馬鈴薯原原種萌發(fā)過程中淀粉含量的變化

馬鈴薯原原種萌發(fā)過程中淀粉含量的變化

甘薯，又名山藥蛋、甘薯和土壤肥力。它是世界上繼續(xù)執(zhí)行小麥、水稻和玉米的第四大谷物。馬鈴薯是茄科茄屬多年生草本塊莖植物,其塊莖中含有大量碳水化合物,其中大部分為淀粉,淀粉是馬鈴薯的主要貯藏物質,也是衡量馬鈴薯品質的一個重要指標。在眾多的品質性狀中,還原糖含量高低是影響油炸薯片和薯條品質的重要因素,也是衡量馬鈴薯能否作為加工原料的最嚴格的指標。新收獲的馬鈴薯塊莖在整個貯藏期內,從休眠到休眠解除,再到頂芽萌發(fā)生長,都要經(jīng)過一系列的物質分解和合成,其間都是在相應酶的作用下而引起各種反應變化,塊莖休眠和萌發(fā)與酶活性變化有密切的關系。本研究在不同貯藏時期對3個馬鈴薯品種進行淀粉含量、還原糖含量和淀粉磷酸化酶的測定,以期找出不同馬鈴薯品種在貯藏期內各物質含量的變化規(guī)律及其相互關系,從而為馬鈴薯的貯藏、加工以及貯藏品質的提升提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1原種種薯參試馬鈴薯品種有3個:大西洋(早熟)、克新1號(中熟)、青薯168(晚熟),均來自寧夏西吉縣馬鈴薯工程技術研究中心,為原原種種薯。1.2測試方法淀粉含量的測定:碘比色法;還原糖含量的測定:3,5-二硝基水楊酸法;淀粉磷酸化酶活性的測定:1-磷酸葡萄糖法(DNS法)。1.3dps算法試驗數(shù)據(jù)運用Excel2003、DPS(dataprocessingsystem)進行方差分析處理,平均數(shù)的多重比較采用SSR法。2結果與分析2.1馬鈴薯貯藏期間淀粉含量的變化對各參試馬鈴薯品種在萌發(fā)前后的淀粉含量進行測定,結果的平均值見圖1。由圖1可以看出:大西洋、克新1號、青薯168這3個品種原原種在萌發(fā)前后,淀粉含量均呈降低趨勢,且萌發(fā)后的淀粉含量明顯比萌發(fā)前低;3個品種原原種的淀粉含量由低到高依次為:大西洋<克新1號<青薯168。對上述試驗數(shù)據(jù)進行方差分析,結果見表1。由表1可以看出:不同馬鈴薯品種間差異極顯著(P<0.01),可能由于來自于不同的育種品種,這些品種的遺傳基礎不同,因而各個性狀的表現(xiàn)亦有所不同,淀粉含量的差異較大也是各品種本質區(qū)別的顯著特征之一。不同貯藏時期間的淀粉含量也達到極顯著差異,即各個品種的馬鈴薯在不同貯藏時期的淀粉含量差異極顯著(P<0.01)。由結果可知,馬鈴薯塊莖在從休眠到萌發(fā)的過程中,各種貯藏物質發(fā)生變化,其中淀粉不斷降解成可溶性糖,并且其含量在整個貯藏過程中都不斷下降;品種與貯藏時期的互作未達到顯著差異,因此不作分析。2.2不同品種對還原糖含量的影響對各參試馬鈴薯品種在萌發(fā)前后的還原糖含量進行測定,其結果平均值見圖2。由圖2可以看出:大西洋、克新1號、青薯168這3個馬鈴薯品種原原種在萌發(fā)前后,還原糖含量呈上升趨勢,且萌發(fā)后還原糖含量比萌發(fā)前明顯升高;3個馬鈴薯品種的原原種之間,還原糖含量的高低依次為:大西洋<克新1號<青薯168。對上述試驗數(shù)據(jù)進行方差分析,得到表2的結果。由表2還原糖含量的方差分析可知:品種間差異極顯著(P<0.01),可能由于各個品種來源于不同的育種品種,這些品種的遺傳基礎不同,各自性狀的表現(xiàn)也有所不同,因此還原糖含量差異較大也是各品種具有本質區(qū)別的顯著特征之一。相同品種不同貯藏時期的還原糖含量達到極顯著差異(P<0.01),可能隨著馬鈴薯的萌發(fā),將淀粉不斷轉化為還原糖,隨著呼吸作用增強,需要更多的還原糖,從而導致不同時期的還原糖含量出現(xiàn)了差異。此外,品種與貯藏時期的互作也達到極顯著差異(P<0.01),可能由于不同的性狀在不同時期的淀粉轉化作用不同,使得呼吸速率不相同,因此還原糖含量也不同。2.3不同品種馬鈴薯貯藏期間淀粉磷酸化酶活性的變化對各參試馬鈴薯品種在萌發(fā)前后的淀粉磷酸化酶活性進行測定,其結果平均值見圖3。由圖3可以看出:淀粉磷酸化酶活性以克新1號最大,青薯168居中,大西洋最小。大西洋萌發(fā)時的淀粉磷酸化酶活性最高,為5.49μg/(g·min),萌發(fā)后的淀粉磷酸化酶活性最低,為2.65μg/(g·min);克新1號萌發(fā)時的淀粉磷酸化酶活性最高,為6.84μg/(g·min),萌發(fā)后的淀粉磷酸化酶活性最低,為3.47μg/(g·min);青薯168萌發(fā)時的淀粉磷酸化酶活性最高,為6.38μg/(g·min),萌發(fā)后的淀粉磷酸化酶活性最低,為3.24μg/(g·min)。通過對3個馬鈴薯品種原原種萌發(fā)前后淀粉磷酸化酶活性的測定表明,萌發(fā)時的淀粉磷酸化酶活性比萌發(fā)前、萌發(fā)后的都高,且萌發(fā)后的比萌發(fā)前的低;萌發(fā)前后3個馬鈴薯品種原原種的淀粉磷酸化酶活性均呈先上升后下降的趨勢。對上述試驗數(shù)據(jù)進行方差分析,由表3統(tǒng)計分析可以看出:不同馬鈴薯品種間淀粉磷酸化酶差異極顯著,可能由于各材料來自不同的育種品種,這些品種的遺傳基礎不同,各自性狀的表現(xiàn)亦有所不同,因此淀粉磷酸化酶活性的差異較大也是各品種具有本質區(qū)別的顯著特征之一;同一品種不同貯藏時期淀粉磷酸化酶活性差異極顯著,其主要原因是由于萌發(fā)使得各品種淀粉磷酸化酶的活性發(fā)生改變,這種變化主要與塊莖的生理狀態(tài)有關;品種與貯藏時期的互作間達到極顯著差異,表明各個材料的性狀以及生理狀態(tài)不同,淀粉磷酸化酶活力不盡相同。3討論和結論3.1不同馬鈴薯品種還原糖含量的變化品種是影響馬鈴薯品質的重要因素,不同品種馬鈴薯的遺傳性狀不同;不同品種馬鈴薯的淀粉含量因環(huán)境和基因的差異而不同,一般早熟品種淀粉含量低,平均為13%左右,中熟品種為13%~14%,晚熟品種為16%~18%;光合作用時間越長,所積累的干物質越多,因此生育期的長短與淀粉含量有密切關系,高淀粉含量的品種多為晚熟品種。本研究發(fā)現(xiàn),在萌發(fā)前后,3個馬鈴薯品種的淀粉含量呈降低趨勢。不同馬鈴薯品種間的還原糖含量存在著很大差別。在馬鈴薯塊莖中,還原糖含量高低與炸片、炸條加工品質關系密切,不僅影響其感官評價程度,還與炸片、炸條的色澤、起泡度、平展度極顯著相關。一般早熟品種的還原糖含量平均為0.51%,中熟品種為0.52%,晚熟品種為0.68%。本試驗對3個馬鈴薯品種原原種萌發(fā)前后的比較發(fā)現(xiàn),還原糖含量呈現(xiàn)上升的趨勢。不同品種馬鈴薯的淀粉磷酸化酶活性也有很大的差異。3個品種原原種馬鈴薯的淀粉磷酸化酶活力在萌發(fā)前后都呈現(xiàn)出先上升再下降的趨勢,且發(fā)芽中的酶活力最大,發(fā)芽后的酶活力又降到最低?？赡茉蚴敲劝l(fā)前塊莖處于休眠狀態(tài),此時淀粉磷酸化酶活性較低,但其后又逐漸增加,并且伴隨休眠的解除和頂芽萌動,酶活性逐漸增強,當塊莖完全解除休眠后淀粉磷酸化酶活性達到最高值。隨著芽的不斷伸長和塊莖萎蔫,植株代謝中心由塊莖向莖葉轉移,塊莖內淀粉磷酸化酶活性逐漸降低?？梢钥闯?在塊莖休眠到再次萌發(fā)生長過程中,不同品種的淀粉磷酸化酶活性變化趨勢基本相同,這種變化主要與塊莖的生理狀態(tài)有關。3.2結論3.2.1不同馬鈴薯品種對生育期的影響大西洋、克新1號、青薯168這3個品種原原種中,萌發(fā)前后的淀粉含量高低依次為青薯168>克新1號>大西洋,即晚熟品種青薯168的淀粉含量最高,中熟品種克新1號的居中,早熟品種大西洋的最低。對于不同的馬鈴薯品種而言,生育期的長短與淀粉含量有密切關系。隨著萌發(fā)的進行,這3個馬鈴薯品種原原種的淀粉含量均呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢,在全生育期內淀粉含量的變化趨勢完全一致,即隨著萌發(fā)的進行,淀粉含量逐漸降低。3.2.2馬鈴薯還原糖含量萌發(fā)前后不同馬鈴薯還原糖含量高低依次為青薯168>克新1號>大西洋。同時隨著萌發(fā)的進行,這3個馬鈴薯品種原原種的還原糖含量均呈現(xiàn)出逐步升高的趨勢。萌發(fā)前后大西洋、克新1號、青薯168的還原糖含量平均值分別為0.70%、0.83%、1.03%。馬鈴薯塊莖還原糖含量以萌發(fā)前最低,隨萌發(fā)時間的延長,各品種還原糖含量呈現(xiàn)出增加趨勢,到了萌發(fā)后期,還原糖含量增加到最高值。不同品種的馬鈴薯在萌發(fā)時期還原糖的變化趨勢完全一致:隨著萌發(fā)的進行,還原糖的含量逐漸增加。3.2.3酶活性測定結果參試的3個馬鈴薯品種原原種在萌發(fā)前后均表現(xiàn)出發(fā)芽中的淀粉磷酸化酶的活性最大,發(fā)芽后最小的趨勢。酶活性最大的是克新1號,其平均值為5.25μg/(g·min);酶活性最小的是大西洋,平均值為3.96μg/