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垄沟集雨覆盖对旱作马铃薯块茎淀粉合成关键酶活性、基因表达及淀粉累积的影响

2021-02-22胡禄华

核农学报 2021年3期

苏 旺 胡禄华 王 舰

(1青海大学农林科学院/青海省农林科学院/青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室/青海大学青藏高原生物技术教育部重点实验室/青海省马铃薯育种重点实验室,青海 西宁 810016;2 青海大学生态环境工程学院,青海 西宁 810016)

作为青海东部旱区的特色优势作物[1],马铃薯(Solanum tuberosumL.)以块大、整齐、淀粉含量高、退化轻等特性享誉国内外[2]。近二十年,垄沟集雨覆盖栽培可使无效、微效降水形成径流[3],叠加到沟内,且覆盖后可抑制土壤水分蒸发,促进水分下渗[4],逐渐成为青海东部旱区马铃薯生产中的主要栽培技术。

马铃薯垄沟集雨覆盖栽培的研究主要集中在土壤水分[5-6]、温度[7]、酶活性[8]、微生物种类和数量[8]、产量及水分利用效率[9-13]等方面,有关淀粉合成关键酶活性及其基因表达的研究尚鲜见。前人多从品种、氮肥的角度分析马铃薯淀粉合成关键酶活性及其变化规律,从淀粉合成相关基因功能来探讨马铃薯淀粉生物合成的分子基础,如吕文河等[14]研究表明,马铃薯高淀粉品种克新22 号的可溶性淀粉合成酶(soluble starch synthase,SSS)、颗粒结合型淀粉合成酶(granule bound starch synthase,GBSS) 及淀粉分支酶(starch branching enzyme,SBE)活性均显著高于低淀粉品种克新19 号;而杨华等[15]研究认为,低淀粉品种CY-117的 ADP-葡萄糖焦磷酸化酶 ( ADP-glucose pyrophosphorylase,AGPP)、SSS 活性显著高于高淀粉品种QS-2,且氮素主要是通过影响SSS 活性来实现对马铃薯块茎淀粉含量的调控。研究表明,抑制表达异淀粉酶ISA1/2/3 基因[16]以及过表达超氧化物歧化酶SOD、抗坏血酸过氧化物酶APX基因[17]均显著调控了马铃薯块茎淀粉生物合成过程;……

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