木薯内源赤霉素含量与块根淀粉积累的关系

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1、木薯内源赤霉素含量与块根淀粉积累的关系李恒锐１，２，祝建坤２，邱文武１，刘连军１，彭崇１，梁振华１，农秋连１，林嘉雯１，莫周美１，卢美瑛１（１．广西南亚热带农业科学研究所，广西龙州５３２４１５；２．广西大学农学院，南宁５３０００４）摘要：为研究木薯（ＭａｎｉｈｏｔｅｓｃｕｌｅｎｔａＣｒａｎｔｚ）内源赤霉素含量与不同淀粉含量木薯块根淀粉积累的关系，以木薯辐选０１（块根淀粉含量高）和华南１２４（块根淀粉含量低）为材料，在木薯的４个生长时期测定其根、茎、叶的赤霉素含量以及块根淀粉含量，并进行相关分析。结果表明，在不同生长发育时期，

2、木薯通过各部位的赤霉素水平调控淀粉合成关键酶活性来调节淀粉的合成。..关键词：木薯（ＭａｎｉｈｏｔｅｓｃｕｌｅｎｔａＣｒａｎｔｚ）；赤霉素；块根；淀粉合成酶；淀粉积累中图分类号：Ｓ５３３文献标识码：A：0439－８114（２０15）07－1628-05DOI:10.14088/j.ki.issn0439-8114.2015.07.025木薯（ＭａｎｉｈｏｔｅｓｃｕｌｅｎｔａＣｒａｎｔｚ）属大戟科（Ｅｕｐｈｏｒｂｉａｃｅａｅ）木薯属（Ｍａｎｉｈｏｔ），其淀粉含量高，素有“淀粉之王”和“地下粮仓”的美称，是仅次于马铃薯（Ｓｏｌａ

3、ｎｕｍｔｕｂｅｒｏｓｕｍＬ．）的世界第二大块根类作物［１］。赤霉素是植物调控自身生长发育的一类重要内源激素，有研究表明，赤霉素对果实发育及淀粉积累有一定的作用［２］，对木薯营养生长及块根淀粉积累有一定促进作用［３］。目前关于激素与生长关系以及淀粉积累的研究较多，但对于赤霉素是否具有调控淀粉合成关键酶作用的研究较少。为此，以高含量淀粉木薯辐选０１及低含量淀粉木薯华南１２４为试验材料，研究木薯内源赤霉素含量与不同淀粉含量木薯块茎淀粉积累的关系，旨在对提高木薯淀粉产量及对木薯栽培提供一定的指导作用。１材料与方法１．１试验材料木薯品

4、种：华南１２４、辐选０１，由广西大学农学院木薯种质资源圃提供。辐选０１系由华南１２４经辐射诱变产生的高淀粉突变体育成，两个品种除块根淀粉含量有较大差异外，其他农艺性状相似。１．２试验处理木薯种茎长约２０ｃｍ，于２０１２年４月１１日种植，２０１３年１月下旬收获。指标测定所需的材料分别于苗期、块根形成期、块根膨大期、块根成熟期四个阶段进行田间采样。每次分别随机采枝叶繁茂、处在相应生长期的样本各３株，取顶三叶、茎秆及块根，并及时用液氮急冻２～３ｍｉｎ，放入－８０℃超低温冰箱中保存备用。１．３试验方法赤霉素含量测定参照间接法ＥＬＩＳ

5、Ａ试剂盒操作方法。酶活性（以鲜重计）测定方法：蔗糖磷酸合成酶（ＳＰＳ）及蔗糖合成酶（ＳＳ）活性测定参照文献［4］进行；ＡＤＰ－葡萄糖焦磷酸化酶（ＡＧＰａｓｅ）活性测定参照Ｎａｋａｍｕｒａ等［５］的方法略加改动，以测定ATP的形成量表示活性；游离态淀粉合成酶（ＳＳＳ）提取参照梁建生等［6］的方法；形成的ＡＴＰ按李立人［７］的方法测定；块根淀粉分支酶（ＳＢＥ）活性测定参照李太贵等［８］的方法进行；淀粉含量（以鲜重计）测定参照文献［９］进行。１．４试验统计试验数据采用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２０１０及ＳＰＳＳ１９．０软件进行处

6、理。２结果与分析２．１木薯各时期各部位赤霉素含量变化对比参试品种各部位在各生长期的赤霉素含量（图１、图２）发现，在苗期华南１２４叶部赤霉素水平相对较高，因此，这个时期会出现华南１２４的叶片生长比辐选０１快、叶面积大的现象，在随后的过程中华南１２４叶片的赤霉素含量逐渐下降，而辐选０１则逐渐上升，到达块根形成期时两者的赤霉素含量相当，之后又逐步下降，但华南１２４叶片的下降更快，最低值出现在块根膨大期。随后的生长过程中，两参试品种的叶部赤霉素含量又不断增长，华南１２４的相对增长较快，两者赤霉素含量均维持在一个较高水平上。参试品种的

7、茎、根部赤霉素含量随着植株的生长逐步升高，华南１２４在块根膨大期茎部赤霉素含量增加的速度达到最快，在此时期两个品种根部的赤霉素含量均已高于叶部，并呈缓慢增长趋势。就茎、根部赤霉素含量而言，两个品种较多地分配在根部，这与木薯块根淀粉积累存在一定的关系。总体上，两个品种茎部的赤霉素含量相对较低。２．２木薯各时期淀粉合成关键酶的活性变化２．２．１不同生长期参试品种蔗糖磷酸合成酶（ＳｕｃｒｏｓｅＰｈｏｓｐｈａｔｅＳｙｎｔｈａｓｅ，ＳＰＳ）活性ＳＰＳ是一种糖基转移酶，一般认为ＳＰＳ调节着叶片中光合产物在淀粉和蔗糖之间分配，因而也调控着

8、叶片中的可溶性糖含量和对库端的供应能力［１０］。两个品种不同生育期叶片中ＳＰＳ活性最高峰均出现在块根膨大期，达到最高峰后下降，其ＳＰＳ活性变化趋势相同（图３、图４）。但辐选０１ＳＰＳ平均活性比华南１２４高，更有利于蔗糖的供应，这是否与木薯淀粉含量高低存在相关关系，有待进一步研究。２．２．２