崇明香酥芋主要营养成分的测定与分析

为探明崇明香酥芋中的主要营养成分及其含量,对比品种间的差异,作者以崇明香酥芋、江西红芽芋、白芽芋3个同类型芋头品种为试验材料,测定了水分、粗脂肪、总多糖、蛋白质、纤维素、氨基酸、类黄酮和淀粉等主要营养物质的含量。试验结果表明,崇明香酥芋的水分、多糖、蛋白质、氨基酸、纤维素、淀粉、黄酮的含量均高于江西红芽芋和白芽芋,但其脂肪含量较低;崇明香酥芋总多糖含量为63.45 mg/g、蛋白含量为26.8 mg/g、纤维素含量为9.7 mg/g、氨基酸含量为1068.94μg/g、黄酮含量为1.61 mg/g;崇明香酥芋的淀粉含量为154.59 mg/g,其中直链淀粉占比15%、支链淀粉占比78%,口感更为松软糯滑,品质优于同类型芋头品种。研究结果可为崇明香酥芋开拓更大的产业发展空间提供数据支撑。

有机肥氮部分替代化肥氮对间作珠芽魔芋生长及养分积累利用的影响

为探索胶园间作珠芽魔芋的合理施氮方法,对有机肥氮部分替代化肥氮对珠芽魔芋生理特性、产量、品质及养分积累利用的影响进行了研究。研究设6个处理,分别为不施氮对照(T1)、当地习惯化肥氮用量(N 450kg/hm^(2))(T2)、80%习惯化肥氮用量+20%有机肥氮用量(T3)、80%习惯化肥氮用量(T4)、60%习惯化肥氮用量+20%有机肥氮用量(T5)、30%习惯化肥氮用量+50%有机肥氮用量(T6)。成熟期测定珠芽魔芋叶片形态指标、叶面球茎数量及倒伏株数、地下球茎产量、可溶性糖、淀粉、葡甘聚糖含量、氮磷钾含量及氮肥利用率。结果表明:与纯施化肥氮相比,有机肥代替部分化肥珠芽魔芋株高、茎粗、叶面球茎数量、繁殖系数增加,抗倒伏能力增强,提高了地下球茎氮肥利用率、产量、单株鲜重、膨大系数及氮、磷、钾吸收量。胶园间作珠芽魔芋的合理施氮模式为80%化肥氮+20%有机肥氮或者30%化肥氮+50%有机肥氮。

干旱胁迫对芋球茎淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响

[目的]探究芋球茎响应干旱胁迫的分子机制,特别是干旱胁迫对淀粉和蔗糖代谢通路相关基因表达的影响,为耐旱品种选育提供依据。[方法]以荔浦芋1号为试验材料,对干旱胁迫下的芋球茎进行转录组测序,对获得的差异表达基因进行GO和KEGG富集分析,进一步筛选与淀粉和蔗糖代谢通路相关的酶基因,并分析这些酶基因在干旱胁迫下的表达模式。[结果]芋球茎在干旱胁迫下筛选到差异表达基因1983个,其中上调表达基因373个,下调表达基因1610个。GO富集分析显示,差异表达基因在生物过程富集最多的是细胞过程和代谢过程,在细胞组分富集最多的是细胞解剖实体,在分子功能富集最多的催化活性和结合。KEGG富集分析显示,富集最多的通路分别是代谢通路、氮素代谢通路、抗坏血酸和醛酸代谢通路。对淀粉和蔗糖代谢通路的差异表达基因进行统计,共筛选到26个差异表达基因,涉及11种酶,其中上调表达基因5个,下调表达基因21个。在干旱胁迫下,淀粉合成酶、己糖激酶、果糖激酶、UTP-葡萄糖-1-磷酸盐尿苷酸转移酶、α-淀粉酶、内切葡聚糖酶、β-葡萄糖苷酶和β-呋喃果糖苷酶的基因下调表达;UDP-葡萄糖磷酸水解酶和海藻-6-磷酸合成/磷酸酶的基因上调表达;蔗糖合成酶和β-呋喃果糖苷酶的基因既有上调表达,也有下调表达。[结论]淀粉和蔗糖代谢通路相关基因的表达受到干旱胁迫的影响。调控淀粉代谢和海藻糖生物合成相关基因下调表达,而调控蔗糖代谢相关基因既有上调表达,也有下调表达。

魔芋糖外排转运蛋白基因家族鉴定及表达分析

糖外排转运蛋白(SWEETs)是一类不依赖能量的新型糖转运蛋白,在调节植物生长发育等方面具有重要作用。为探究SWEETs家族在魔芋生长发育中的作用,对魔芋AkSWEETs家族成员的蛋白理化性质、系统发育、基因结构、染色体定位及共线性关系进行分析,并分析各成员在魔芋不同组织器官、球茎不同生长发育时期的表达水平,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测筛选出的目标AkSWEETs在镧诱导下的表达情况。结果表明,16个魔芋AkSWEETs基因随机分布在10条染色体上,其蛋白序列的氨基酸长度为205~987,多为碱性蛋白。系统进化树显示,魔芋AkSWEETs被分为4个亚家族,与水稻OsSWEETs亲缘关系较近,且存在基因串联复制现象。启动子调控元件分析结果显示,AkSWEETs含多个与植物激素、生长发育等相关的顺式元件。结合转录组数据与镧诱导后的qRT-PCR分析,筛选出与魔芋球茎膨大及其葡甘聚糖积累密切相关的AkSWEET9/13。本研究结果为魔芋AkSWEETs基因及其生物学功能的深入研究提供了理论参考。

我国芋育种研究探析

长久以来,我国各地芋种植品种均以当地农家种为主。随着时间推移,芋品种严重混杂退化,且产量下降、品质变劣、病虫害加剧,许多原本优异的种质材料在长期的自然选择和栽培过程中被淘汰,有些甚至濒临灭绝。通过对国内外已有研究文献进行综述,分析我国目前芋育种方法的优缺点,剖析芋育种过程中存在的问题,从方法、方向、政策等方面出发,提出今后的芋育种建议,并对其发展进行展望,为芋产业的健康发展提供参考依据。

壳寡糖浸种对低温下江西铅山红芽芋脱毒试管芋萌发及生理代谢的影响

江西铅山红芽芋脱毒试管芋一般在1月至2月上旬晴天播种,“倒春寒”等低温胁迫会导致早播的江西铅山红芽芋脱毒试管芋生长缓慢,出苗周期变长,严重时会造成烂种死亡,出苗率降低,影响其产量。为提高播种期江西铅山红芽芋脱毒试管芋抗寒性,该研究利用植物组织培养和植物生理学的方法测定了壳寡糖浸种后低温下江西铅山红芽芋脱毒试管芋的萌发及其相关生理指标。结果表明:200~250 mg/L壳寡糖浸种可显著促进低温下江西铅山红芽芋脱毒试管芋的萌发。与低温对照相比,当浸种浓度为200 mg/L时,在内源激素方面,有利于低温下江西铅山红芽芋脱毒试管芋萌发过程中赤霉素、玉米素核苷、多胺和茉莉酸的积累,而不利于生长素和脱落酸的积累;在抗氧化方面,提高了超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶的活性,降低了丙二醛和过氧化氢的含量;在渗透调节方面,有利于可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸的积累;在代谢关键酶方面,可提高脂肪酶、蛋白酶和α-淀粉酶活性以及三磷酸腺苷含量。因此,200 mg/L壳寡糖可以调控低温下江西铅山红芽芋脱毒试管芋内源植物激素和渗透调节物质含量、抗氧化酶和代谢关键酶活性,促进其在低温下的萌发。

珠芽魔芋组织诱导快速繁殖技术研究

以珠芽魔芋球茎为外植体,开展组织诱导快速繁殖技术研究,以期为珠芽魔芋的规模化种植提供技术支撑。结果表明:最佳萌发培养基为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L 2,4-D+30 g/L蔗糖+5 g/L琼脂,萌发率达100%;最佳愈伤组织诱导培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L GA3+30 g/L蔗糖+5 g/L琼脂,叶片和叶柄形成愈伤组织的诱导率分别为99.17%、92.50%;最佳不定芽诱导培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.4 mg/L NAA+25 g/L蔗糖+5 g/L琼脂,叶片和叶柄不定芽诱导率分别为94.17%、65.83%,单位愈伤组织分化芽数分别为3、1.87个;最佳生根培养基为1/2 MS+0.4 mg/L NAA+0.2 mg/L IBA+0.5 g/L碳粉+20 g/L蔗糖+5 g/L琼脂,生根率为97.50%,平均生根数为3.0条,平均根长为3.0 cm;炼苗10 d后,移栽到配比为表土∶椰砖营养土∶黑沙土=1∶2∶1的混合基质中,移栽成活率达到91.7%。

叶面喷施硫酸锰对魔芋生长及品质的影响

为探究外源施用锰元素对魔芋生长发育的影响,以‘鄂魔芋1号’为材料,在展叶期叶面喷施不同浓度硫酸锰,结果表明,叶面喷施浓度为0.10%~0.20%的硫酸锰不仅能够增加魔芋的叶柄长度、叶柄周长、叶面积、叶绿素含量;还能够提高魔芋品质和抗氧化能力,减轻环境胁迫对魔芋的影响。硫酸锰喷施浓度为0.10%时,其魔芋淀粉、可溶性糖及可溶性蛋白含量较对照组分别增长11.70%、20.45%、27.81%;硫酸锰喷施浓度为0.20%时,其魔芋淀粉、可溶性糖及可溶性蛋白含量较对照组分别增长10.94%、20.87%、27.81%。

魔芋优质轻简高效栽培实用技术

魔芋大多集中种植于我国的云贵川渝地区及邻近的湖北、陕西等偏远山区,耕地单块面积小,地形情况复杂,存在栽培管理粗放、机械化应用率低、用工多、生产成本高等问题。集成旋耕机整地、起垄机起垄、履膜机覆膜、手动施肥器追肥等魔芋生产中主要工序机械化,在提高生产效率和减轻劳强度方面具有重要意义;同时通过在厚5~10μm的地膜上覆厚度为3~5 cm的土,让魔芋从膜中自然钻出,省去破膜和后期除草工序,大幅度减少了用工成本,667 m^(2)用工量由原来的20个减至10个左右。

魔芋软腐病病株与健株根系分泌物比较分析

软腐病是魔芋栽培中危害最严重的病害之一,目前无有效防控药剂。为了解软腐病病害发生与魔芋根系分泌物变化之间的关系,利用超高效液相色谱串联傅里叶变换质谱(UHPLC-Q Exactive HF-X)分析魔芋健康植株(HK)与软腐病病株(DK)根系分泌物的差异。结果表明,健康与发病植株根系分泌物显著不同,鉴定到的差异代谢物有340种。HK中特有的代谢物有9种,其中苯丙烷和聚酮化合物有助于提高植物自身抗病性;DK中特有的代谢物有7种,其中麦芽六糖、乳糖-N-岩藻糖Ⅲ有助于软腐病病菌识别、侵染魔芋根系。差异代谢通路聚类分析结果表明,与代谢途径相关的代谢物有212种,其中参与柠檬酸循环的柠檬酸含量在HK中上调,高于DK。研究结果为利用根系次生代谢物进行软腐病防控研究提供理论依据。

不同红芽芋地方品种新鲜子芋自然富集元素能力的鉴定与评价

【目的】红芽芋为典型的多子芋类型,品质风味居芋类之首,是老幼皆宜和药食兼优的滋补佳品。阐明红芽芋子芋自然富集元素能力的基因型间差异,筛选出高富集有益元素且低富集有害元素的地方品种,为高产优质营养安全红芽芋地方品种的遗传改良和品种选择提供理论依据及实践指导。【方法】以21个在不同原产地广泛种植的红芽芋地方品种为材料,统一种植在同一块大田,采用电感耦合等离子体质谱法分析其新鲜子芋中有益元素[镁(Mg)、铁(Fe)、锌(Zn)、硒(Se)]和有害元素[镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、汞(Hg)和砷(As)]的含量及累积量,并利用模糊隶属函数法、熵权优劣解距离法和模糊综合评判法对其自然富集元素能力进行综合鉴定与评价。【结果】不同红芽芋地方品种的新鲜子芋产量存在巨大差异,最高的HY09(浙江嘉兴)为最低的HY10(云南昆明)的4.5倍。不同红芽芋地方品种新鲜子芋自然富集元素能力(含量及累积量)存在明显差异,无论是同一红芽芋地方品种新鲜子芋的不同有益和有害元素含量及累积量间还是不同红芽芋地方品种新鲜子芋的同一有益和有害元素含量及累积量间均存在显著或极显著差异。有益元素中,以镁含量及累积量最高,其次为铁和锌,硒极低;但品种间的锌含量及累积量的差异最大,铁和硒次之,镁差异最小。有害元素中,以镉含量及累积量最高,汞最低,铬的品种间差异最大,砷的品种间差异最小。红芽芋地方品种对Cd的富集能力较强,对Mg的富集中等,对其他元素的富集能力极小。红芽芋新鲜子芋中的Se与Fe、Cr、Hg和As,Fe与Zn、Cr、Hg和As,Zn与Cr、Hg和As,Mg与Cd,Cr与As和Hg及Hg与As间的含量及累积量间均呈极显著正相关。【结论】综合分析显示,不同红芽芋新鲜子芋天然富集元素能力的可分为高、中和低三类,高富集能力的品种是HY14(湖南永州),中等富集能力的品种是HY04(江苏无锡)和HY20(江西赣州),其他均为低富集能力品种。

不同变异类型魔芋光合特性的比较研究

比较不同变异类型魔芋的光合特性,为魔芋的遗传改良提供参考。以魔芋叶柄不同颜色变异类型(叶柄颜色分别为黑色、白色、红色和青色,以下以黑杆魔芋、白杆魔芋、红杆魔芋和青杆魔芋代称)为材料,并以白魔芋和‘鄂魔芋1号’为对照,运用Li-6400便携式光合测定仪比较其光合特性差异。结果表明,不同变异类型魔芋的光合能力存在一定差异。魔芋的净光合速率(Pn)日变化曲线呈单峰型和双峰型,黑杆魔芋和白魔芋存在“光合午休”现象,其中黑杆魔芋的Pn日均值最大,红杆魔芋的Pn日均值最小。魔芋的Pn-PAR和Pn-CO_(2)响应曲线变化趋势整体较一致但变化程度有所不同,根据响应曲线求得6份魔芋材料的光饱和点为955~1191μmol/(m^(2)·s),光补偿点为1.51~47.05μmol/(m^(2)·s),表观量子效率为0.0235~0.0415;CO_(2)饱和点为1528~1948μmol/mol,CO_(2)补偿点为35.20~96.67μmol/mol,羧化效率为0.0203~0.0340。‘鄂魔芋1号’、黑杆魔芋和青杆魔芋光合表现更佳。

魔芋海藻糖-6-磷酸合酶基因家族鉴定及表达分析

海藻糖-6-磷酸合成酶(TPS)在调节植物抗逆性及生长发育等方面具有重要作用。为探究TPSs家族在魔芋生长发育及其次生代谢中的作用,本研究分析了魔芋AkTPSs家族成员的蛋白理化性质、系统发育、基因结构、染色体定位及共线性关系,以及它们在魔芋不同组织器官、球茎不同生长发育时期的表达水平,利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测筛选出的目标AkTPSs在镧诱导下的表达情况。结果表明,15个魔芋AkTPSs基因随机分布在5条染色体上,其蛋白序列的氨基酸长度为278~867,均为亲水蛋白。系统进化树显示,魔芋AkTPSs被分为2个亚家族,与水稻OsTPSs亲缘关系较近,且存在基因串联复制现象。启动子调控元件分析结果显示,AkTPSs含多个与植物激素、生长发育等相关的顺式元件。结合转录组数据与镧诱导后的qRT-PCR分析,筛选出了与魔芋球茎生长发育及其葡甘聚糖积累密切相关的AkTPS14。本研究结果为魔芋AkTPSs基因及其生物学功能的深入研究提供了理论参考。

魔芋产量及品质与农艺性状相关性研究

为探索魔芋产量及品质与农艺性状间的潜在关系,以便在生产上通过农艺性状来预测魔芋产量及其葡甘聚糖含量,测定了魔芋的14个农艺性状、2个产量性状和1个品质性状指标,运用相关性分析、主成分分析和多元逐步回归分析等方法分析了球茎生物量和葡甘聚糖含量与农艺性状的关系。结果表明:(1)魔芋总叶柄长度、总叶柄直径、球茎鲜质量、球茎干质量及葡甘聚糖含量等性状在个体水平上差异明显,其变异系数变化范围为19.70%~90.50%。(2)魔芋的总叶柄长度和总叶柄直径与其球茎鲜质量和干质量呈极显著或显著相关,即魔芋总叶柄越长、越粗,其产量越高;但其葡甘聚糖含量的变化与总叶柄长度和总叶柄直径之间却表现出一定的随机性或无显著相关性。通过总叶柄长度和总叶柄直径可以在一定程度上推测魔芋产量。

不同浓度外源硒对魔芋球茎硒含量和营养指标的影响

为探明花魔芋、白魔芋以及两者杂交后代优选品系ZL-19的富硒和耐硒能力,以及外源硒对魔芋球茎营养物质的影响,采用盆栽的方式开展不同浓度亚硒酸钠(0、5、10、20、40 mg·kg^(-1))灌根试验。结果表明,不同品种(系)球茎最高含硒量为:ZL-19与白魔芋相当,为0.192 mg·kg^(-1),低于花魔芋(0.265 mg·kg^(-1))。在耐硒能力方面:ZL-19>白魔芋>花魔芋,而在富硒能力方面花魔芋>ZL-19>白魔芋。花魔芋在外源硒浓度为10 mg·kg^(-1)时,球茎各项营养指标综合表现较优,球茎鲜质量增加了13.13%,球茎总糖、还原糖、总蛋白、可溶性蛋白含量和GSH-Px活性分别达到了71.265、27.019、50.811、17.605 mg·g^(-1)和1.845 U·g^(-1);白魔芋在外源硒浓度为20 mg·kg^(-1)时,球茎各项营养指标综合表现较优,球茎鲜质量增加了12.94%,球茎总糖、还原糖、总蛋白和可溶性蛋白含量和GSH-Px活性分别达到了97.012、29.632、52.773、16.892 mg·g^(-1)和1.642 U·g^(-1);ZL-19同样在外源硒浓度为20 mg·kg^(-1)时,球茎各项营养指标综合表现较优,球茎鲜质量增加了28.80%,球茎总糖、还原糖、总蛋白和可溶性蛋白含量和GSH-Px活性分别达到了84.717、31.819、49.402、17.709 mg·g^(-1)和1.719 U·g^(-1)。

苏北地区光伏设施地芋头生长发育特点研究

芋头是江苏省特色经济作物,在苏北地区种植规模逐渐扩大,但是在光伏芋头种植方面的研究仍未见报道。本试验在光伏板间空地种植绿芽芋,与常规露地种植芋头的生长发育、产品产量、成本效益及光温环境因素进行对比。结果显示,苏北地区光伏阵列板间可进行芋头种植,芋头出苗率较高,营养体长势较强,可明显提高单株子孙芋个数和单位产量,经济效益较好。因此,苏北地区发展光伏芋头产业具有较好的推广价值和应用前景。

湛江市芋头高产栽培技术要点

随着农业产业结构的调整,广东省湛江市芋头种植规模不断扩大。然而,受栽培技术影响,出现品种退化、品质降低等问题。为提高芋头产量及品质,给当地芋头高产高效栽培提供经验参考,结合湛江市芋头栽培实际情况,主要从选地与整地、选种与处理、播种、田间管理、适时采收等方面总结芋头高产栽培技术要点。

基于表型分类的珠芽魔芋种质资源综合评价

依照魔芋DUS测试方法,对引进的珠芽魔芋种质资源进行叶柄和球茎等性状特征记录,共分类出15份珠芽魔芋种质资源;基于各种质资源的性状开展多样性分析、相关性分析、主成分分析和综合评价。结果表明:12个赋值后的形态性状中叶柄主色的多样性指数最大,叶柄表面质感的多样性指数最小;10个形态和品质性状中繁殖系数的变异系数最大,叶面半径的变异系数最小;叶面半径与叶柄基部直径、淀粉含量与氨基酸含量均表现为极显著正相关,叶柄基部直径与小叶数表现为显著正相关;主成分分析提取了生长势因子、葡甘聚糖(KGM)含量因子和干物质含量因子;以弥勒魔芋(ED43)为对照,筛选出FD21、CO32、JF32、AD21、AE31、JD51等6份种质材料,可作为选育优良珠芽魔芋品种的材料资源。

不同套作模式对魔芋根际土壤微生物群落的影响

采集不同作物(花椒、玉米)与魔芋套作后的土壤样品,通过ASV高通量测序方法分析根际土壤中的微生物信息,探究不同套作模式下魔芋根际微生物群落组成和多样性的差异。结果表明:不同栽培模式能影响土壤微生物的活性和多样性,表现在Chao1、Ace和Shannon指数都出现差异,玉米-魔芋栽培模式下,增加了拟杆菌门和绿弯菌门的相对丰度;花椒-魔芋栽培模式下,增加了放线菌门的相对丰度。不同健康情况下的土壤微生物存在差异,患软腐病的花椒-魔芋套作增加了拟杆菌门和蓝藻菌门的相对丰度,正常的花椒-魔芋套作中,放线菌门相对丰度更大。

3个不同多子芋品种主要营养物质的含量分析

作者比较了产自崇明的香酥芋、黄荷芋与产自浙江金华的红芽芋在口感及主要营养物质含量等方面的差异。试验结果表明,香酥芋块茎偏硬,糯性好,香味浓郁,口感更好,每100 g蛋白质含量为9.13 g,显著高于黄荷芋,且其脂肪和膳食纤维含量较低;金华的红芽芋与崇明的香酥芋、黄荷芋块茎的矿质元素含量差异较大,香酥芋块茎的Fe和Zn含量较高,分别比黄荷芋高41.22%和18.53%。研究结果可为崇明香酥芋的开发利用提供数据支撑。