南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報 收 稿 日 期 基 金 項 目 國 家 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 產(chǎn) 業(yè) 技 術(shù) 體 系 項 目 作 者 簡 介 姚 翔 宇 碩 士 研 究 生 通 信 作 者 金 黎 平 研 究 員 主 要 從 事 馬 鈴 薯 育 種 及 種 質(zhì) 資 源 創(chuàng) 新 研 究 徐 志 剛 教 授 主 要 從 事 植 物 光 環(huán) 境 生 理 研 究 姚 翔 宇 李 廣 存 徐 建 飛 等 光 照 對 霧 培 馬 鈴 薯 前 期 生 長 及 塊 莖 形 成 的 影 響 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報 光 照 對 霧 培 馬 鈴 薯 前 期 生 長 及 塊 莖 形 成 的 影 響 姚 翔 宇 李 廣 存 徐 建 飛 卞 春 松 金 黎 平 徐 志 剛 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 農(nóng) 學(xué) 院 江 蘇 南 京 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 蔬 菜 花 卉 研 究 所 農(nóng) 業(yè) 農(nóng) 村 部 薯 類 作 物 生 物 學(xué) 與 遺 傳 育 種 重 點 實 驗 室 北 京 摘 要 目 的 本 研 究 旨 在 明 確 不 同 光 照 條 件 對 霧 培 馬 鈴 薯 塊 莖 形 成 初 期 植 株 生 長 塊 莖 形 成 及 其 相 關(guān) 基 因 表 達(dá) 的 影 響 方 法 以 馬 鈴 薯 品 種 中 薯 號 和 中 薯 早 為 材 料 選 取 接 種 周 長 勢 一 致 的 脫 毒 試 管 苗 設(shè) 置 個 光 照 周 期 和 個 光 照 強(qiáng) 度 和 共 個 試 驗 組 合 和 取 樣 測 定 生 長 和 光 合 指 標(biāo) 及 相 關(guān) 基 因 的 表 達(dá) 結(jié) 果 條 件 下 個 品 種 的 凈 光 合 速 率 地 上 部 生 物 量 地 下 部 生 物 量 匍 匐 莖 數(shù) 單 株 塊 莖 數(shù) 和 單 株 產(chǎn) 量 從 高 到 低 的 處 理 依 次 為 處理加速了 中薯 號 和 中 薯 早 的 塊莖 形成 分別 比 處 理 提早 了 和 匍 匐 莖 發(fā) 生 期 和 膨 大 期 以 及 基 因 在 葉 片 和 匍 匐 莖 中 的 表 達(dá) 量 也 隨 光 照 強(qiáng) 度 的 增 加 顯 著 上 升 與 處 理 個 品 種 凈 光 合 速 率 無 明 顯 差 異 但 都 顯 著 高 于 處 理 的 品 種 地 上 部 生 物 量 地 下 部 生 物 量 匍 匐 莖 數(shù) 隨 光 照 強(qiáng) 度 增 強(qiáng) 而 增 加 且 顯 著 高 于 長 日 照 顯 著 抑 制 了 個 品 種 塊 莖 的 形 成 與 和 相 比 和 處 理 中 薯 號 和 中 薯 早 塊 莖 形 成 時 間 分 別 推 遲 了 和 以 及 和 并 使 在 葉 片 和 匍 匐 莖 中 表 達(dá) 上 調(diào) 和 的 表 達(dá) 被 顯 著 抑 制 結(jié) 論 生 產(chǎn) 上 在 較 高 光 照 強(qiáng) 度 下 可 采 用 前 期 長 日 壯 苗 促 進(jìn) 匍 匐 莖 發(fā) 生 中 后 期 短 日 誘 導(dǎo) 促 進(jìn) 塊 莖 形 成 的 方 法 提 高 霧 培 馬 鈴 薯 生 產(chǎn) 效 率 關(guān) 鍵 詞 光 照 強(qiáng) 度 光 周 期 霧 培 馬 鈴 薯 塊 莖 形 成 基 因 表 達(dá) 中 圖 分 類 號 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 文 章 編 號 第 期 姚 翔 宇 等 光 照 對 霧 培 馬 鈴 薯 前 期 生 長 及 塊 莖 形 成 的 影 響 馬 鈴 薯 是 世 界 上 最 受 歡 迎 的 非 谷 類 糧 食 作 物 之 一 在 保 障 世 界 糧 食 安 全 和 幫 助 中 國 脫 貧 攻 堅 中 發(fā) 揮 著 重 要 作 用 光 照 影 響 馬 鈴 薯 植 株 生 長 和 塊 莖 產(chǎn) 量 光 照 強(qiáng) 度 和 光 周 期 可 作 為 環(huán) 境 信 號 調(diào) 節(jié) 植 株 的 生 長 發(fā) 育 形 態(tài) 建 成 以 及 生 理 代 謝 進(jìn) 而 影 響 塊 莖 形 成 馬 鈴 薯 喜 光 遮 光 處 理 可 使 馬 鈴 薯 徒 長 嚴(yán) 重 并 顯 著 降 低 馬 鈴 薯 的 凈 光 合 速 率 及 塊 莖 產(chǎn) 量 充 足 的 光 照 是 植 株 獲 取 光 合 能 源 的 必 要 前 提 顯 著 影 響 馬 鈴 薯 植 株 的 糖 分 代 謝 和 同 化 物 轉(zhuǎn) 運(yùn) 研 究 發(fā) 現(xiàn) 的 光 照 強(qiáng) 度 可 使 霧 培 馬 鈴 薯 獲 得 較 多 的 塊 莖 數(shù) 和 較 大 的 薯 重 光 周 期 是 調(diào) 控 馬 鈴 薯 結(jié) 薯 的 開 關(guān) 主 要 通 過 途 徑 調(diào) 控 馬 鈴 薯 塊 莖 的 形 成 馬 鈴 薯 中 擬 南 芥 開 花 信 號 因 子 的 同 源 基 因 是 塊 莖 形 成 的 直 接 誘 導(dǎo) 者 短 日 照 通 過 誘 導(dǎo) 葉 片 和 匍 匐 莖 中 類 基 因 的 表 達(dá) 促 進(jìn) 結(jié) 薯 光 敏 色 素 基 因 在 長 日 照 條 件 下 結(jié) 合 形 成 異 源 二 聚 體 穩(wěn) 定 蛋 白 并 激 活 進(jìn) 而 抑 制 的 表 達(dá) 使 馬 鈴 薯 在 長 日 照 下 結(jié) 薯 受 阻 光 照 強(qiáng) 度 和 光 周 期 協(xié) 同 影 響 馬 鈴 薯 生 長 和 塊 莖 形 成 但 其 作 用 模 式 尚 不 清 晰 仍 然 缺 乏 系 統(tǒng) 的 研 究 目 前 霧 培 馬 鈴 薯 的 研 究 焦 點 集 中 在 營 養(yǎng) 液 養(yǎng) 分 與 配 方 營 養(yǎng) 液 濃 度 與 噴 霧 頻 率 化 控 技 術(shù) 等 方 面 有 關(guān) 霧 培 馬 鈴 薯 的 光 響 應(yīng) 機(jī) 制 鮮 有 報 道 不 同 光 照 環(huán) 境 下 霧 培 馬 鈴 薯 結(jié) 薯 相 關(guān) 基 因 表 達(dá) 情 況 和 調(diào) 控 機(jī) 制 依 然 不 明 確 本 研 究 通 過 探 究 霧 培 馬 鈴 薯 在 不 同 光 照 條 件 下 植 株 形 態(tài) 建 成 光 合 特 性 塊 莖 形 成 和 結(jié) 薯 相 關(guān) 基 因 的 表 達(dá) 情 況 摸 索 霧 培 馬 鈴 薯 適 宜 光 照 條 件 并 初 步 解 析 其 機(jī) 制 以 期 為 霧 培 馬 鈴 薯 的 光 調(diào) 控 提 供 理 論 依 據(jù) 對 馬 鈴 薯 脫 毒 種 薯 的 生 產(chǎn) 具 有 重 要 意 義 材 料 與 方 法 試 驗 地 點 和 材 料 試 驗 于 年 月 在 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 蔬 菜 花 卉 研 究 所 馬 鈴 薯 研 究 室 霧 培 溫 室 內(nèi) 進(jìn) 行 供 試 材 料 為 早 熟 馬 鈴 薯 品 種 中 薯 早 及 中 晚 熟 馬 鈴 薯 品 種 中 薯 號 試 驗 處 理 選 取 接 種 周 長 勢 一 致 的 脫 毒 試 管 苗 在 椰 糠 基 質(zhì) 中 煉 苗 周 后 定 植 至 霧 培 器 中 溫 度 日 間 為 夜 間 為 空 氣 濕 度 以 植 物 生 長 燈 購 于 北 京 盛 陽 谷 公 司 型 號 為 完 全 光 源 設(shè) 置 組 光 周 期 及 種 光 照 強(qiáng) 度 和 共 個 光 照 處 理 記 作 每 個 處 理 定 植 霧 培 苗 株 常 規(guī) 管 理 測 定 項 目 與 方 法 株 高 莖 粗 選 取 定 植 各 處 理 長 勢 一 致 的 株 植 株 測 量 株 高 莖 粗 光 合 特 性 定 植 后 利 用 便 攜 式 光 合 儀 設(shè) 定 人 工 光 源 光 照 強(qiáng) 度 為 測 定 各 處 理 組 馬 鈴 薯 植 株 的 光 合 特 性 地 上 部 生 物 量 最 后 次 收 獲 時 測 定 各 處 理 植 株 的 莖 葉 鮮 重 計 算 平 均 值 地 下 部 生 物 量 最 后 次 收 獲 時 測 定 各 處 理 植 株 的 匍 匐 莖 及 根 鮮 重 計 算 平 均 值 結(jié) 薯 數(shù) 和 單 株 產(chǎn) 量 待 植 株 達(dá) 到 商 品 薯 標(biāo) 準(zhǔn) 開 始 采 摘 隨 后 每 采 摘 次 至 最 晚 結(jié) 薯 的 處 理 塊 莖 形 成 完 成 時 進(jìn) 行 最 后 次 收 獲 包 括 非 商 品 薯 計 算 此 時 平 均 單 株 結(jié) 薯 數(shù) 和 單 株 產(chǎn) 量 匍 匐 莖 數(shù) 最 后 次 收 獲 時 統(tǒng) 計 各 處 理 匍 匐 莖 數(shù) 計 算 平 均 單 株 匍 匐 莖 數(shù) 相 關(guān) 基 因 表 達(dá) 分 析 在 處 理 下 的 匍 匐 莖 發(fā) 生 期 匍 匐 莖 伸 長 至 膨 大 期 匍 匐 莖 次 頂 端 膨 大 至 及 塊 莖 形 成 期 塊 莖 直 徑 達(dá) 到 取 各 處 理 的 葉 片 匍 匐 莖 塊 莖 液 氮 速 凍 后 置 于 冰 箱 備 用 株 葉 片 匍 匐 莖 或 塊 莖 混 樣 為 次 重 復(fù) 每 處 理 次 重 復(fù) 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報 第 卷 按 照 多 糖 多 酚 植 物 總 快 速 提 取 試 劑 盒 說 明 書 提 取 各 樣 品 總 瓊 脂 糖 凝 膠 電 泳 檢 測 完 整 性 超 微 量 蛋 白 核 酸 分 析 儀 檢 測 純 度 和 濃 度 用 反 轉(zhuǎn) 錄 試 劑 盒 進(jìn) 行 合 成 按 照 試 劑 盒 說 明 進(jìn) 行 反 應(yīng) 在 實 時 熒 光 定 量 儀 瑞 士 上 完 成 反 應(yīng) 反 應(yīng) 程 序 個 循 環(huán) 用 設(shè) 計 引 物 由 北 京 六 合 華 大 基 因 科 技 有 限 公 司 合 成 內(nèi) 參 基 因 及 各 基 因 引 物 序 列 見 表 表 實 時 定 量 引 物 信 息 基 因 名 稱 基 因 編 號 注 釋 和 功 能 引 物 序 列 光 敏 色 素 基 因 紅 光 遠(yuǎn) 紅 光 感 受 器 擬 南 芥 同 源 基 因 塊 莖 形 成 正 調(diào) 節(jié) 因 子 家 族 成 員 基 因 塊 莖 形 成 負(fù) 調(diào) 控 因 子 蔗 糖 轉(zhuǎn) 運(yùn) 蛋 白 基 因 調(diào) 節(jié) 蔗 糖 轉(zhuǎn) 運(yùn) 熒 光 定 量 內(nèi) 參 基 因 數(shù) 據(jù) 分 析 用 和 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 處 理 和 圖 表 繪 制 用 軟 件 進(jìn) 行 單 因 素 方 差 分 析 選 用 檢 驗 法 對 顯 著 性 差 異 進(jìn) 行 多 重 比 較 采 用 法 計 算 目 的 基 因 的 相 對 表 達(dá) 量 結(jié) 果 與 分 析 光 照 處 理 對 霧 培 馬 鈴 薯 光 合 能 力 的 影 響 不 同 光 照 處 理 對 個 品 種 凈 光 合 速 率 氣 孔 導(dǎo) 度 蒸 騰 速 率 影 響 顯 著 圖 中 薯 和 中 薯 早 凈 光 合 速 率 均 隨 光 照 強(qiáng) 度 升 高 而 增 加 最 高 的 處 理 均 為 分 別 可 達(dá) 和 圖 中 薯 號 的 凈 光 合 速 率 顯 著 高 于 和 中 薯 早 在 與 處 理 中 的 凈 光 合 速 率 無 明 顯 差 異 但 是 均 顯 著 高 于 個 品 種 處 理 的 凈 光 合 速 率 均 顯 著 低 于 其 他 組 合 氣 孔 導(dǎo) 度 和 蒸 騰 速 率 普 遍 隨 光 照 增 強(qiáng) 而 升 高 且 相 同 光 照 強(qiáng) 度 下 處 理 的 氣 孔 導(dǎo) 度 均 顯 著 低 于 圖 光 照 處 理 對 霧 培 馬 鈴 薯 早 期 生 物 量 及 早 期 產(chǎn) 量 的 影 響 處 理 馬 鈴 薯 地 上 部 生 長 情 況 如 圖 所 示 和 處 理 的 中 薯 號 地 上 部 鮮 重 均 隨 光 照 強(qiáng) 度 的 升 高 而 增 加 單 株 最 大 鮮 重 分 別 為 和 相 同 光 照 強(qiáng) 度 下 處 理 的 地 上 部 鮮 重 顯 著 高 于 處 理 處 理 的 中 薯 早 地 上 部 鮮 重 隨 光 照 強(qiáng) 度 升 高 而 增 加 和 處 理 單 株 最 大 鮮 重 分 別 為 和 但 處 理 顯 著 降 低 中 薯 早 的 地 上 部 生 物 量 抑 制 其 地 上 部 生 長 個 品 種 地 下 部 鮮 重 在 相 同 光 周 期 下 都 隨 光 照 強(qiáng) 度 上 升 顯 著 增 加 在 相 同 光 照 強(qiáng) 度 下 處 理 顯 著 高 于 處 理 從 表 可 見 個 品 種 的 匍 匐 莖 數(shù) 隨 光 照 強(qiáng) 度 增 強(qiáng) 而 增 加 且 處 理 的 匍 匐 莖 數(shù) 顯 著 高 于 處 理 單 株 薯 重 隨 光 照 強(qiáng) 度 升 高 而 增 加 在 處 理 中 薯 號 和 中 薯 早 分 別 為 和 處 理 顯 著 抑 制 個 品 種 塊 莖 生 長 相 較 于 處 理 中 薯 號 單 株 薯 重 在 和 處 理 分 別 降 低 了 和 中 薯 早 分 別 降 低 了 和 中 薯 號 對 光 周 期 的 改 變 較 敏 感 處 理 單 株 結(jié) 薯 僅 為 個 與 相 差 不 大 顯 著 低 于 的 個 處 理 的 中 薯 號 結(jié) 薯 數(shù) 隨 光 照 增 強(qiáng) 顯 著 提 高 相 同 光 周 期 下 中 薯 早 隨 光 照 強(qiáng) 度 升 高 也 獲 得 更 多 的 塊 莖 數(shù) 且 中 薯 早 顯 示 出 對 長 日 照 的 適 應(yīng) 能 力 雖 然 處 理 的 塊 莖 數(shù) 顯 著 低 于 處 理 但 高 于 中 薯 號 處 理 顯 著 提 高 個 品 種 的 匍 匐 莖 膨 大 率 膨 大 率 最 高 的 處 理 均 為 第 期 姚 翔 宇 等 光 照 對 霧 培 馬 鈴 薯 前 期 生 長 及 塊 莖 形 成 的 影 響 中 薯 號 和 中 薯 早 分 別 為 和 圖 不 同 光 照 處 理 下 馬 鈴 薯 光 合 特 性 變 化 光 照 時 間 分 別 為 光 照 強(qiáng) 度 分 別 為 下 同 圖 不 同 光 照 處 理 后 個 品 種 地 上 部 生 長 狀 況 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報 第 卷 表 不 同 光 照 處 理 下 個 品 種 單 株 生 物 量 品 種 光 周 期 光 照 強(qiáng) 度 地 上 部 鮮 重 地 下 部 鮮 重 薯 重 總 生 物 量 匍 匐 莖 數(shù) 結(jié) 薯 數(shù) 匍 匐 莖 成 薯 率 中 薯 中 薯 早 值 值 注 表 示 光 周 期 表 示 光 照 強(qiáng) 度 表 示 光 周 期 和 光 照 強(qiáng) 度 的 交 互 作 用 不 同 字 母 表 示 處 理 間 差 異 達(dá) 顯 著 水 平 和 分 別 表 示 光 周 期 光 照 強(qiáng) 度 和 二 者 交 互 作 用 對 相 關(guān) 指 標(biāo) 的 影 響 在 和 水 平 差 異 顯 著 下 同 光 照 處 理 對 霧 培 馬 鈴 薯 結(jié) 薯 時 間 的 影 響 從 圖 可 見 隨 光 照 強(qiáng) 度 增 加 個 品 種 的 匍 匐 莖 發(fā) 生 膨 大 以 及 塊 莖 形 成 期 顯 著 提 前 光 周 期 對 于 匍 匐 莖 發(fā) 生 期 的 影 響 不 顯 著 中 薯 號 的 匍 匐 莖 發(fā) 生 時 間 為 和 和 的 匍 匐 莖 發(fā) 生 時 間 為 和 差 異 均 未 達(dá) 到 顯 著 水 平 中 薯 早 中 也 表 現(xiàn) 出 類 似 規(guī) 律 處 理 個 品 種 的 匍 匐 莖 發(fā) 生 期 相 較 顯 著 提 前 暗 示 弱 光 環(huán) 境 下 較 長 時 間 的 光 照 可 一 定 程 度 彌 補(bǔ) 光 合 能 源 的 不 足 光 周 期 對 于 塊 莖 的 誘 導(dǎo) 影 響 顯 著 處 理 中 薯 號 匍 匐 莖 膨 大 顯 著 提 前 條 件 下 匍 匐 莖 發(fā) 生 時 間 分 別 為 和 顯 著 早 于 處 理 的 和 處 理 中 薯 早 匍 匐 莖 發(fā) 生 時 間 分 別 為 和 顯 著 早 于 處 理 的 和 個 品 種 塊 莖 的 形 成 在 條 件 顯 著 提 前 證 實 了 長 日 照 對 塊 莖 誘 導(dǎo) 的 抑 制 作 用 圖 不 同 光 處 理 下 個 品 種 各 生 長 階 段 出 現(xiàn) 時 間 光 照 處 理 對 霧 培 馬 鈴 薯 微 型 薯 商 品 薯 率 的 影 響 從 圖 可 見 相 對 中 薯 早 中 晚 熟 品 種 中 薯 號 對 光 周 期 的 敏 感 性 更 強(qiáng) 處 理 中 薯 號 的 非 商 品 薯 率 顯 著 高 于 處 理 和 的 非 商 品 薯 率 分 別 高 達(dá) 和 和 非 商 品 薯 率 分 別 為 和 處 理 同 樣 顯 著 降 低 了 中 薯 早 的 第 期 姚 翔 宇 等 光 照 對 霧 培 馬 鈴 薯 前 期 生 長 及 塊 莖 形 成 的 影 響 商 品 薯 率 但 是 仍 可 形 成 較 大 的 薯 塊 處 理 的 非 商 品 薯 率 為 和 而 和 的 非 商 品 薯 率 分 別 為 和 可 見 光 周 期 和 光 照 強(qiáng) 度 可 以 顯 著 調(diào) 控 霧 培 馬 鈴 薯 早 期 塊 莖 的 形 成 與 膨 大 速 率 短 日 照 和 較 強(qiáng) 的 光 照 強(qiáng) 度 有 助 于 塊 莖 的 形 成 和 膨 大 提 高 商 品 薯 率 圖 不 同 光 照 處 理 下 個 品 種 結(jié) 薯 大 小 分 布 圖 不 同 光 照 處 理 下 中 薯 塊 莖 形 成 相 關(guān) 基 因 表 達(dá) 量 光 照 處 理 對 結(jié) 薯 相 關(guān) 基 因 表 達(dá) 的 影 響 對 中 薯 號 各 處 理 的 匍 匐 莖 發(fā) 生 期 及 膨 大 期 的 葉 片 匍 匐 莖 塊 莖 進(jìn) 行 取 樣 對 參 與 馬 鈴 薯 塊 莖 形 成 光 受 體 基 因 光 周 期 調(diào) 控 塊 莖 形 成 模 型 關(guān) 鍵 基 因 以 及 糖 代 謝 相 關(guān) 基 因 進(jìn) 行 表 達(dá) 模 式 分 析 圖 以 處 理 的 基 因 表 達(dá) 水 平 為 對 照 中 薯 號 中 的 表 達(dá) 量 隨 光 照 強(qiáng) 度 的 升 高 而 升 高 且 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報 第 卷 處 理 顯 著 高 于 圖 作 為 塊 莖 形 成 的 抑 制 因 子 之 一 對 于 光 照 強(qiáng) 度 的 響 應(yīng) 不 顯 著 但 顯 著 提 高 了 其 在 葉 片 中 的 表 達(dá) 水 平 尤 其 在 膨 大 期 圖 模 型 中 的 另 一 關(guān) 鍵 因 子 對 光 照 強(qiáng) 度 和 光 周 期 的 響 應(yīng) 十 分 敏 感 在 葉 片 圖 和 匍 匐 莖 中 圖 的 表 達(dá) 水 平 均 隨 光 照 強(qiáng) 度 的 增 加 而 上 升 且 處 理 的 表 達(dá) 量 均 顯 著 下 降 這 與 中 薯 號 在 長 日 照 下 匍 匐 莖 膨 大 被 顯 著 推 遲 的 表 型 吻 合 匍 匐 莖 發(fā) 生 期 葉 片 和 匍 匐 莖 中 表 達(dá) 量 隨 著 光 照 增 強(qiáng) 而 升 高 且 處 理 略 高 于 然 而 在 匍 匐 莖 膨 大 期 處 理 的 表 達(dá) 量 顯 著 提 高 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 高 于 處 理 圖 中 薯 早 的 表 達(dá) 量 變 化 與 中 薯 號 類 似 表 明 光 受 體 基 因 對 于 光 照 響 應(yīng) 類 似 而 與 品 種 差 異 關(guān) 系 不 大 圖 也 同 樣 表 現(xiàn) 出 處 理 表 達(dá) 量 更 高 的 規(guī) 律 圖 在 葉 片 和 匍 匐 莖 中 都 易 受 較 短 日 照 的 誘 導(dǎo) 圖 與 中 薯 號 不 同 的 是 在 匍 匐 莖 膨 大 階 段 處 理 的 在 匍 匐 莖 中 表 達(dá) 量 略 有 增 加 處 理 的 在 匍 匐 莖 發(fā) 生 期 葉 片 中 的 表 達(dá) 量 略 高 于 圖 而 匍 匐 莖 中 表 達(dá) 量 呈 現(xiàn) 相 反 結(jié) 果 表 明 在 匍 匐 莖 中 也 存 在 對 光 周 期 的 響 應(yīng) 更 有 利 于 在 匍 匐 莖 中 的 表 達(dá) 圖 膨 大 期 處 理 的 葉 片 和 匍 匐 莖 中 表 達(dá) 量 顯 著 上 升 活 躍 的 蔗 糖 信 號 對 結(jié) 薯 起 到 促 進(jìn) 作 用 圖 圖 不 同 光 照 處 理 下 中 薯 早 塊 莖 形 成 相 關(guān) 基 因 表 達(dá) 量 討 論 不 同 光 照 處 理 對 霧 培 馬 鈴 薯 早 期 生 長 的 影 響 馬 鈴 塊 莖 的 形 成 可 分 為 個 階 段 匍 匐 莖 發(fā) 生 期 匍 匐 莖 膨 大 期 塊 莖 形 成 期 和 淀 粉 積 累 期 匍 匐 第 期 姚 翔 宇 等 光 照 對 霧 培 馬 鈴 薯 前 期 生 長 及 塊 莖 形 成 的 影 響 莖 的 發(fā) 生 膨 大 以 及 塊 莖 的 形 成 發(fā) 生 于 馬 鈴 薯 早 期 形 態(tài) 建 成 的 階 段 光 照 是 影 響 植 物 早 期 生 長 最 直 接 的 環(huán) 境 因 素 植 株 通 過 形 態(tài) 變 化 光 合 作 用 同 化 物 分 配 等 對 不 同 光 照 強(qiáng) 度 及 光 周 期 作 出 響 應(yīng) 馬 鈴 薯 可 以 適 應(yīng) 較 高 的 光 照 強(qiáng) 度 但 長 日 照 會 抑 制 結(jié) 薯 本 研 究 中 處 理 的 地 上 部 生 長 顯 著 優(yōu) 于 表 明 較 長 時 間 的 光 照 增 加 了 植 株 的 光 合 時 間 更 多 的 同 化 產(chǎn) 物 被 用 于 地 上 部 建 成 對 和 處 理 的 馬 鈴 薯 葉 片 和 塊 莖 進(jìn) 行 轉(zhuǎn) 錄 組 分 析 發(fā) 現(xiàn) 弱 光 處 理 中 下 調(diào) 表 達(dá) 的 基 因 主 要 富 集 在 光 合 作 用 乙 醛 酸 代 謝 和 碳 代 謝 等 途 徑 本 研 究 也 發(fā) 現(xiàn) 處 理 的 植 株 相 較 于 更 高 的 光 照 強(qiáng) 度 處 理 呈 現(xiàn) 出 瘦 高 的 徒 長 狀 葉 片 變 薄 分 支 減 少 表 明 該 光 照 強(qiáng) 度 下 同 化 產(chǎn) 物 無 法 滿 足 植 株 正 常 生 長 需 求 不 適 用 于 生 產(chǎn) 光 合 作 用 是 植 株 生 長 的 能 量 來 源 提 高 光 照 強(qiáng) 度 顯 著 增 加 植 株 的 凈 光 合 速 率 保 證 了 源 的 充 足 供 應(yīng) 較 高 的 光 照 強(qiáng) 度 增 大 霧 培 馬 鈴 薯 葉 片 的 氣 孔 導(dǎo) 度 促 進(jìn) 植 株 的 蒸 騰 作 用 使 植 株 從 霧 培 根 系 獲 取 充 足 的 養(yǎng) 分 提 高 養(yǎng) 分 的 利 用 效 率 光 周 期 對 于 結(jié) 薯 的 抑 制 作 用 已 經(jīng) 被 廣 泛 報 道 本 研 究 發(fā) 現(xiàn) 光 周 期 也 在 一 定 程 度 影 響 植 株 的 光 合 作 用 較 長 的 光 周 期 雖 然 并 不 能 提 高 霧 培 馬 鈴 薯 的 光 合 速 率 但 使 植 株 能 夠 更 長 時 間 進(jìn) 行 光 合 作 用 并 及 時 將 同 化 產(chǎn) 物 分 配 到 其 他 器 官 有 利 于 植 株 前 期 的 生 長 塊 莖 的 形 成 需 要 通 過 匍 匐 莖 的 發(fā) 生 和 膨 大 實 現(xiàn) 因 此 早 期 匍 匐 莖 的 生 長 情 況 一 定 程 度 代 表 馬 鈴 薯 最 終 產(chǎn) 量 的 潛 力 本 研 究 中 不 同 光 照 組 合 顯 著 改 變 了 植 株 匍 匐 莖 發(fā) 生 的 時 間 和 數(shù) 量 隨 著 光 照 強(qiáng) 度 的 提 升 個 品 種 的 匍 匐 莖 發(fā) 生 及 膨 大 時 間 均 提 前 表 明 充 足 的 源 有 利 于 地 下 部 匍 匐 莖 的 形 成 和 塊 莖 的 誘 導(dǎo) 這 與 前 人 的 研 究 結(jié) 果 一 致 然 而 匍 匐 莖 的 發(fā) 生 并 不 意 味 著 其 最 終 將 形 成 塊 莖 處 理 誘 導(dǎo) 了 較 多 的 匍 匐 莖 的 產(chǎn) 生 但 是 膨 大 率 卻 顯 著 低 于 處 理 的 個 品 種 最 高 結(jié) 薯 數(shù) 與 單 株 產(chǎn) 量 最 高 并 顯 著 高 于 表 明 長 日 照 雖 然 有 利 于 匍 匐 莖 的 發(fā) 生 但 是 卻 抑 制 了 匍 匐 莖 向 塊 莖 的 轉(zhuǎn) 變 單 株 生 物 量 代 表 植 株 生 產(chǎn) 有 機(jī) 物 的 能 力 是 決 定 塊 莖 產(chǎn) 量 的 先 決 條 件 本 研 究 中 中 薯 和 中 薯 早 地 上 部 生 物 量 最 高 的 處 理 組 合 分 別 為 和 但 與 處 理 相 差 不 大 總 生 物 量 最 高 的 組 合 均 為 這 表 明 對 馬 鈴 薯 而 言 長 日 照 高 光 照 強(qiáng) 度 有 利 于 地 上 部 建 成 而 短 日 照 高 光 照 強(qiáng) 度 更 有 利 于 塊 莖 的 誘 導(dǎo) 和 膨 大 光 周 期 和 光 照 強(qiáng) 度 對 結(jié) 薯 相 關(guān) 基 因 表 達(dá) 水 平 受 到 的 影 響 馬 鈴 薯 塊 莖 形 成 是 一 個 復(fù) 雜 的 生 物 學(xué) 過 程 涉 及 光 周 期 溫 度 糖 轉(zhuǎn) 運(yùn) 體 和 植 物 激 素 等 的 協(xié) 同 作 用 是 光 周 期 誘 導(dǎo) 塊 莖 形 成 通 路 中 重 要 的 抑 制 子 可 與 在 長 日 照 下 形 成 異 源 二 聚 體 而 阻 礙 結(jié) 薯 使 用 技 術(shù) 使 其 沉 默 可 使 馬 鈴 薯 在 長 日 照 下 恢 復(fù) 結(jié) 薯 還 可 以 穩(wěn) 定 通 路 中 另 一 結(jié) 薯 抑 制 基 因 的 水 平 協(xié) 同 抑 制 塊 莖 的 形 成 本 研 究 中 的 表 達(dá) 量 隨 著 光 照 的 增 強(qiáng) 而 增 加 并 且 在 長 日 照 下 表 達(dá) 水 平 顯 著 升 高 擬 南 芥 的 轉(zhuǎn) 錄 調(diào) 控 是 決 定 花 期 的 重 要 因 素 而 在 馬 鈴 薯 中 類 轉(zhuǎn) 錄 因 子 同 樣 影 響 著 馬 鈴 薯 塊 莖 的 形 成 長 日 照 或 者 短 日 照 加 暗 間 斷 下 沉 默 株 系 結(jié) 薯 提 早 本 研 究 中 在 處 理 中 表 達(dá) 量 顯 著 高 于 處 理 并 且 在 處 理 下 表 達(dá) 量 顯 著 升 高 這 與 前 人 的 研 究 結(jié) 果 一 致 而 處 理 的 塊 莖 形 成 顯 著 推 遲 推 測 與 表 達(dá) 量 的 升 高 直 接 相 關(guān) 介 導(dǎo) 的 光 周 期 調(diào) 控 通 路 在 馬 鈴 薯 塊 莖 形 成 過 程 中 發(fā) 揮 重 要 作 用 馬 鈴 薯 家 族 基 因 是 馬 鈴 薯 塊 莖 形 成 的 直 接 誘 導(dǎo) 者 在 塊 莖 形 成 過 程 中 發(fā) 揮 開 關(guān) 的 作 用 短 日 照 條 件 下 葉 片 產(chǎn) 生 的 轉(zhuǎn) 運(yùn) 蛋 白 通 過 韌 皮 部 運(yùn) 輸 到 匍 匐 莖 頂 端 誘 導(dǎo) 塊 莖 形 成 本 研 究 中 表 現(xiàn) 出 十 分 典 型 的 光 周 期 響 應(yīng) 在 處 理 中 表 達(dá) 顯 著 上 調(diào) 而 在 處 理 中 的 表 達(dá) 量 極 低 證 明 在 霧 培 馬 鈴 薯 中 依 然 是 誘 導(dǎo) 結(jié) 薯 的 直 接 信 號 因 子 其 表 達(dá) 模 式 對 于 微 型 薯 的 膨 大 和 形 成 具 有 重 要 影 響 馬 鈴 薯 葉 片 生 成 的 同 化 產(chǎn) 物 主 要 以 蔗 糖 形 式 經(jīng) 韌 皮 部 運(yùn) 輸 至 地 下 部 促 成 匍 匐 莖 的 膨 大 及 塊 莖 的 形 成 本 研 究 中 各 時 期 葉 片 中 水 平 隨 光 照 強(qiáng) 度 的 升 高 而 升 高 匍 匐 莖 發(fā) 生 期 中 薯 葉 片 表 達(dá) 量 在 長 日 照 與 中 日 照 下 差 異 不 大 而 中 薯 早 葉 片 表 達(dá) 量 在 中 長 日 照 下 顯 著 高 于 短 日 照 但 是 隨 著 生 育 期 進(jìn) 行 至 膨 大 期 中 日 照 下 塊 莖 形 成 啟 動 表 達(dá) 量 顯 著 上 升 表 明 在 塊 莖 形 成 中 扮 演 輸 送 營 養(yǎng) 的 重 要 角 色 光 照 通 過 對 光 合 作 用 同 化 物 分 配 和 結(jié) 薯 相 關(guān) 基 因 的 調(diào) 控 等 方 面 影 響 霧 培 馬 鈴 薯 早 期 的 形 態(tài) 建 成 和 匍 匐 莖 塊 莖 的 形 成 和 有 利 于 中 薯 號 和 中 薯 早 地 上 部 的 繁 茂 和 匍 匐 莖 的 發(fā) 生 但 不 利 于 匍 匐 莖 的 膨 大 處 理 有 利 于 塊 莖 的 誘 導(dǎo) 并 通 過 抑 制 以 及 促 進(jìn) 的 表 達(dá) 顯 著 提 早 霧 培 馬 鈴 薯 結(jié) 薯 時 間 提 高 早 期 塊 莖 產(chǎn) 量 光 照 對 于 霧 培 馬 鈴 薯 前 期 的 生 長 具 有 重 要 影 響 生 產(chǎn) 上 或 可 采 用 適 當(dāng) 升 高 光 照 強(qiáng) 度 并 配 以 長 日 壯 苗 短 日 促 薯 的 方 式 提 高 霧 培 原 原 種 生 產(chǎn) 效 率 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報 第 卷 參 考 文 獻(xiàn) 徐 建 飛 金 黎 平 馬 鈴 薯 遺 傳 育 種 研 究 現(xiàn) 狀 與 展 望 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 徐 志 剛 農(nóng) 業(yè) 光 照 研 究 與 產(chǎn) 業(yè) 融 合 發(fā) 展 照 明 工 程 學(xué) 報 徐 志 剛 李 瑞 寧 黃 文 文 光 譜 與 光 照 強(qiáng) 度 影 響 馬 鈴 薯 試 管 薯 誘 導(dǎo) 發(fā) 育 的 研 究 進(jìn) 展 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報 李 彩 斌 郭 華 春 遮 光 處 理 對 馬 鈴 薯 生 長 的 影 響 西 南 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報 李 春 明 弱 光 對 結(jié) 薯 期 馬 鈴 薯 光 合 生 理 和 基 因 表 達(dá) 的 影 響 重 慶 西 南 大 學(xué) 唐 道 彬 高 旭 呂 長 文 等 霧 培 馬 鈴 薯 結(jié) 薯 的 光 響 應(yīng) 機(jī) 理 研 究 西 南 大 學(xué) 學(xué) 報 自 然 科 學(xué) 版 王克 秀 汪 翠存 唐銘霞 等 氮 素水平對霧 培馬鈴薯氮 磷鉀吸收 積累和 分配規(guī)律的影 響 西南農(nóng)業(yè)學(xué) 報 凌 丹 丹 雒 佳 銘 劉 曉 英 等 不 同 光 質(zhì) 組 合 對 番 茄 開 花 初 期 碳 氮 代 謝 及 其 關(guān) 鍵 酶 活 性 的 影 響 南 京 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 學(xué) 報 韓 小 女 展 康 蔡 永 占 等 茉 莉 酸 對 霧 培 馬 鈴 薯 植 株 生 長 的 影 響 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 科 技 責(zé) 任 編 輯 沈 波