3种不同熟化方式对彩色马铃薯挥发性风味物质组成的影响

采用气相色谱-离子迁移谱联用仪(GC-IMS)分析在不同熟化方式下彩色马铃薯的挥发性风味物质组成。结果表明:从3种不同熟化方式的彩色马铃薯样品中定性鉴定出挥发性有机物质共有52种,其中醛类物质的种类和相对含量均最高,表明醛类物质对马铃薯香味的呈现起主要作用。不同熟化方式对彩色马铃薯挥发性物质的组成及含量存在一定的差异,且不同颜色的马铃薯在同一种熟化方式下,其挥发性物质含量也表现出差异。在蒸制的彩色马铃薯中挥发性风味物质含量较低,在烤制和油炸的彩色马铃薯中风味物质含量较高。挥发性成分的种类和含量可以作为区分彩色马铃薯不同熟化方式的重要特征指标。

4个彩色马铃薯品种花青素组分和含量比较分析

为明确彩色马铃薯新品种闽彩薯1号、闽彩薯2号、闽彩薯3号和闽彩薯4号的块茎花青素组分和含量的差异,为新品种选育及花青素开发应用提供依据。利用高效液相色谱与质谱联用技术,进行了块茎花青素组分的定性与比较分析。结果表明,4个彩色品种共含有14种花青素单体组成,其中闽彩薯1号含有其中的6种组分,闽彩薯2号含有其中的9种组分,闽彩薯3号含有其中的10种组分,3个紫肉色马铃薯花青素组分主要是矮牵牛素3-p-香豆酰基芸香糖苷-5-葡萄糖苷和芍药素3-p-香豆酰基芸香糖苷-5-葡萄糖苷。闽彩薯4号含有5种花青素组分,主要组分为矢车菊素3-芸香糖苷和天竺葵素3-p-香豆酰基芸香糖苷-5-葡糖苷,紫肉色马铃薯花青素组分与红肉色马铃薯青素组分具有明显差异。4个彩色马铃薯花青薯含量分别为139.77、95.48、78.08、67.25 mg/100 g FW,品种之间具有显著差异。同时,这4个彩色马铃薯组分含有全部6种花青素基本苷元,且花青素结构较为稳定,可作为重要的天然色素的原料及杂交育种的亲本材料。

彩色马铃薯花青素合成相关ERF基因筛选及表达分析

【目的】乙烯响应因子(ethylene responsive factor,ERF)是一类重要的转录因子,参与调控植物花青素的生物合成。筛选可能参与调控马铃薯块茎花青素合成的StERFs基因,为开展彩色马铃薯花青素相关StERFs基因功能研究奠定基础。【方法】利用生物信息学方法对其理化性质、亚细胞定位、保守基序、进化关系、蛋白质二级结构、启动子顺式作用元件及蛋白互作关系进行分析,同时采用RT-qPCR方法对不同颜色马铃薯薯肉中StERFs进行表达模式分析。【结果】基于不同颜色马铃薯块茎的转录组表达谱,获得7个差异表达ERF转录因子。7个StERFs属于亲水性蛋白,均预测定位于细胞核。Motif 1(RWLG)和Motif 2(YRG)是7个StERFs中共同的保守基序,属于AP2的结构域特征序列。StERFs基因启动子序列含有响应激素作用元件,以及响应防御与胁迫、低温和光照等的顺式作用元件。7个StERFs在紫色薯肉中表达量显著高于黄色薯肉,其中StERF72和StERF110与已知的花青素相关ERFs(IbERF71和PyERF3)亲缘关系较近,且7个StERFs与56个转录因子存在蛋白互作关系。【结论】7个StERFs基因可能参与调控马铃薯块茎中花青素的合成,其中StERF72和StERF110可作为候选基因进一步验证其功能。

早熟彩色马铃薯新品种石薯7号的选育

石薯7号由HZ09-6作母本、WN07-5作父本杂交选育而成。该品种属早熟彩色品种,河北二季作区春季地膜覆盖种植从出苗到成熟65 d左右,植株直立。薯块短卵圆形,红皮红肉,薯皮光滑,芽眼中等;单株结薯数7个,结薯集中,匍匐茎极短,单株块茎质量0.48 kg。中抗晚疫病、早疫病。2019—2020年区域试验平均667 m2产量2077.39 kg,商品薯率82.7%。品质佳,干物质含量(w,后同)19.6 g·100 g^(-1),淀粉含量16.8 g·100 g^(-1),蛋白质含量2.24 g·100 g^(-1),鲜薯维生素C含量15.9 mg·100 g^(-1),还原糖含量0.18 g·100 g^(-1),粗纤维含量0.35 g·100 g^(-1),肉质细腻。适宜在河北省二季作区春播种植。2022年通过农业农村部非主要农作物品种登记。

X射线辐照对彩色马铃薯贮藏保鲜效果的影响

为探究不同剂量X射线辐照对彩色马铃薯发芽和贮藏品质的影响,本研究以彩色马铃薯黄玫瑰3号、紫玫瑰3号、红玫瑰5号和普通马铃薯为试验原料,采用0、100、300、500 Gy不同剂量的5 MeV电子束转靶X射线处理,将处理后的马铃薯贮藏于常温(20±2)℃、相对湿度为80%~90%的条件下,分析贮藏期的发芽率、失重率、硬度、VC含量、干物质含量和呼吸强度的参数变化,研究X射线辐照处理对马铃薯外观品质、营养品质的影响及贮藏保鲜效果。结果表明:X射线辐照处理降低了马铃薯贮藏中后期的呼吸强度,延缓了贮藏过程中的失重、硬度下降及VC含量的损失,其中黄玫瑰3号、紫玫瑰3号、红玫瑰5号和普通马铃薯100 Gy辐照处理组与对照组相比,失重率分别降低12.76%、5.31%、6.05%和1.43%,贮藏末期相对贮藏初期硬度下降程度分别降低12.98%、6.40%、8.34%和7.13%,VC含量损失率分别降低17.71%、22.80%、13.52%和14.65%;4个品种马铃薯经过不同剂量X射线辐照处理后,贮藏至240 d以上均未出现发芽现象;100 Gy低剂量X射线辐照处理即可达到理想的抑芽效果,且延缓失重、硬度下降方面均优于300、500 Gy,可作为彩色马铃薯和普通马铃薯辐照保鲜工业应用的推荐工艺剂量。本研究工作为X射线辐照技术在彩色马铃薯贮藏保鲜中的应用提供了理论依据和技术指导。

彩色马铃薯响应UV-B辐射的转录组分析

[目的]探究彩色马铃薯对UV-B辐射具有较强耐受性的机理,通过转录组分析马铃薯对UV-B辐射响应的分子机制,为筛选马铃薯耐UV-B辐射相关基因提供理论依据。[方法]以彩色马铃薯‘花心洋芋’为试验材料,对全生育期进行UV-B辐射处理,选取成熟期的块茎,采用Illumina HiseQ2500平台进行测序分析。[结果]共得到232 285 320个有效测序读长数,且与参考基因组比对率超过78.5%,GC含量均超过42.1%。通过分析筛选到843个差异表达基因(DEGs),包括544个上调基因和299个下调基因。GO功能分析表明,‘花心洋芋’的DEGs主要富集在代谢过程、细胞组分和催化活性。KEGG富集分析发现,‘花心洋芋’主要通过代谢途径中的碳水化合物代谢通路来响应UV-B辐射,转录因子主要是ARR-B、AP2-EREBP、MADS、bHLH和NAC等,与响应光信号和环境胁迫相关。[结论]‘花心洋芋’响应UV-B辐射的主要通路为代谢途径中的碳水化合物代谢通路,转录因子ARR-B、AP2-EREBP、MADS、bHLH和NAC均起到一定的调控作用。

不同贮藏时期彩色马铃薯块茎抗氧化物质含量及抗氧化活性研究

以红玫瑰、紫玫瑰和青薯9号彩色马铃薯为试材,测定了不同贮藏期间马铃薯中抗氧化物质含量及其抗氧化活性。结果表明,马铃薯的抗氧化活性随着贮藏时间的延长呈逐渐下降的趋势,且品种间具有差异,紫玫瑰的抗氧化活性较高。彩色马铃薯中总酚、多酚、花青素等抗氧化活性物质随着贮藏时间的延长呈下降趋势;维生素C含量则均呈先上升后下降的变化趋势。综合考虑马铃薯中抗氧化物质含量及其抗氧化活性,发现花青素含量对马铃薯抗氧化活性具有重要的作用。

7个彩色马铃薯品种抗氧化性研究

【目的】探究7个彩色马铃薯品种的抗氧化组分含量及抗氧化活性,筛选抗氧化性强的优质彩色马铃薯品种,为其进一步开发利用奠定基础。【方法】以7个彩色马铃薯品种(黑金刚、希森8号、红玫瑰2号、大牛角、剑川红、干巴洋芋、花心洋芋)为研究对象,首先采用紫外分光光度法测定其总花色苷、总黄酮、绿原酸、总酚、β-胡萝卜素等氧化组分含量及总还原力,并对其抗氧化组分含量与总还原力之间的相关性进行分析;然后在此基础上采用隶属函数分析了7个彩色马铃薯品种的抗氧化组分及总还原力的综合评分;最后测定7个彩色马铃薯品种花色苷和VC(对照)对1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)、超氧阴离子和羟自由基的清除率,并计算了半最大效应浓度(EC50)。【结果】不同彩色马铃薯品种的抗氧化组分含量存在不同程度的差异,其中黑金刚的花色苷和总黄酮含量最高,希森8号的总酚含量最高,红玫瑰2号的绿原酸含量最高,大牛角的β-胡萝卜素含量最高。不同彩色马铃薯品种的总还原力由强到弱的顺序为黑金刚>希森8号>红玫瑰2号>大牛角>剑川红>干巴洋芋>花心洋芋。同一彩色马铃薯品种不同抗氧化组分的含量也存在差异。相关性分析结果表明,花色苷含量与总黄酮含量,花色苷、总黄酮含量与总还原力,绿原酸、总黄酮含量与总酚含量均呈极显著正相关。抗氧化组分及总还原力的隶属函数分析结果表明,希森8号的综合评分最高,黑金刚、红玫瑰2号、大牛角、剑川红居中,花心洋芋和干巴洋芋的综合评分均较低。抗氧化活性测定结果显示,7个彩色马铃薯品种花色苷对DPPH、ABTS、超氧阴离子和羟自由基都有明显的清除能力,且其EC50值均小于VC。【结论】7个彩色马铃薯品种含有丰富的抗氧化组分及较高的总还原力和抗氧化活性,其中希森8号可作为优质的功能型彩色马铃薯品种开发,其他品种可根据不同优势开发不同特色产品。

彩色马铃薯花色素苷生物合成及其调控研究进展

花色素苷是彩色马铃薯主要呈色物质,具有特殊的营养价值。本文总结了近年来马铃薯花色素苷研究工作取得的进展,重点对马铃薯花色素苷种类、生物合成途径及其分子调控机制研究进行归纳,以期为后续马铃薯花色素苷生物合成机制研究和富集花色素苷马铃薯品质改良提供参考。

彩色马铃薯新品系SH-8多点区域比较试验

针对河北二季作区马铃薯新品种缺乏的问题,采用分子标记、EMS诱变育种、愈伤组织培养、远缘杂交等技术,创新了早熟、优质、抗病马铃薯种质资源,结合杂交育种,培育出适合河北二作区种植的彩色早熟马铃薯新品系SH-8,并以彩色马铃薯品种冀张薯5号为对照,通过多点区域比较试验,对其生育期、特征特性及产量等进行综合评价。结果表明:新品系SH-8薯块长卵圆形,皮红色,芽眼黄色,肉色红白相间,综合抗病性较强,平均667 m^(2)产量2 124.60 kg,比对照冀张薯5号增产19.75%。新品系SH-8丰富了河北二季作区马铃薯品种。

彩色马铃薯引种试验

为充分利用昌吉州山区生态优势,提升马铃薯种植效益,特在昌吉山区对3个彩色马铃薯新品种进行引种试验。试验结果表明:闽彩薯3号667米2产量1 749千克,667米2净利润1 304元;黑金刚667米2产量1 723千克,667米2净利润1 289元,彩色马铃薯品种闽彩薯3号、黑金刚的产量及经济效益综合评价较好,可作为昌吉州山区彩色马铃薯推荐品种。

8个彩色马铃薯品种在阜南县的适应性比较试验

为了丰富阜南县马铃薯品种资源,筛选出适宜阜南县土壤和气候类型的彩色马铃薯品种,引进了徽薯5号、红美、黑金刚、B19、中薯紫5号、中薯紫4号、中蔬727、中薯红1号8个彩色马铃薯品种,并以B19为对照(CK),在阜南县开展适应性比较试验。结果表明,徽薯5号、红美和黑金刚3个品种表现较好。徽薯5号为红皮白肉,平均产量达48854.5 kg/hm^(2),较对照增产52.15%,商品薯率达86%。红美为红皮红肉,平均产量为36418.2 kg/hm^(2),较对照增产13.42%,商品薯率达91%。黑金刚为紫皮紫肉,平均产量达32945.5 kg/hm^(2),较对照增产2.60%。本试验结果可为阜南县彩色马铃薯品种选择提供参考。

彩色马铃薯品种与发酵方式对其酵素品质及抗氧化特性的影响

为开发新型彩色马铃薯产品,促进马铃薯加工产业的发展,以黄玫瑰、红玫瑰和紫玫瑰马铃薯为试材,探讨彩色马铃薯品种及发酵方式对酵素理化特性、有机酸含量、体外抗氧化能力及感官特性的影响。结果表明,马铃薯产品中,7种有机酸含量由高到低依次为:乳酸、柠檬酸、琥珀酸、酒石酸、苹果酸、乙酸、草酸,红玫瑰马铃薯采用发酵方式2(先接种植物乳杆菌,后接种安琪酵母菌)所得酵素的有机酸总含量最高。9种马铃薯酵素中,发酵方式1(先接种安琪酵母菌,后接种植物乳杆菌)所得紫玫瑰马铃薯酵素的总酚含量最高;发酵方式2所得红玫瑰酵素的超氧化物歧化酶活性最高;发酵方式3(混合接种安琪酵母菌和植物乳杆菌)所得紫玫瑰酵素的花色苷含量最高。同一种发酵方式下,不同品种马铃薯发酵所得酵素的2,2′-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸2,2′-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid,ABTS)阳离子自由基、·OH清除能力及铁离子还原力由强到弱依次为:紫玫瑰、红玫瑰、黄玫瑰。发酵方式3所得的紫玫瑰马铃薯酵素综合感官评价最高。综合评价,发酵方式3所得紫玫瑰酵素抗氧化能力和感官品质较好,适宜加工成马铃薯酵素。

彩色马铃薯新品系细胞学观测及SSR指纹图谱构建

为了明确8个彩色马铃薯新品系(P18、P22、P38、P126、P143、P218、P271和P359)在细胞遗传学和DNA分子水平上的遗传差异,本研究以彩色马铃薯紫彩3号为对照,采用染色体制片法,对各新品系的花粉育性、花粉母细胞PMCMⅠ染色体构型进行分析,并利用SSR标记技术构建了8个新品系的指纹图谱。结果表明,8个彩色马铃薯新品系的花粉育性依次为:55.32%,66.98%,47.32%,80.21%,60.12%,78.33%,49.34%和65.42%,其染色体配对构型依次为2n=4x=48=6.03Ⅰ+8.23Ⅱ+4.89Ⅲ+2.71Ⅳ、2n=4x=48=4.28Ⅰ+9.46Ⅱ+4.20Ⅲ+3.05Ⅳ、2n=4x=48=7.01Ⅰ+7.97Ⅱ+5.16Ⅲ+2.39Ⅳ、2n=4x=48=3.22Ⅰ+1.57Ⅱ+3.29Ⅲ+3.44Ⅳ、2n=4x=48=5.33Ⅰ+8.97Ⅱ+4.95Ⅲ+2.47Ⅳ、2n=4x=48=3.85Ⅰ+10.03Ⅱ+3.75Ⅲ+3.21Ⅳ、2n=4x=48=6.45Ⅰ+8.12Ⅱ+4.90Ⅲ+2.65Ⅳ和2n=4x=48=4.65Ⅰ+9.32Ⅱ+4.25Ⅲ+2.98Ⅳ,表明在细胞学水平上各品系间有一定差异。此外,利用筛选出的5对SSR适宜引物,对各新品系及对照材料的基因组DNA进行扩增,共获得74个SSR多态性标记,其多态性位点占比89.16%,进而以特异性引物STI046建立了8个彩色马铃薯新品系及对照紫彩3号的SSR指纹图,并以平均遗传距离(GD值)0.46为基准,将9个材料分为三类:新品系P22、P126、P143、P218、P271、P359、紫彩3号(ck)为一类,新品系P18和P38各单独为一类。

彩色马铃薯新品种石薯4号的选育

石薯4号是以彩色马铃薯品种黑美人为母本、马铃薯品系D-2-5-3为父本,通过有性杂交、系统选育得到的鲜食型彩色马铃薯新品种。早熟,生育期约72 d(天);株高67 cm左右,株型直立,分枝中等;薯块长椭圆形,紫黑皮深紫肉,薯皮光滑,芽眼浅;平均单株结薯数4.5个,块茎整齐,匍匐茎中等;薯块VC含量135.62 mg·kg^(-1),花青素含量1559.4 mg·kg^(-1);商品薯率90%以上,每667 m^(2)产量1900 kg左右,田间对早疫病、晚疫病的抗性强于对照黑金刚,中抗黑痣病,适宜在河北省二季作区种植。

达州市彩色马铃薯高产栽培技术

随着社会发展和人们生活水平提高,集营养、保健和色素于一体的彩色马铃薯逐渐为人们所认识、接受,随之的研究、生产、经营开始流行并成为焦点。为研制达州市彩色高产马铃薯栽培技术,提升单产水平,促进川东北彩色马铃薯示范推广产业化发展,项目组从整地、种薯处理、播种方式、施肥方式、苗期管理、病虫草害防治、适时收获等技术措施上研究,集成“抗病新品种、合格脱毒种薯、合理密植、高厢垄作错窝栽培、重底肥早追肥、增施有机肥和磷钾肥、病虫害综合防控、晚疫病预警精准防控”的高产高效种植技术,可增产50%以上。

高寒黑土区彩色马铃薯品种适应性研究

为筛选出适宜高寒黑土区种植的彩色马铃薯品种,对9个马铃薯品种的结薯特性进行比较试验,以期为该地区马铃薯优质高产高效生产提供技术支撑。结果表明,9个马铃薯品种中薯形以长椭圆形居多,其次为椭圆形和圆形;薯皮颜色以红色居多;产量呈现显著差异,产量维持在18.64~86.64 t/hm^(2),克新25产量最高;商品薯率维持在37%~80%,克新25商品薯率最高;株高呈现极显著差异,民丰红株高最高;株展呈现极显著差异,青薯9号株展最大。综合产量和商品薯率,表现较佳的品种有克新25、华颂88、后旗红、北薯2号和民丰红,其余品种的适应性有待进一步验证。

彩色马铃薯StANS1a基因的克隆及表达分析

花色苷是植物次生代谢过程中产生的黄酮类物质,在花色苷合成途径中,花色苷合成酶催化无色花色苷转化成有色的花色苷,在植物器官着色过程中起重要作用。为了解彩色马铃薯花色苷合成途径中关键酶基因ANS的功能,以红皮红肉的彩色马铃薯品种红美为试验材料,利用RT-PCR技术克隆花色苷合成酶基因,通过生物信息学分析其特性,并将其过表达到拟南芥中进行功能验证。结果显示,该基因cDNA序列长为1406 bp,包含1368 bp完整的开放阅读框,编码455个氨基酸残基。通过生物信息学分析克隆到的基因,并将该基因命名为StANS1a,GenBank登录号为ON512347,其氨基酸序列具有保守的结构域DIOX_N和2OG_FeⅡ_Oxy,分别位于氨基酸序列的52~166位和215~312位。在拟南芥中过表达StANS1a,通过半定量RT-PCR检测其转录水平,转基因株系中都有StANS1a基因的表达,且表达量较非转基因拟南芥高;通过检测转基因植株中花色苷的含量,发现转基因植株花色苷含量比非转基因植株高2.17%~54.61%,表明StANS1a参与了花色苷的生物合成。同时也证明彩色马铃薯StANS1a基因在花色苷代谢途径中起着重要的作用。

高效液相色谱法测定8个彩色马铃薯品种中花青素种类和含量

采用高效液相色谱法,以表皮和薯肉为研究对象,定量分析8个彩色马铃薯品种块茎中花青素的种类和含量。研究发现,彩色马铃薯块茎中最多含有6种花青素,即飞燕草色素、矢车菊色素、矮牵牛色素、天竺葵色素、芍药色素和锦葵色素。紫色马铃薯块茎中主要花青素为矮牵牛色素、芍药色素和锦葵色素,红色马铃薯块茎中主要花青素是天竺葵色素和芍药色素。飞燕草色素和芍药色素广泛存在于彩色马铃薯（紫色和红色）块茎的表皮中,而红色马铃薯块茎中未检测到锦葵色素。品种之间差异显著（P〈0.05）,其中紫云1号的总花青素含量最高。块茎表皮的花青素含量约是薯肉的6～176倍,且大部分品种的表皮花青素种类比薯肉多。彩色马铃薯块茎的表皮富含丰富的花青素,是天然色素和抗氧化剂的重要来源。

彩色马铃薯块茎色素研究进展

概述了彩色马铃薯所含花青素的种类、含量及功能,比较了彩色马铃薯色素调控的两种遗传模型,介绍了彩色马铃薯的育种研究进展,阐明了彩色马铃薯作为天然色素和抗氧化功能食品的巨大潜力。