马铃薯离体块茎休眠生理研究

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马铃薯块茎休眠研究的欠缺长期制约着马铃薯产业的发展,本文较系统的介绍了马铃薯休眠研究的历史及主要进展;并对马铃薯离休块茎休眠芽休眠因素及离休块茎解除休眠调控部位进行了研究;在基因转录与翻译水平对休眠的调控进行了分析,并对影响块茎休眠的蛋白质因子及相关酶进行了分析。结果如下: 1.通过对早熟品种“中薯三号”(简称中薯三号)和油炸加工品种“大西洋”的脱毒休眠试管薯芽薯分离培养,研究解除顶端优势及块茎整体作用后,休眠块茎上芽的生理变化。结果表明,马铃薯块茎休眠时,块茎上的芽受到块茎整体的影响,而侧芽的休眠则可能受到顶端优势和块茎整体两方面的影响,当休眠芽从这种状态中解除出来时,能够很快的发芽生长。通过GA3对块茎不同部位的外部处理,得出块茎顶部是解除休眠的主要调控部位,顶部对外部激素处理最敏感。 2.通过对休眠块茎施用蛋白质合成抑制剂放线菌酮及核酸合成抑制剂放线菌素D,发现放线菌酮抑制离休块茎芽解除休眠,即使用赤霉素处理块茎也不能解除休眠;而核酸合成抑制剂则并没有抑制块茎休眠解除。这些显示,休眠解除主要在翻译水平上进行调控,依靠于蛋白质的连续合成,而不依赖核酸的合成,并且合成蛋白质的模板可能是休眠块茎中的先存mRNA。蛋白质谱带分析显示,可见芽出现后,有两个新肽链的出现,而在放线菌酮处理块茎后及休眠的块茎中,则没有出现这两个新肽链,这两种蛋白可能是对休眠解除起作用的蛋白。 3.通过对休眠至休眠解除相关酶活性分析,得出在块茎休眠 时,淀粉酶及淀粉磷酸化酶活性很低,而休眠解除时,两种酶活 性增高,说明块茎休眠解除时,需要能量供应,正是依靠淀粉酶 和淀粉磷酸化酶水解多糖来供应能量的,淀粉酶可能是块茎休眠 觉醒的标志。过氧化物酶是*A侧链氧化酶,其作用在于控制IAA 的浓度,在块茎休眠的不同阶段,过氧化物酶活性有很大的变化, 块茎休眠时,活性比较高,在芽萌动以后,酶活性迅速下 降。 过氧化物酶活性高,说明 * 活性低。当块茎萌动后,过氧化物 酶活性降低,过氧化物酶可能通过调控 IAA 的浓度来调控休眠。 多酚氧化酶是参与块茎休眠期间分生组织中呼吸作用的末端氧化 酶系统。多酚氧化酶在整个过程中变化并不是非常明显,在休眠 期,活性较高,随着休眠解除,活性稍微下降。可能是块茎休眠 时,主要由多酚氧化酶调节呼吸代谢,当休眠解除时,由其它的 酶系统参与了呼吸代谢,使多酚氧化酶活性降低。过氧化物酶及 多酚氧化酶同工酶谱带分析显示,在休眠及休眠解除过程中,两 种酶谱带数及强度均发生了变化,可能两种酶的同工酶均参力。了 块茎休眠及休眠解除的调控。
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