葛根淀粉合成關(guān)鍵酶活性動(dòng)態(tài)及其與塊根產(chǎn)量和淀粉積累的相關(guān)性研究

郭麗君　羽健賓　肖冬　何龍飛　王愛勤

摘要：? 為探討葛根發(fā)育過程中淀粉合成關(guān)鍵酶活性與塊根產(chǎn)量和淀粉積累的關(guān)系，以初步揭示其內(nèi)在的生理機(jī)制。該研究以‘桂葛1號(hào)’粉葛和‘桂葛8號(hào)’野葛為材料，采取生理測定法對農(nóng)藝性狀、直鏈和支鏈淀粉的含量、淀粉合成關(guān)鍵酶活性等進(jìn)行測定，并對葛根發(fā)育過程中淀粉合成關(guān)鍵酶活性、農(nóng)藝性狀和淀粉含量動(dòng)態(tài)變化的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明：（1）塊根發(fā)育過程中，兩品種葛根腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）、可溶性淀粉合成酶（SSS）、束縛性結(jié)合淀粉合成酶（GBSS）和淀粉分支酶（SBE）的活性呈現(xiàn)先增大后降低的單峰曲線變化，與直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量由緩慢增長到快速增長后趨于穩(wěn)定的變化趨勢基本一致，即在塊根形成期至膨大期逐漸增長，至膨大后期達(dá)到最大，之后迅速下降，至成熟期緩慢下降，并維持在較高水平。（2）‘桂葛8號(hào)’的淀粉含量和產(chǎn)量顯著高于‘桂葛1號(hào)’，其酶活性也均顯著高于‘桂葛1號(hào)’。（3）葛塊根的根長、根粗、單株重、干物質(zhì)含量、產(chǎn)量表現(xiàn)為“緩慢-快速-穩(wěn)定”的變化趨勢，淀粉含量表現(xiàn)出類似變化。（4）相關(guān)性分析結(jié)果顯示，4個(gè)淀粉合成關(guān)鍵酶活性與塊根直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量、根長均呈顯著或極顯著正相關(guān)，與單株重、產(chǎn)量、干物質(zhì)含量及根粗呈正相關(guān)，但差異不顯著。綜上認(rèn)為，淀粉含量增加是葛根生長膨大增粗的結(jié)果，提高AGPase、SSS、GBSS和SBE的酶活性和競爭底物的能力，可提高葛根淀粉及其組分的積累，從而提高產(chǎn)量和品質(zhì)。

關(guān)鍵詞： 葛根， 關(guān)鍵酶， 酶活性， 淀粉積累， 相關(guān)性

中圖分類號(hào)：? Q945文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? A文章編號(hào)：? 1000-3142（2022）04-0639-09

Dynamics of key enzyme activity in starch synthesis?and its correlation with yield and starch accumulation?of root tubers in Kudzu

GUO Lijun YU Jianbin XIAO Dong HE Longfei WANG Aiqin

（ 1. College of Agriculture， Guangxi University， Nanning 530004， China; 2. Guangxi Institute of Botany， Guangxi Zhuang

Autonomous Region and Chinese Academy of Sciences， Guilin 541006， Guangxi， China ）

Abstract：? The purpose of this study was to explore the key enzyme activity of starch synthesis and its relation with yield and starch accumulation during the development of Kudzu root， and to reveal the intrinsic physiological mechanism. With ‘Guige 1’ （Pueraria montana var. thomsonii） and ‘Guige 8’（P. montana var. lobata） as materials， we determined the agronomic traits， the content of amylose and amylopectin， and the key enzyme activity of starch synthesis， and analyzed their relationship of dynamic changes. The results were as follows： （1） During the development of root tubers，? the activity changes of ADP-glucose pyrophosphorylase （AGPase）， soluble starch synthase （SSS）， granule-bound starch synthase （GBSS） and starch branching enzyme （SBE） in two varieties of P. lobata showed a single peak curve that first increased and then decreased， it was basically consistent with the trend that the contents of amylose， amylopectin and total starch increased from slow to rapid and then stabilizing， that was， from formation period to expansion period， they increased gradually; they reached the maximum in the later expansion stage and declined rapidly in a later; to the maturity stage， they declined gradually and maintained at a higher level. （2） The yield and starch content of ‘Guige 8’ were significantly higher than those of ‘Guige 1’， the enzyme activity of ‘Guige 8’ was also significantly higher than that of ‘Guige 1’. （3） The average length and width of root tubers， fresh weight per plant， dry matter content and yield showed a trend of “slow-fast-stable”， and starch content showed similar changes. （4） Correlation analysis showed that four key enzyme activities of starch synthesis were significant or highly significant positively correlated with the contents of amylose， amylopectin and total starch and the average length of root tubers; they were positively correlated with the fresh weight per plant， yield， dry matter content and the width of root tubers， but the difference was not significant. On the whole， the increase of starch content is the result of swelling and thickening of Kudzu root. Improving the enzyme activities of AGPase， SSS， GBSS and SBE and the ability to compete for substrates can improve the accumulation of Kudzu root starch and its components， thereby improving the yield.

Key words： Kudzu root， key enzyme， enzyme activity， starch accumulation， correlation

葛（Pueraria montana）隸屬豆科蝶形花亞科，葛根為葛的地下塊根，富含淀粉和異黃酮，是中國、日本、泰國等亞洲國家傳統(tǒng)的藥食兩用植物，具較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和較大的市場潛力（Keung， 2002;郝建平等，2016）。塊根中直鏈淀粉和支鏈淀粉含量是衡量葛根淀粉品質(zhì)的重要指標(biāo)（張海艷等，2006;黃斌全，2012）。腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（ADP-glucose pyrophosphorylase，縮寫為AGPase），它是植物淀粉生物合成過程中的第一個(gè)關(guān)鍵酶和限速酶（Slattery et al.， 2000）;可溶性淀粉合成酶（soluble starch synthase，縮寫為SSS），參與支鏈淀粉的合成;束縛性結(jié)合淀粉合成酶（granule-bound starch synthase，縮寫為GBSS），參與直鏈淀粉的合成（時(shí)巖玲和田紀(jì)春，2003）;淀粉分支酶（starch branching enzyme，縮寫為SBE），它與SSS共同作用進(jìn)行支鏈淀粉的合成（Hirose & Terao， 2004）。

淀粉合成相關(guān)酶類和淀粉的關(guān)系有一定的研究。在氮饑餓下，浮萍AGPase活性顯著升高，與ADP-Glc快速積累結(jié)果一致，ADPG和淀粉含量的增加是糖異生和TCA途徑產(chǎn)量增加的結(jié)果（Yu et al.， 2017）。玉米授粉后10～25 d，種子直鏈淀粉逐漸增加，與GBSS活性增強(qiáng)結(jié)果一致（Guo et al.， 2006）。青稞籽粒灌漿期，AGPase、SSS、GBSS和SBE活性呈單峰曲線變化，與直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量呈緩慢增長至快速增長后趨于穩(wěn)定的變化趨勢一致（鄭許光等，2018）。他們還發(fā)現(xiàn)，直鏈淀粉含量高的品種，GBSS活性較高;支鏈淀粉含量高的品種，SSS活性較高。AGPase和GBSS活性與直鏈淀粉積累速率顯著正相關(guān)，而AGPase、SSS和SBE活性與支鏈淀粉積累速率顯著正相關(guān)（鄭許光等，2018）。木薯不同品種塊根AGPase的活性與支鏈淀粉和總淀粉含量呈極顯著正相關(guān)，可作為衡量塊根淀粉積累能力的指標(biāo)（閔義，2010）。高淀粉木薯品種的AGPase活性均高于低淀粉品種（馮燕，2015）。本研究的前期研究發(fā)現(xiàn)‘桂葛1號(hào)’在產(chǎn)量、淀粉、可溶性糖、葛根素和纖維素含量方面均顯著低于‘桂葛8號(hào)’（張靜等，2017），而且‘桂葛1號(hào)’塊根支鏈淀粉含量、總淀粉含量和光合參數(shù)總體上也低于‘桂葛8號(hào)’，但直鏈淀粉含量剛好相反（郭麗君等，2018）。葛根發(fā)育過程中淀粉合成關(guān)鍵酶活性動(dòng)態(tài)與產(chǎn)量和淀粉積累的關(guān)系未見報(bào)道。因此，本研究以‘桂葛1號(hào)’和‘桂葛8號(hào)’為材料，分析葛根發(fā)育過程中淀粉合成關(guān)鍵酶活性與產(chǎn)量和淀粉積累的相關(guān)性，初步揭示內(nèi)在的生理機(jī)理，為提高葛根淀粉含量和改良品質(zhì)提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1 材料

供試材料為廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院薯類課題組選育，經(jīng)王愛勤教授鑒定的食用型粉葛（Pueraria montana var. thomsonii）‘桂葛1號(hào)’和藥食兼用型野葛（P. montana var. lobata） ‘桂葛8號(hào)’品種，2016年種植于廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院教學(xué)科研基地，每個(gè)品種設(shè)置3個(gè)小區(qū)，每個(gè)小區(qū)35株。2016年3月中旬進(jìn)行扦插育苗，4月中旬將生根的扦插苗移栽到大田，6—7月為塊根形成期，7—8月為塊根膨大初期，8—9月為塊根膨大中期，9—10月為塊根膨大后期，11—12月為塊根成熟期。種植行距1.2 m、株距0.65 m，試驗(yàn)田基肥施用復(fù)合肥900 kg·hm，實(shí)行常規(guī)田間管理。

1.2 方法

1.2.1 取樣和預(yù)處理2016年6—12月，每月分別選取每小區(qū)生長相對一致、健壯的植株各2株（3個(gè)重復(fù)共6株）。采挖地下塊根，測其單株鮮重，取塊根中部材料切薄片，每品種塊根分成兩組。一組，稱取3份等量的塊根薄片于干凈干燥的培養(yǎng)皿中，105 ℃下殺青30 min，65 ℃下烘干至恒重，對干物質(zhì)含量進(jìn)行測定后分別粉碎，將粉樣先過100目篩，再用于直鏈淀粉和支鏈淀粉的含量測定;另一組，取新鮮的塊根置于液氮中速凍后，在超低溫（-80 ℃）冰箱中保存，用于淀粉合成關(guān)鍵酶活性的測定。

1.2.2 農(nóng)藝性狀測定用米尺測定根長，用游標(biāo)卡尺測定根粗，單株鮮重和干物質(zhì)含量采用天平測量法測定，產(chǎn)量（kg·hm）=（單株鮮重kg×667 m2×15）/（行距m × 株距m）。

1.2.3 直鏈、支鏈淀粉含量測定淀粉含量參照何照范（1985）和蔣卉等（2013）的雙波長法測定。直鏈和支鏈淀粉標(biāo)準(zhǔn)樣品均購自北京索萊寶公司。直鏈淀粉含量測定以600 nm為測定波長，496 nm為參比波長，支鏈淀粉含量測定以546 nm為測定波長，700 nm為參比波長。吸光值測定儀器為UV-2450型紫外分光光度計(jì)?？偟矸酆浚?）=支鏈淀粉含量（%）+直鏈淀粉含量（%）。

1.2.4 淀粉合成關(guān)鍵酶活性測定參考程方民等（2003）的方法提取粗酶液。稱取新鮮塊根1 g，加入5 mL預(yù)冷的提取緩沖液（50 mmol·L Hepes-NaOH、pH 7.5、8 mmol·LMgCl2、2 mmol·L EDTA、10 g·L PVP-40、1 mmol·L DTT），冰浴下磨成勻漿，將勻漿置于10 mL的離心管內(nèi)，10 000 r·min（4 ℃）下離心30 min，將上清液用于AGPase、SSS、SBE活性測定;在沉淀中加入5 mL提取緩沖液，重懸后用于GBSS活性測定。

參照沈鵬等（2006）的方法測定AGPase、SSS和GBSS活性。使用酶標(biāo)儀在340 nm波長處測定吸光值，以每1 min增加0.01OD值作為酶活性單位（U）;SBE活性測定參照Nakamura等（1989）及李太貴等（1997）的方法，用酶標(biāo)儀在660 nm波長處測定吸光值，以每1 min降低1%碘藍(lán)值為酶活單位（U）。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用軟件Excel 2013和軟件SPSS 21.0對試驗(yàn)所取得的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和相關(guān)性分析。

2結(jié)果與分析

2.1 葛根在發(fā)育過程中塊根的農(nóng)藝性狀變化

2.1.1 葛塊根單株鮮重、產(chǎn)量和干物質(zhì)含量的變化從圖1可以看出，在塊根的膨大發(fā)育過程中，兩個(gè)葛品種的單株鮮重、產(chǎn)量和干物質(zhì)含量的變化趨勢基本一致。具體表現(xiàn)為塊根形成期至膨大后期（6—10月）3項(xiàng)指標(biāo)較低，增幅緩慢，膨大后期至成熟期（9—12月）3項(xiàng)指標(biāo)快速增加，并在成熟期（11—12月）差異達(dá)到顯著水平。在單株鮮重、產(chǎn)量和干物質(zhì)含量的絕對值上，均為‘桂葛8號(hào)’>‘桂葛1號(hào)’;3項(xiàng)指標(biāo)在12月達(dá)到最高值時(shí)，‘桂葛8號(hào)’分別是‘桂葛1號(hào)’的1.9倍、1.9倍和1.58倍。表明‘桂葛8號(hào)’具有更好的產(chǎn)量優(yōu)勢。

2.1.2 葛塊根的根長變化在塊根生長發(fā)育過程中，兩個(gè)葛品種塊根的平均根長發(fā)生變化，具體表現(xiàn)為塊根形成期（6—7月）快速增加，塊根膨大初期至后期（7—10月）緩慢增加，膨大后期至成熟期（10—11月）快速增加，成熟期（11—12月）趨于穩(wěn)定?！鸶?號(hào)’絕對值顯著高于‘桂葛1號(hào)’，在12月達(dá)到最大值時(shí)，‘桂葛8號(hào)’是‘桂葛1號(hào)’的1.19倍（圖2）。

2.1.3 葛塊根的根粗變化在塊根發(fā)育過程中，兩品種塊根的平均根粗表現(xiàn)如下：塊根形成期至膨大初期（6—8月）緩慢增加，膨大中期至成熟期（8—11月）快速增加，成熟期（11—12月）達(dá)到最大值后趨于穩(wěn)定;除在形成期（6—7月）‘桂葛8號(hào)’略大于‘桂葛1號(hào)’，但差異不顯著，其余各時(shí)期‘桂葛1號(hào)’均明顯大于‘桂葛8號(hào)’，并在膨大后期之后差異顯著（圖3）。

2.2 葛根在發(fā)育過程中塊根的直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量的變化

在塊根發(fā)育過程中，兩個(gè)品種塊根的直鏈淀粉含量、支鏈淀粉含量和總淀粉含量均逐漸增加（圖4）。具體表現(xiàn)：塊根形成期（6—7月）增幅緩慢;塊根膨大期（7—10月）增幅快速;塊根膨大后期至成熟期（10—12月）增幅小，趨于穩(wěn)定，維持在較高水平。品種之間除直鏈淀粉含量表現(xiàn)為‘桂葛1號(hào)’>‘桂葛8號(hào)’外，支鏈淀粉和總淀粉含量均表現(xiàn)為‘桂葛8號(hào)’>‘桂葛1號(hào)’;3項(xiàng)指標(biāo)除了在塊根形成期（直鏈淀粉和支鏈淀粉含量在6月，總淀粉含量在6—7月）差異不顯著外，其余各時(shí)期差異達(dá)顯著水平。12月達(dá)最高值時(shí)，‘桂葛1號(hào)’直鏈淀粉含量是‘桂葛8號(hào)’的1.19倍，而‘桂葛8號(hào)’支鏈淀粉含量和總淀粉含量分別是‘桂葛1號(hào)’的1.21倍和1.08倍。

2.3 葛根在發(fā)育過程中塊根淀粉合成關(guān)鍵酶活性的變化

2.3.1 葛塊根AGPase和SSS活性的變化由圖5和圖6可知，在塊根發(fā)育過程中，兩品種塊根AGPase和SSS活性呈單峰曲線變化，均表現(xiàn)如下：塊根形成期至膨大初期（6—8月）酶活性較低，增幅較慢;塊根膨大中后期（8—10月）酶活性提高迅速，增幅最大，并在10月達(dá)到最高值，AGPase和SSS活性的最高值表現(xiàn)為‘桂葛8號(hào)’分別是‘桂葛1號(hào)’的1.31倍和1.35倍;膨大后期至成熟期（10—11月）迅速下降，成熟期（11—12月）降幅緩慢，兩品種的AGPase和SSS活性均維持在較高水平，‘桂葛8號(hào)’絕對值高于‘桂葛1號(hào)’。兩品種AGPase活性除了在塊根形成期（6月）和成熟期（12月）差異不顯著外，其余各時(shí)期差異顯著;SSS活性在塊根膨大中后期（9—10月）差異顯著，其余各時(shí)期均差異不顯著。

2.3.2 葛塊根GBSS活性的變化在塊根發(fā)育過程中，兩品種塊根GBSS活性變化趨勢基本一致，即均呈單峰曲線變化，表現(xiàn)為塊根形成期至膨大中期（6—9月）緩慢增高，塊根膨大后期（9—10月）迅速提高，增幅最大，并在10月達(dá)到最高值之后迅速下降，到成熟期（11—12月）GBSS活性緩慢降低，并維持在較高水平。塊根形成期至膨大初期（6—8月）兩品種塊根GBSS活性表現(xiàn)為‘桂葛1號(hào)’略高于‘桂葛8號(hào)’，但差異不顯著，塊根膨大中期至成熟期（9—12月）則剛好相反，均為‘桂葛8號(hào)’絕對值顯著高于‘桂葛1號(hào)’，GBSS活性最高值時(shí)，‘桂葛8號(hào)’是‘桂葛1號(hào)’的1.29倍（圖7）。

2.3.3 葛塊根SBE活性的變化在塊根發(fā)育過程中，兩品種塊根SBE活性變化趨勢基本一致，即均呈單峰曲線變化，表現(xiàn)為塊根形成期至膨大期（6—10月）持續(xù)不斷增高，并在膨大后期（10月）達(dá)到最高值之后迅速下降（10—12月），成熟期（12月）仍維持在較高水平。除6月份兩個(gè)品種的差異不顯著外，其余各時(shí)期均差異顯著，‘桂葛8號(hào)’絕對值顯著高于‘桂葛1號(hào)’，SBE活性最高值時(shí)，‘桂葛8號(hào)’是‘桂葛1號(hào)’的1.1倍（圖8）。

2.4 相關(guān)性分析

綜合兩個(gè)品種的指標(biāo)值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明（表1），葛根AGPase、SSS、GBSS和SBE的活性均與塊根單株鮮重、產(chǎn)量、干物質(zhì)含量及根粗呈正相關(guān)，但差異未達(dá)顯著水平，與根長、直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量均呈顯著、極顯著正相關(guān)。塊根的根長、根粗與塊根單株鮮重、產(chǎn)量、干物質(zhì)含量、直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量均呈極顯著正相關(guān)。

3討論與結(jié)論

3.1 葛根生長發(fā)育與淀粉積累的關(guān)系

塊莖塊根是重要的經(jīng)濟(jì)器官。不同木薯品種塊根根長、根粗、鮮重、干重、直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量均隨塊根發(fā)育呈先緩慢增加后快速增大至趨于穩(wěn)定或緩慢下降的變化趨勢（閔義，2010）。在甘薯塊根發(fā)育過程中，塊根干物質(zhì)含量和淀粉含量呈逐漸增加至趨于穩(wěn)定的曲線變化，且兩者呈極顯著正相關(guān)（呂長文等，2011）。在山藥塊莖發(fā)育過程中，山藥塊莖的長、寬、單株鮮重和淀粉含量變化為塊莖形成期緩慢增加，膨大前期、中期快速增加，膨大后期達(dá)到最大值后，成熟期趨于穩(wěn)定或緩慢下降（羅海玲等，2018）。淀粉來源于光合作用，淀粉積累的差異應(yīng)與光合作用密切相關(guān)。研究表明，山藥塊莖的發(fā)育及其淀粉的積累與葉光合效率、淀粉合成關(guān)鍵酶活性密切相關(guān)，山藥塊莖中淀粉含量在成熟期下降，原因可能是部分淀粉轉(zhuǎn)化為糖，而表現(xiàn)出淀粉含量下降，糖分上升（梁任繁等，2011）。葛根支鏈淀粉、總淀粉含量與光合特性呈顯著、極顯著正相關(guān)，單株重、干物質(zhì)含量和直鏈淀粉含量與光合特性呈正相關(guān)（郭麗君等，2018）。

本研究結(jié)果與其他薯類作物的結(jié)果一致（羅海玲等，2018）。葛塊根的根長、根粗、單株重、干物質(zhì)含量、產(chǎn)量表現(xiàn)出“緩慢-快速-穩(wěn)定”的變化趨勢，淀粉含量表現(xiàn)出類似變化，表明淀粉是葛塊根的主要組成物質(zhì)，而‘桂葛8號(hào)’產(chǎn)量和干物質(zhì)含量顯著高于‘桂葛1號(hào)’，根長、根粗與單株鮮重、產(chǎn)量、干物質(zhì)含量、直鏈淀粉、支鏈淀粉及總淀粉含量均呈極顯著正相關(guān)，說明淀粉含量增加是葛根生長增粗的結(jié)果。因此，提高光合效率和淀粉積累是提高葛根產(chǎn)量的重要途徑。

3.2 葛根淀粉積累與淀粉合成關(guān)鍵酶的關(guān)系

淀粉合成涉及AGPase、SSS、GBSS和SBE等系列關(guān)鍵酶。前人研究表明，馬鈴薯、青稞、糜子和小麥等多數(shù)作物的貯藏器官中AGPase、SSS、GBSS和SBE活性均為先增大后降低的單峰曲線變化（甘曉燕等，2017;鄭許光等，2018;陳光華等，2019），而AGPase雖然影響淀粉積累速率，但和淀粉及其組分的合成積累并無關(guān)系（Nakamura et al.， 1996; 王芳和王憲澤，2004;左振朋等，2011）。馬鈴薯高淀粉品種的AGPase、SSS、GBSS和SBE活性高于低淀粉品種，與高淀粉品種的直鏈淀粉和支鏈淀粉含量均高于低淀粉品種一致（呂文河等，2017），SSS與SBE活性在不同器官中呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，在支鏈淀粉的合成與積累過程中彼此起到反饋調(diào)節(jié)的作用（唐宏亮等，2015）。木薯塊根AGPase活性在塊根發(fā)育過程中呈先增大后降低的單峰曲線變化，與其直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量由快速增加到緩慢增加或趨于穩(wěn)定的趨勢一致，高淀粉品種的AGPase活性均高于低淀粉品種，與淀粉含量呈正相關(guān)（馮燕，2015）。山藥塊莖膨大期AGPase和SSS活性呈雙峰曲線變化，高淀粉品種高于低淀粉品種，與塊莖直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量呈先升高后下降、高淀粉品種的直鏈淀粉含量高于低淀粉品種的趨勢一致;其AGPase活性與直鏈淀粉和總淀粉含量呈極顯著正相關(guān)，與支鏈淀粉含量呈負(fù)相關(guān)，SSS活性與直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量呈正相關(guān)（趙令敏等，2019）。非糯小麥和糯小麥AGPase、SSS、GBSS和SBE活性與其直鏈淀粉和總淀粉含量呈“緩慢-快速-緩慢”的增長變化趨勢一致，且非糯小麥的AGPase和GBSS活性高于糯小麥，與其直鏈淀粉和總淀粉含量高于糯小麥的結(jié)果相吻合，而非糯小麥的SSS和SBE活性低于糯小麥;籽粒AGPase和SSS活性與籽粒支鏈淀粉和總淀粉含量呈極顯著正相關(guān)，與直鏈淀粉含量呈正相關(guān)，GBSS活性與直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量均呈極顯著正相關(guān)，SBE活性與支鏈淀粉和總淀粉含量呈正相關(guān)，與直鏈淀粉含量呈負(fù)相關(guān)（Zi et al.， 2018）。

本研究結(jié)果表明，葛塊根AGPase、SSS、GBSS和SBE活性呈先增大后降低的單峰曲線變化，與直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量由緩慢增長到快速增長后趨于穩(wěn)定的變化基本一致，在膨大后期達(dá)到最大值后，AGPase、SSS、GBSS和SBE活性下降，與其直鏈淀粉、支鏈淀粉和總淀粉含量則不再增長維持在較高水平相對應(yīng)。塊根AGPase、SSS、GBSS和SBE活性與直鏈淀粉、支鏈淀粉、總淀粉含量呈顯著和極顯著正相關(guān)，且高淀粉品種的酶活性顯著高于低淀粉品種。這些結(jié)果與前人報(bào)道的高淀粉品種間支鏈淀粉和總淀粉含量顯著高于低淀粉品種相吻合（馮燕，2015;呂文河等，2017），說明塊根塊莖直鏈淀粉和支鏈淀粉的合成可能由AGPase、SSS、GBSS和SBE共同作用完成。但葛根AGPase和淀粉及其組分的合成積累呈顯著正相關(guān)，SSS與SBE在發(fā)育過程中呈顯著正相關(guān)關(guān)系，直鏈淀粉含量為‘桂葛1號(hào)’品種顯著高于‘桂葛8號(hào)’品種，與‘桂葛8號(hào)’的4個(gè)酶活性顯著高于‘桂葛1號(hào)’的趨勢相反，與前人報(bào)道相反（趙令敏等，2019）?？赡苁褂闷贩N、當(dāng)?shù)貧夂驐l件不同，對淀粉合成關(guān)鍵酶活性影響也不同（Azoulay-Shemer et al.， 2018;成臣等，2019;Prathap et al.， 2019;Dong et al.， 2019），也可能與淀粉代謝途徑中其他的關(guān)鍵酶基因家族成員及其淀粉酶的降解能力有關(guān)（宋健民等，2009;譚彩霞，2009;李明月，2017;鄭許光等，2018）?！鸶?號(hào)’SSS與SBE彼此協(xié)同競爭ADPG底物合成與積累支鏈淀粉的能力可能強(qiáng)于GBSS合成與積累直鏈淀粉能力，而‘桂葛1號(hào)’的GBSS相對SSS、SBE競爭底物能力較強(qiáng)，導(dǎo)致盡管‘桂葛8號(hào)’GBSS活性顯著高于‘桂葛1號(hào)’，但由于底物不足，最終產(chǎn)生的直鏈淀粉含量較低的結(jié)果。綜上所述，葛根直鏈淀粉和支鏈淀粉含量差異是GBSS和SSS、SBE兩種酶同時(shí)競爭底物的結(jié)果，而競爭底物的能力可能與SSS和SBE活性是協(xié)同還是反饋調(diào)節(jié)有關(guān)（唐宏亮等，2015）。因此，可通過調(diào)控葛根淀粉合成關(guān)鍵酶的活性以提高淀粉組分含量和產(chǎn)量，達(dá)到高產(chǎn)高淀高質(zhì)的目標(biāo)。

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（責(zé)任編輯周翠鳴）