的水解能力是影響塊根光合產物卸載的主要因素。與低產品種相比,高產品種有較高的SS活性、塊根膨大后期有較高的IAI活性。塊根膨大中期低產品種有較高的UDPGase、SSS和GBSS活性和較低的SS活性,其淀粉含量較高,但淀粉產量較低,說明淀粉積累量由SS活性決定,SS活性與塊根干重呈極顯著正相關關系,均說明該時期影響塊根卸載能力的主要因素是蔗

8、糖合酶活性。
  基施鉀肥可提高塊根中SS的活性,塊根膨大前期增幅較大,增幅分別為88.74%,29.23%和158.60%,塊根膨大后期增幅也較大?;┾浄蔬€可以提高IAI活性,塊根膨大后期增幅較大,增幅分別為29.84%、77.41%和18.87%?;┾浄誓芴岣邏K根中UDPGase活性,塊根膨大前期和后期增幅較大。基施鉀肥還能提高ADPGase和GBSS活性,均表現為塊根膨大前中期增幅較大,ADPGase酶活性的平均增幅為1

9、4.05%、18.66%和20.37%,而GBSS酶活性的平均增幅為14.48%、9.49%和5.52%。即基施鉀肥通過提高塊根膨大前中期SS、UDPGase、ADPGase和GBSS活性,同時提高塊根膨大后期SS、IAI和UDPGase活性來提高塊根中光合產物的卸載能力?;┾浄手饕饔糜诟弋a品種的SS、ADPGase、GBSS和IAI的酶活性,而低產品種主要作用于SS、UDPGase、ADPGase和IAI的酶活性。
  5.

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