【摘 要】
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马铃薯块茎低温糖化一直困扰着马铃薯加工产业及其发展,低温糖化过程受淀粉蔗糖代谢途径关键酶和植物激素的多重调控。当前,关于马铃薯块茎低温糖化现象的研究大都集中于淀粉蔗糖代谢途径关键酶类,而植物激素如赤霉素对马铃薯块茎低温糖化的影响研究尚在生理生化水平。因此,为进一步解明赤霉素影响马铃薯块茎低温糖化的分子作用途径,本研究以“华薯三号”和“中薯五号”块茎为材料,比较了两品种块茎的低温糖化特性并进行转录组
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马铃薯块茎低温糖化一直困扰着马铃薯加工产业及其发展,低温糖化过程受淀粉蔗糖代谢途径关键酶和植物激素的多重调控。当前,关于马铃薯块茎低温糖化现象的研究大都集中于淀粉蔗糖代谢途径关键酶类,而植物激素如赤霉素对马铃薯块茎低温糖化的影响研究尚在生理生化水平。因此,为进一步解明赤霉素影响马铃薯块茎低温糖化的分子作用途径,本研究以“华薯三号”和“中薯五号”块茎为材料,比较了两品种块茎的低温糖化特性并进行转录组测序初步分析和候选基因挖掘,探讨了赤霉素合成抑制剂—烯效唑对马铃薯块茎低温糖化的影响。主要研究结果如下:1.低温和室温贮藏条件下,“华薯三号”和“中薯五号”块茎糖含量、酶活性均随着贮藏时间的延长而增加,即两品种块茎均发生了低温糖化现象。“中薯五号”块茎的炸片色泽指数、糖含量和酸性转化酶活性均明显高于“华薯三号”块茎,即前者低温糖化程度高于后者,从生理生化水平验证了两品种块茎低温糖化敏感性的差异。此外,转录组测序结果显示,“中薯五号”块茎酸性转化酶基因的表达量明显高于“华薯三号”,与前者转化酶活性高于后者的变化趋势一致,两品种块茎对低温糖化的敏感性进一步得到了分子水平的验证。2.“华薯三号”和“中薯五号”低温贮藏块茎的转录组测序结果表明,各样品测序质量较好,基因表达量大都分布在0～1范围内。DEGs大都富集在DNA模板转录、DNA模板的转录调控和逆境防御反应等生物学过程,主要参与植物激素信号转导、糖酵解/糖异生及淀粉和蔗糖代谢等KEGG通路。在DEGs中筛选到了一批植物激素相关差异表达基因,并初步解析了KOox、GA3ox、AP2/ERF、BRI1和BKI1影响马铃薯块茎低温糖化的作用机理,为解明植物激素与马铃薯块茎低温糖化的关系提供理论依据。3.低温贮藏30 d的“华薯三号”和“中薯五号”烯效唑处理块茎炸片色泽指数、还原糖含量、淀粉酶活性和GA3含量均低于对照组,即烯效唑处理改善了马铃薯块茎低温糖化。
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