施鉀時期對甘薯濟徐23塊根淀粉積累和粒度分布的影響

施鉀時期對甘薯濟徐23塊根淀粉積累和粒度分布的影響

0總結(jié)【研究意義】淀粉是塊根的主要組成成分，約占塊根干重的45%-75%。1材料和方法1.1試驗材料供試品種為淀粉型品種濟徐23;供試肥料為硫酸鉀(K1.2試驗設(shè)計本試驗為大田試驗,于2008—2009年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)試驗站進行。氮肥(N)和磷肥(P1.3取樣、測定和淀粉粒度T1和T2處理從栽植后50d開始取樣,T3處理從栽植后70d開始取樣,T4處理從栽植后130d開始取樣;之后每隔20d取樣一次,直到收獲。每次每小區(qū)取樣5株,將所有塊根挖出,稱鮮重。然后,稱取一部分塊根切片、液氮速凍保存,用于測定淀粉粒度和淀粉合成有關(guān)酶活性;另一部分塊根稱鮮重后,切片、60℃烘干、稱烘干重、磨碎保存,用于測定淀粉含量等;計算烘干率和塊根干物質(zhì)積累量等。1.4淀粉粒的提取1.4.1總淀粉及組分含量測定雙波長比色法1.4.2甘薯塊根淀粉粒提取與測定參考Peng等用貝克曼庫爾特公司的LS13320型激光衍射粒度分析儀分析淀粉粒。取50mg淀粉放入離心管,加5mL蒸餾水懸浮,旋渦混勻后置4℃下1h,每10min振蕩一次,然后轉(zhuǎn)移至激光衍射粒度分析儀的分散盒中,測量其分布狀況。1.4.3淀粉合成相關(guān)酶活性測定酶液的提取參考Douglas等1.5數(shù)據(jù)分析表中數(shù)據(jù)方差分析采用DPS處理,多重比較采用最小顯著極差法(LSR法);對相關(guān)系數(shù)(r)的顯著性檢驗采用查表法2結(jié)果2.1施用期對塊根淀粉產(chǎn)量的影響由表1可知,不同時期施用鉀肥均可提高收獲期塊根鮮薯產(chǎn)量和干物質(zhì)積累量,其中基施處理(T2)增幅顯著大于追施處理(T3、T4),且封壟期追施(T3)顯著高于高峰期追施(T4)。收獲期塊根淀粉產(chǎn)量的結(jié)果也表明,施用鉀肥有利于淀粉產(chǎn)量的形成,基施效果最好,隨施用時期的推遲,增幅逐漸變小(表1)。由表2可以看出,施用鉀肥提高了收獲期淀粉含量,但是差異不顯著?；┾浄侍幚淼闹辨湹矸酆椭ф湹矸酆慷加幸欢ǔ潭鹊奶岣?但差異不顯著;而追施鉀肥處理顯著降低了直鏈淀粉含量,并顯著提高了支鏈淀粉含量,提高支鏈、直鏈比值。施用鉀肥還顯著提高了收獲期塊根可溶性糖含量,基施處理(T2)的增幅大于追施處理(T3、T4)。2.2顆粒分布特征中位粒徑(mediumdiameters)是指一個樣品的累計粒度分布百分?jǐn)?shù)達到50%時所對應(yīng)的粒徑。它的物理意義是粒徑大于它的顆粒占50%,小于它的顆粒也占50%,是描述顆粒分布特征的重要參數(shù)。如表3所示,收獲期塊根淀粉粒體積分布的中位粒徑,全部鉀肥基施(T2)處理顯著大于不施鉀肥處理(T1),封壟期追施鉀肥處理(T3)與不施鉀肥處理相似,而莖葉生長高峰期追施鉀肥處理(T4)顯著小于不施鉀肥處理。從表3還可以看出,施鉀時期對淀粉粒體積分布有顯著影響,莖葉生長高峰期追施鉀肥處理,小型淀粉粒(<3.359μm)和中型淀粉粒(3.359—19.76μm)的體積所占比例較大;而基施鉀肥的處理,大型淀粉粒(>19.76μm)的體積所占比例較大。2.3施鉀時期對塊根淀粉合成酶活性的影響2.3.1塊根中蔗糖合酶(SS)活性由表4可以看出,甘薯施用鉀肥以后,塊根的SS活性顯著提高。其中,基施鉀肥主要提高了塊根膨大前、中期(栽植后50—130d)的SS活性,封壟期追施鉀肥主要提高了栽植后70—170d的SS活性,莖葉生長高峰期追施鉀肥主要提高了塊根膨大后期(栽植后130—170d)的SS活性。說明鉀肥對SS的作用持續(xù)時間最長為130d。2.3.3塊根中尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(UDPGPPase)活性由表6可以看出,甘薯施用鉀肥以后,塊根的UDPGPPase活性顯著提高。其中,基施鉀肥提高了栽植后70—170d的UDPGPPas活性,封壟期追施鉀肥提高了栽植后90—170d的UDPGPPas活性,莖葉生長高峰期追施鉀肥提高了栽植后130—170d的UDPGPPas活性。說明施鉀肥越早,對UDPGPPas的作用持續(xù)時間越長。2.3.4塊根中淀粉粒結(jié)合態(tài)淀粉合成酶(GBSS)活性由表7可以看出,甘薯施用鉀肥以后,對塊根的GBSS活性有顯著影響。其中,基施鉀肥提高了栽植后50—110d的GBSS活性;封壟期追施鉀肥提高了栽植后90—110d的GBSS活性,降低了栽植后150—170d的GBSS活性;莖葉生長高峰期追施鉀肥不能提高GBSS活性,反而降低了栽植后150—170d的GBSS活性。2.3.5塊根中可溶性淀粉合成酶(SSS)活性由表8可以看出,在甘薯塊根膨大前期,塊根中可溶性淀粉合成酶活性較低,而且施用鉀肥對該酶的活性影響不大。栽植90d以后,SSS活性明顯提高,施用鉀肥顯著提高了該酶的活性;其中,在塊根膨大后期(栽植后130—170d),莖葉生長高峰期施肥處理的SSS活性最高。2.4udpgppase活性由表9可知,SS、ADPGPPase、GBSS和SSS活性均與總淀粉含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,其中SS的相關(guān)系數(shù)最大,ADPGPPase次之,GBSS和SSS最小。UDPGPPase活性與總淀粉含量也呈顯著正相關(guān)關(guān)系。GBSS和SS活性與直鏈淀粉含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,ADPGPPase和UDPGPPase活性與直鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。ADPGPPase與支鏈淀粉含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,SS與SSS活性與支鏈淀粉含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。3討論3.1不同時期的鉀施用對淀粉產(chǎn)量、淀粉含量、組成含量和淀粉顆粒分布的影響前人研究表明,甘薯塊根膨大是光合作用形成的糖在淀粉合成酶的作用下轉(zhuǎn)化為淀粉并在塊根中不斷累積的過程3.2施肥對淀粉合成代謝作用的影響本試驗條件下,不同時期施鉀均能提高甘薯塊根干物質(zhì)積累量;施鉀處理塊根中淀粉含量沒有下降反而略有提高,這說明施用鉀肥增強了淀粉的合成代謝作用。淀粉生物合成途徑可分為3個主要相關(guān)過程:1腺苷二磷酸葡萄糖(ADPG)的產(chǎn)生;2支鏈淀粉的合成及淀粉粒的形成;3直鏈淀粉的合成。淀粉含量、直鏈淀粉與支鏈淀粉的比例、支鏈淀粉鏈長分布和淀粉粒的結(jié)構(gòu)均與淀粉合成相關(guān)酶直接相關(guān)3.3側(cè)鏈支支物的形成淀粉粒中先合成支鏈淀粉,直鏈淀粉的合成是以支鏈淀粉的側(cè)鏈分支為引物,在GBSS的催化下將這些引物延伸,延伸的長度受支鏈淀粉基質(zhì)空間的限制,然后在淀粉水解酶的作用下切下分支,形成線性的直鏈淀粉4施鉀時期及施肥量對塊根生長和淀粉?；钚缘挠绊懖煌瑫r期施鉀均能提高甘薯塊根的淀粉產(chǎn)量,且增幅隨施用時期的推遲而變小;莖葉生長高峰期追施鉀肥提高了中、小型淀粉粒體積百分?jǐn)?shù),而基施鉀肥則提高了大型淀粉粒的體積百分?jǐn)?shù)。不同時期施鉀通過提高塊根中SS、ADPGPPase和UDPGPPase的活性,提高其將前體物質(zhì)轉(zhuǎn)化為淀粉的能力,促進淀粉的積累?；┮蚱渥饔脮r間早而有高于追施的淀粉產(chǎn)量。莖葉生長高峰期追施鉀肥通過降低生長后期GBSS活性、提高SSS活性而提高塊根中的支直比,進而提高中、小型淀粉粒的體積百分?jǐn)?shù)。2.3.2塊根中腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPGPPase)活性由表5可以看出,甘薯施用鉀肥以后,塊根的ADPGPPase活性顯著提高。其中,基施鉀肥提高了塊根