馬鈴薯原原種萌發(fā)前后淀粉、還原糖含量及淀粉磷酸化酶活性的分析

徐惠娟　陳彥云

摘要：以大西洋（早熟）、克新1號(hào)（中熟）、青薯168（晚熟）3個(gè)馬鈴薯品種原原種為材料，分析其在萌發(fā)前后的淀粉、還原糖含量及淀粉磷酸化酶活性。試驗(yàn)結(jié)果表明：在萌發(fā)前后，3個(gè)供試品種的淀粉含量在萌發(fā)過(guò)程中均呈現(xiàn)出逐步降低的趨勢(shì)；3個(gè)供試品種的還原糖含量在萌發(fā)前后均呈現(xiàn)出逐步升高的趨勢(shì)；3個(gè)供試品種的淀粉磷酸化酶活性在萌發(fā)前后均呈現(xiàn)出先升高、后下降的趨勢(shì)，且萌發(fā)時(shí)的淀粉磷酸化酶活性最高，發(fā)芽后最低。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；原原種；淀粉；還原糖；淀粉磷酸化酶

中圖分類號(hào)： S532.01；Q945.34文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）09-0095-03

收稿日期：2014-03-27

基金項(xiàng)目：寧夏大學(xué)科學(xué)研究基金（編號(hào)：ZR1229）。

作者簡(jiǎn)介：徐惠娟（1979—），女，寧夏中衛(wèi)人，碩士，講師，主要從事資源植物學(xué)及微生物學(xué)的研究。E-mail：qit0316@126.com。

通信作者：陳彥云，研究員，主要從事植物資源學(xué)的研究。E-mail：qit0316@126.com。馬鈴薯（Solanum tuberosum）別稱山藥蛋、洋芋、土豆，是世界上僅次于小麥、水稻、玉米的第四大糧食作物。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(zhì)，也是衡量馬鈴薯品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)[1-2]。在眾多的品質(zhì)性狀中，還原糖含量高低是影響油炸薯片和薯?xiàng)l品質(zhì)的重要因素，也是衡量馬鈴薯能否作為加工原料的最嚴(yán)格的指標(biāo)。新收獲的馬鈴薯塊莖在整個(gè)貯藏期內(nèi)，從休眠到休眠解除，再到頂芽萌發(fā)生長(zhǎng)，都要經(jīng)過(guò)一系列的物質(zhì)分解和合成，其間都是在相應(yīng)酶的作用下而引起各種反應(yīng)變化，塊莖休眠和萌發(fā)與酶活性變化有密切的關(guān)系。本研究在不同貯藏時(shí)期對(duì)3個(gè)馬鈴薯品種進(jìn)行淀粉含量、還原糖含量和淀粉磷酸化酶的測(cè)定，以期找出不同馬鈴薯品種在貯藏期內(nèi)各物質(zhì)含量的變化規(guī)律及其相互關(guān)系，從而為馬鈴薯的貯藏、加工以及貯藏品質(zhì)的提升提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

參試馬鈴薯品種有3個(gè)：大西洋（早熟）、克新1號(hào)（中熟）、青薯168（晚熟），均來(lái)自寧夏西吉縣馬鈴薯工程技術(shù)研究中心，為原原種種薯。

1.2試驗(yàn)方法

淀粉含量的測(cè)定：碘比色法[3]；還原糖含量的測(cè)定：

3，5-二硝基水楊酸法[3]；淀粉磷酸化酶活性的測(cè)定：1-磷酸葡萄糖法（DNS法）[3]。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)運(yùn)用Excel 2003、DPS（data processing system）進(jìn)行方差分析處理，平均數(shù)的多重比較采用SSR法[4]。

2結(jié)果與分析

2.1淀粉含量分析

對(duì)各參試馬鈴薯品種在萌發(fā)前后的淀粉含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果的平均值見(jiàn)圖1。由圖1可以看出：大西洋、克新1號(hào)、青薯168這3個(gè)品種原原種在萌發(fā)前后，淀粉含量均呈降低趨勢(shì)，且萌發(fā)后的淀粉含量明顯比萌發(fā)前低；3個(gè)品種原原種的淀粉含量由低到高依次為：大西洋<克新1號(hào)<青薯168。

2.2還原糖含量分析

對(duì)各參試馬鈴薯品種在萌發(fā)前后的還原糖含量進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)果平均值見(jiàn)圖2。由圖2可以看出：大西洋、克新1號(hào)、青薯168這3個(gè)馬鈴薯品種原原種在萌發(fā)前后，還原糖含量呈上升趨勢(shì)，且萌發(fā)后還原糖含量比萌發(fā)前明顯升高；3個(gè)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(hào)<青薯168。

對(duì)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，得到表2的結(jié)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<001），可能由于各個(gè)品種來(lái)源于不同的育種品種，這些品種的遺傳基礎(chǔ)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(zhì)區(qū)別的顯著特征之一。相同品種不同貯藏時(shí)期的還原糖含量達(dá)到極顯著差異（P<001），可能隨著馬鈴薯的萌發(fā)，將淀粉不斷轉(zhuǎn)化為還原糖，隨著呼吸作用增強(qiáng)，需要更多的還原糖，從而導(dǎo)致不同時(shí)期的還原糖含量出現(xiàn)了差異。此外，品種與貯藏時(shí)期的互作也達(dá)到極顯著差異（P<0.01），可能由于不同的性狀在不同時(shí)期的淀粉轉(zhuǎn)化作用不同，使得呼吸速率不相同，因此還原糖含量也不同。

對(duì)上述試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，由表3統(tǒng)計(jì)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(lái)自不同的育種品種，這些品種的遺傳基礎(chǔ)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(zhì)區(qū)別的顯著特征之一；同一品種不同貯藏時(shí)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(guān)；品種與貯藏時(shí)期的互作間達(dá)到極顯著差異，表明各個(gè)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討論與結(jié)論

3.1討論

品種是影響馬鈴薯品質(zhì)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[5]，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(shí)間越長(zhǎng)，所積累的干物質(zhì)越多，因此生育期的長(zhǎng)短與淀粉含量有密切關(guān)系，高淀粉含量的品種多為晚熟品種[6]。本研究發(fā)現(xiàn)，在萌發(fā)前后，3個(gè)馬鈴薯品種的淀粉含量呈降低趨勢(shì)。

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(zhì)關(guān)系密切，不僅影響其感官評(píng)價(jià)程度，還與炸片、炸條的色澤、起泡度、平展度極顯著相關(guān)[7]。一般早熟品種的還原糖含量平均為051%，中熟品種為0.52%，晚熟品種為0.68%。本試驗(yàn)對(duì)3個(gè)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(shì)。

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(gè)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(shì)，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(shí)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(dòng)，酶活性逐漸增強(qiáng)，當(dāng)塊莖完全解除休眠后淀粉磷酸化酶活性達(dá)到最高值。隨著芽的不斷伸長(zhǎng)和塊莖萎蔫，植株代謝中心由塊莖向莖葉轉(zhuǎn)移，塊莖內(nèi)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(zhǎng)過(guò)程中，不同品種的淀粉磷酸化酶活性變化趨勢(shì)基本相同，這種變化主要與塊莖的生理狀態(tài)有關(guān)。

3.2結(jié)論

3.2.1淀粉含量大西洋、克新1號(hào)、青薯168這3個(gè)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(hào)>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(hào)的居中，早熟品種大西洋的最低。對(duì)于不同的馬鈴薯品種而言，生育期的長(zhǎng)短與淀粉含量有密切關(guān)系。隨著萌發(fā)的進(jìn)行，這3個(gè)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(shì)，在全生育期內(nèi)淀粉含量的變化趨勢(shì)完全一致，即隨著萌發(fā)的進(jìn)行，淀粉含量逐漸降低。

3.2.2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(hào)>大西洋。同時(shí)隨著萌發(fā)的進(jìn)行，這3個(gè)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(shì)。萌發(fā)前后大西洋、克新1號(hào)、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(shí)間的延長(zhǎng)，各品種還原糖含量呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，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(shí)期還原糖的變化趨勢(shì)完全一致：隨著萌發(fā)的進(jìn)行，還原糖的含量逐漸增加。

3.2.3淀粉磷酸化酶活性參試的3個(gè)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(shì)。酶活性最大的是克新1號(hào)，其平均值為 5.25 μg/（g·min）；酶活性最小的是大西洋，平均值為 3.96 μg/（g·min）；青薯168居中，平均值 為 4.78 μg/（g·min）。不同馬鈴薯品種的淀粉磷酸化酶活性在3個(gè)貯藏時(shí)期內(nèi)的變化趨勢(shì)完全一致，隨著塊莖體積增大，進(jìn)入塊莖增長(zhǎng)期，即生長(zhǎng)最旺盛期后，淀粉磷酸化酶活性達(dá)到峰值；在此之前，隨著塊莖的增長(zhǎng)發(fā)育，淀粉磷酸化酶活性增大；在此之后隨著生育進(jìn)程的推移和塊莖淀粉含量的不斷積累，淀粉磷酸化酶活性隨之降低。

參考文獻(xiàn)：

[1]宿飛飛，陳伊里，石瑛，等. 不同緯度環(huán)境對(duì)馬鈴薯淀粉含量及淀粉品質(zhì)的影響[J]. 作物雜志，2009（4）：27-31.

[2]張鳳軍，張永成，田豐. 不同生態(tài)環(huán)境馬鈴薯淀粉含量分析[J]. 青海大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2007，25（1）：58-61.

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[6]謝慶華，吳毅歆. 馬鈴薯品種營(yíng)養(yǎng)成分分析測(cè)定[J]. 云南師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，22（2）：50-52.

[7]張鳳軍，張永成，田豐. 不同生態(tài)環(huán)境下馬鈴薯還原糖含量分析[J]. 中國(guó)馬鈴薯，2007，21（1）：15-18.

蔣雨洲，張吉立，李洋，等. 不同鉀肥追施量對(duì)烤煙鉀吸收與煙葉鉀含量的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（9）：98-100.

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(gè)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(shì)，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(shí)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(dòng)，酶活性逐漸增強(qiáng)，當(dāng)塊莖完全解除休眠后淀粉磷酸化酶活性達(dá)到最高值。隨著芽的不斷伸長(zhǎng)和塊莖萎蔫，植株代謝中心由塊莖向莖葉轉(zhuǎn)移，塊莖內(nèi)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(zhǎng)過(guò)程中，不同品種的淀粉磷酸化酶活性變化趨勢(shì)基本相同，這種變化主要與塊莖的生理狀態(tài)有關(guān)。

3.2結(jié)論

3.2.1淀粉含量大西洋、克新1號(hào)、青薯168這3個(gè)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(hào)>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(hào)的居中，早熟品種大西洋的最低。對(duì)于不同的馬鈴薯品種而言，生育期的長(zhǎng)短與淀粉含量有密切關(guān)系。隨著萌發(fā)的進(jìn)行，這3個(gè)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(shì)，在全生育期內(nèi)淀粉含量的變化趨勢(shì)完全一致，即隨著萌發(fā)的進(jìn)行，淀粉含量逐漸降低。

3.2.2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(hào)>大西洋。同時(shí)隨著萌發(fā)的進(jìn)行，這3個(gè)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(shì)。萌發(fā)前后大西洋、克新1號(hào)、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(shí)間的延長(zhǎng)，各品種還原糖含量呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，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(shí)期還原糖的變化趨勢(shì)完全一致：隨著萌發(fā)的進(jìn)行，還原糖的含量逐漸增加。

3.2.3淀粉磷酸化酶活性參試的3個(gè)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(shì)。酶活性最大的是克新1號(hào)，其平均值為 5.25 μg/（g·min）；酶活性最小的是大西洋，平均值為 3.96 μg/（g·min）；青薯168居中，平均值 為 4.78 μg/（g·min）。不同馬鈴薯品種的淀粉磷酸化酶活性在3個(gè)貯藏時(shí)期內(nèi)的變化趨勢(shì)完全一致，隨著塊莖體積增大，進(jìn)入塊莖增長(zhǎng)期，即生長(zhǎng)最旺盛期后，淀粉磷酸化酶活性達(dá)到峰值；在此之前，隨著塊莖的增長(zhǎng)發(fā)育，淀粉磷酸化酶活性增大；在此之后隨著生育進(jìn)程的推移和塊莖淀粉含量的不斷積累，淀粉磷酸化酶活性隨之降低。

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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(gè)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(shì)，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(shí)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(dòng)，酶活性逐漸增強(qiáng)，當(dāng)塊莖完全解除休眠后淀粉磷酸化酶活性達(dá)到最高值。隨著芽的不斷伸長(zhǎng)和塊莖萎蔫，植株代謝中心由塊莖向莖葉轉(zhuǎn)移，塊莖內(nèi)淀粉磷酸化酶活性逐漸降低?？梢钥闯觯趬K莖休眠到再次萌發(fā)生長(zhǎng)過(guò)程中，不同品種的淀粉磷酸化酶活性變化趨勢(shì)基本相同，這種變化主要與塊莖的生理狀態(tài)有關(guān)。

3.2結(jié)論

3.2.1淀粉含量大西洋、克新1號(hào)、青薯168這3個(gè)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(hào)>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(hào)的居中，早熟品種大西洋的最低。對(duì)于不同的馬鈴薯品種而言，生育期的長(zhǎng)短與淀粉含量有密切關(guān)系。隨著萌發(fā)的進(jìn)行，這3個(gè)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(shì)，在全生育期內(nèi)淀粉含量的變化趨勢(shì)完全一致，即隨著萌發(fā)的進(jìn)行，淀粉含量逐漸降低。

3.2.2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(hào)>大西洋。同時(shí)隨著萌發(fā)的進(jìn)行，這3個(gè)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(shì)。萌發(fā)前后大西洋、克新1號(hào)、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(shí)間的延長(zhǎng)，各品種還原糖含量呈現(xiàn)出增加趨勢(shì)，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(shí)期還原糖的變化趨勢(shì)完全一致：隨著萌發(fā)的進(jìn)行，還原糖的含量逐漸增加。

3.2.3淀粉磷酸化酶活性參試的3個(gè)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(shì)。酶活性最大的是克新1號(hào)，其平均值為 5.25 μg/（g·min）；酶活性最小的是大西洋，平均值為 3.96 μg/（g·min）；青薯168居中，平均值 為 4.78 μg/（g·min）。不同馬鈴薯品種的淀粉磷酸化酶活性在3個(gè)貯藏時(shí)期內(nèi)的變化趨勢(shì)完全一致，隨著塊莖體積增大，進(jìn)入塊莖增長(zhǎng)期，即生長(zhǎng)最旺盛期后，淀粉磷酸化酶活性達(dá)到峰值；在此之前，隨著塊莖的增長(zhǎng)發(fā)育，淀粉磷酸化酶活性增大；在此之后隨著生育進(jìn)程的推移和塊莖淀粉含量的不斷積累，淀粉磷酸化酶活性隨之降低。

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