作物杂志,2017, 第1期: 140–143 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2017.01.025

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

酸胁迫对马铃薯脱毒试管苗结薯特性及其几种糖代谢的影响

滕跃1,高玉亮2,张雁1,金美玉1,李葵花1   

  1. 1延边大学农学院,133002,吉林延吉
    2延边朝鲜族自治州农业科学院,133400,吉林龙井
  • 收稿日期:2016-11-02 修回日期:2016-12-19 出版日期:2017-02-15 发布日期:2018-08-26
  • 作者简介:滕跃,本科在读,主要从事马铃薯种薯生产研究工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(31260470);延边大学2016大学生创新创业训练计划项目(ydbksky2016124)

Effects of Acid Stress on Microtuberization and Some Glycometabolism of Potato in Vitro Plantlets

Teng Yue1,Gao Yuliang2,Zhang Yan1,Jin Meiyu1,Li Kuihua1   

  1. 1Agricultural College of Yanbian University,Yanji 133002,Jilin,China
    2Yanbian Agricultural Sciences Academy,Longjing 133400,Jilin,China
  • Received:2016-11-02 Revised:2016-12-19 Online:2017-02-15 Published:2018-08-26

摘要:

将酸胁迫(pH=3)下的马铃薯脱毒试管苗转接于不适合试管薯诱导的MS培养基(含蔗糖30g/L)中,进行试管薯诱导,并对试管薯诱导过程中植株的蔗糖和淀粉含量及蔗糖合酶(sucrose synthase,SS)、可溶性淀粉合成酶(soluble starch synthase,SSS)和腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADP-glucose pyrophosphorylase,AGPase)的活性变化进行研究。结果表明,经酸胁迫的植株均可缩短试管薯诱导时间,经酸胁迫1d的植株在第13天开始形成试管薯,诱导时间最短,单薯重为187.8mg,单株结薯数量为2.2个,而不经酸胁迫的植株未能诱导出试管薯。植株在受酸胁迫期间,叶片中蔗糖含量无明显变化,而SS、SSS和AGPase的活性显著升高;在试管薯诱导过程中,酸胁迫植株叶片的SS活性呈降低和升高交替趋势;SSS活性在诱导试管薯0~5d时呈先下降后上升的趋势,之后趋于稳定;AGPase活性呈先上升后下降、之后再上升的趋势。

关键词: 马铃薯, 试管薯, 酸胁迫, 糖代谢

Abstract:

The transfer of in-vitro potato plantlets in pH 3 solution to the MS medium containing 30g/L sucrose which was against formation potato tuber was conducted to induce the microtuber and evaluate the contents of sucrose and starch potato plantlets as well as the changes in sucrose synthetase (SS), soluble starch synthetase (SSS) and ADP-glucose pyrophosphorylase (AGPase) activity during the induction. Results indicated that a short induction time and the highest number of potato microtubers occurred from potato plantlets under stress, however untreated plantlets failed to induce tubers.For microtuber formation after pH 3 stress for 1d, microtuberization starts at the 13th day in MS medium, and the number of microtubers for a single plantlet was 2.2 and the mean weight of microtuber was 187.8mg. No significant change was found in sucrose content, but SS, SSS, and AGPase activities increased significantly in leaves during acid stress treatment. SS activity decreased and increased alternately,SSS activity decreased and then increased at 0-5d, but later tended to stabilize. AGPase activity in leaves of induced microtuber tended to increase and then decrease but later increased in leaves of plantlet with acid stress during inducing microtuber.

Key words: Potato, Microtuber, Acid stress, Glycometabolism

表1

不同酸胁迫(pH=3)时间对试管薯形成的影响"

胁迫天数(d)
Days of stress
结薯始期(d)
Days of microtuber initiation
单株结薯数
No.of microtuber per plantlet
单薯重(mg)
Weight of microtuber
单株出芽量
No.of shoot per plantlet
1 13 2.2a 187.8a 2.6c
2 15 1.3b 131.3b 3.8b
3 15 1.1c 124.6c 3.6b
0 (CK) - - - 5.4a

图1

马铃薯植株中蔗糖含量和SS活性的变化 不同大小写字母表示同一处理不同诱导天数间在0.05水平上差异显著,下同"

图2

马铃薯植株中淀粉含量、SSS活性和AGPase活性的变化"

[1] 刘尚前, 王晓春, 栗占芳 , 等. 马铃薯试管薯形成的影响因素研究. 西北农业学报, 2007,16(5):109-112.
[2] 蒋从莲, 郭华春 . 不同外源激素和培养温度对马铃薯试管薯形成的影响. 云南农业大学学报, 2007,22(6):824-828.
[3] 鄢铮, 郭德章 . 苗龄及光照对诱导马铃薯微型薯的影响. 中国马铃薯, 2004,18(4):205-206.
[4] 李婉琳, 郭华春, 彭丽 , 等. 蔗糖浓度及苗龄对马铃薯新品种‘丽薯6号’试管薯诱导的效果.中国马铃薯, 2013(2):72-76.
[5] 霍凤兰, 栾清业, 尹玉花 . 蔗糖浓度和光照对马铃薯试管薯诱导的影响.甘肃农业科技, 2009(11):3-5.
[6] Hyunsoon K, Jaeheung J, Kyunghwa C , et al. Regulation of starch contents in potato (Solanum tuberosum L.) by manipulation of sucrose synthase gene. Journal of the Japanese Society for Horticulture, 2000,69(3):243-249.
doi: 10.2503/jjshs.69.243
[7] 张昌伟, 侯喜林, 袁建玉 , 等. 不同外源激素对马铃薯试管薯形成的影响. 江西农业大学学报, 2005,27(1):72-76.
[8] 曾述荣, 付文进, 对三汗 , 等. 植物生长调节剂及诱导方式对马铃薯试管薯的影响. 广东农业科学, 2012,39(15):3-5.
[9] 金建钧, 刘志文 . 植物激素对马铃薯试管苗的影响及微型薯高效形成条件分析.作物杂志, 2011(2):20-24.
[10] 张志良, 瞿伟菁 . 植物生理学实验指导.北京: 高等教育出版社, 2009: 106.
[11] 陈鹰, 乐俊明, 丁映 . 酸水解-DNS法测定马铃薯中淀粉含量. 种子, 2009,28(9):109-110.
[12] Raíces M, Ulloa R M, MacIntosh G C, et al. StCDPK1 is expressed in potato stolon tips and is induced by high sucrose concentration. Journal of Experimental Botany, 2003,54(392):2589-2591.
doi: 10.1093/jxb/erg282
[13] Jefferson R, Goldsbrough A, Bevan M . Transcriptional regulation of a patatin-1 gene in potato. Plant Molecular Biology, 1990,14(6):995-1006.
doi: 10.1007/BF00019396
[14] Prat S, Frommer W B, Hofgen R . Gene expression during tuber development in potato plants. Febs Letters, 1990,268(2):234-338.
[15] 胡云海, 蒋先明 . 氮源对马铃薯微型薯的影响.中国马铃薯, 1991(4):199-203.
[16] 徐云姬, 张伟杨, 钱希旸 , 等. 施氮量对小麦籽粒灌浆的影响及其生理机制. 麦类作物学报, 2015,35(8):1119-1126.
[17] 刘维智, 贾宏昉, 尹贵宁 , 等. 缺氮及氮素形态对烟草幼苗糖代谢的影响机理初探. 西北植物学报, 2014,34(3):530-535.
[18] Kim S H, Mizuno K, Sawada S , et al. Regulation of tuber formation and ADP-glucose pyrophosphorylase (AGPase) in sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) by nitrate. Plant Growth Regulation, 2002,37(3):207-213.
doi: 10.1023/A:1020844418776
[19] 张智猛, 戴良香, 胡昌浩 , 等. 氮素对玉米淀粉累积及相关酶活性的影响. 作物学报, 2005,31(7):956-962.
[20] 杨琳昱, 岳洪泉, 王士华 . 防止土壤酸化影响作物吸收大量元素.新农业, 2014(1):42-43.
[1] 宿飞飞 张静华 李 勇 刘尚武 刘振宇 王绍鹏 万书明 陈 曦 高云飞 胡林双 吕典秋. 不同灌溉方式对两个马铃薯品种#br# 生理特性和水分利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (5): 97–103
[2] 柴莹,徐永清,付瑶,李秀钰,贺付蒙,韩英琦,冯哲,李凤兰. 马铃薯干腐病病原镰孢菌体内产细胞壁降解酶特性研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 154–160
[3] 张晓勇,杨友联,李树江,熊荣川,向红. 外源激素对低温胁迫下脱毒马铃薯扦插苗早衰的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 95–101
[4] 田荟遥,蒋继志,李成斌,申芬,侯宁. 中国东北地区马铃薯致病疫霉遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 2018, (3): 168–173
[5] 梁淑敏,王颖,潘哲超,张磊,徐宁生,李燕山,杨琼芬,李先平,白建明,姚春光,卢丽丽,隋启君. 不同栽培模式的土壤水热效应对马铃薯产量及结薯规律的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 90–96
[6] 叶怡然,达布希拉图,沙本才,王文祥,叶宏达,耿世娴,成京晋,海梅荣. 不同肥料对冬马铃薯光合特性的影响[J]. 作物杂志, 2018, (3): 135–140
[7] 石晓华,杨海鹰,康文钦,秦永林,樊明寿,贾立国. 不同施氮量对马铃薯-小麦轮作体系产量及土壤氮素平衡的影响[J]. 作物杂志, 2018, (2): 108–116
[8] 崔勇. 马铃薯连作造成的影响及连作障碍防控技术[J]. 作物杂志, 2018, (2): 87–92
[9] 梁淑敏,张磊,和生鼎,杨群擎,李燕山,和平根,王绍林,王颖,杨琼芬,隋启君. 滇西北马铃薯不同栽培模式下产量及经济效益分析[J]. 作物杂志, 2017, (6): 79–83
[10] 叶宏达,达布希拉图,沙本才,王文祥,刘佳,叶怡然,海梅荣. 海拔梯度对马铃薯光合特性和荧光特性的影响[J]. 作物杂志, 2017, (5): 93–99
[11] 黄越,李帅兵,石瑛. 马铃薯不同品种块茎矿质营养品质的差异[J]. 作物杂志, 2017, (4): 33–37
[12] 赵媛媛,张丽莉,石瑛. 马铃薯抗旱种质资源的筛选[J]. 作物杂志, 2017, (4): 72–77
[13] 金萌,魏红,杨云波,吕乐慧,张慧,白妍,孙佳亿. 阴山北麓干旱地区水分对马铃薯产量及养分吸收的影响[J]. 作物杂志, 2017, (3): 85–90
[14] 顾旭东,孟炀,何文寿. 间作蚕豆对马铃薯干物质、氮和磷积累的影响[J]. 作物杂志, 2017, (3): 115–120
[15] 蒋继志,王游游,王雪宁,李丽艳,万安琪,李明. 致病疫霉拮抗细菌SR13-2菌株的鉴定及对马铃薯离体组织的防病作用[J]. 作物杂志, 2017, (3): 146–150
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 赵广才,常旭虹,王德梅,陶志强,王艳杰,杨玉双,朱英杰. 小麦生产概况及其发展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 1 –7 .
[2] 权宝全,白冬梅,田跃霞,薛云云. 不同源库关系对花生光合特性及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 102 –105 .
[3] 黄学芳,黄明镜,刘化涛,赵聪,王娟玲. 覆膜穴播条件下降水年型和群体密度对张杂谷5号分蘖成穗及产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 106 –113 .
[4] 黄文辉, 王会, 梅德圣. 农作物抗倒性研究进展[J]. 作物杂志, 2018, (4): 13 –19 .
[5] 赵云,徐彩龙,杨旭,李素真,周静,李继存,韩天富,吴存祥. 不同播种方式对麦茬夏大豆保苗和生产效益的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 114 –120 .
[6] 陆梅,孙敏,任爱霞,雷妙妙,薛玲珠,高志强. 喷施叶面肥对旱地小麦生长的影响及与产量的关系[J]. 作物杂志, 2018, (4): 121 –125 .
[7] 王晓飞,徐海军,郭梦桥,肖宇,程薪宇,刘淑霞,关向军,吴耀坤,赵伟华,魏国江. 播期、密度及施肥对寒地油用型紫苏产量的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 126 –130 .
[8] 朱鹏锦,庞新华,梁春,谭秦亮,严霖,周全光,欧克维. 低温胁迫对甘蔗幼苗活性氧代谢和抗氧化酶的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 131 –137 .
[9] 高杰,李青风,彭秋,焦晓燕,王劲松. 不同养分配比对糯高粱物质生产及氮磷钾利用效率的影响[J]. 作物杂志, 2018, (4): 138 –142 .
[10] 商娜,杨中旭,李秋芝,尹会会,王士红,李海涛,李彤,张晗. 鲁西地区常规棉聊棉6号留叶枝栽培的适宜密度研究[J]. 作物杂志, 2018, (4): 143 –148 .