光照对雾培马铃薯前期生长及块茎形成的影响.pdf

南 京 农 业 大 学 学 报 收 稿 日 期 基 金 项 目 国 家 现 代 农 业 产 业 技 术 体 系 项 目 作 者 简 介 姚 翔 宇 硕 士 研 究 生 通 信 作 者 金 黎 平 研 究 员 主 要 从 事 马 铃 薯 育 种 及 种 质 资 源 创 新 研 究 徐 志 刚 教 授 主 要 从 事 植 物 光 环 境 生 理 研 究 姚 翔 宇 李 广 存 徐 建 飞 等 光 照 对 雾 培 马 铃 薯 前 期 生 长 及 块 茎 形 成 的 影 响 南 京 农 业 大 学 学 报 光 照 对 雾 培 马 铃 薯 前 期 生 长 及 块 茎 形 成 的 影 响 姚 翔 宇 李 广 存 徐 建 飞 卞 春 松 金 黎 平 徐 志 刚 南 京 农 业 大 学 农 学 院 江 苏 南 京 中 国 农 业 科 学 院 蔬 菜 花 卉 研 究 所 农 业 农 村 部 薯 类 作 物 生 物 学 与 遗 传 育 种 重 点 实 验 室 北 京 摘 要 目 的 本 研 究 旨 在 明 确 不 同 光 照 条 件 对 雾 培 马 铃 薯 块 茎 形 成 初 期 植 株 生 长 块 茎 形 成 及 其 相 关 基 因 表 达 的 影 响 方 法 以 马 铃 薯 品 种 中 薯 号 和 中 薯 早 为 材 料 选 取 接 种 周 长 势 一 致 的 脱 毒 试 管 苗 设 置 个 光 照 周 期 和 个 光 照 强 度 和 共 个 试 验 组 合 和 取 样 测 定 生 长 和 光 合 指 标 及 相 关 基 因 的 表 达 结 果 条 件 下 个 品 种 的 净 光 合 速 率 地 上 部 生 物 量 地 下 部 生 物 量 匍 匐 茎 数 单 株 块 茎 数 和 单 株 产 量 从 高 到 低 的 处 理 依 次 为 处理加速了 中薯 号 和 中 薯 早 的 块茎 形成 分别 比 处 理 提早 了 和 匍 匐 茎 发 生 期 和 膨 大 期 以 及 基 因 在 叶 片 和 匍 匐 茎 中 的 表 达 量 也 随 光 照 强 度 的 增 加 显 著 上 升 与 处 理 个 品 种 净 光 合 速 率 无 明 显 差 异 但 都 显 著 高 于 处 理 的 品 种 地 上 部 生 物 量 地 下 部 生 物 量 匍 匐 茎 数 随 光 照 强 度 增 强 而 增 加 且 显 著 高 于 长 日 照 显 著 抑 制 了 个 品 种 块 茎 的 形 成 与 和 相 比 和 处 理 中 薯 号 和 中 薯 早 块 茎 形 成 时 间 分 别 推 迟 了 和 以 及 和 并 使 在 叶 片 和 匍 匐 茎 中 表 达 上 调 和 的 表 达 被 显 著 抑 制 结 论 生 产 上 在 较 高 光 照 强 度 下 可 采 用 前 期 长 日 壮 苗 促 进 匍 匐 茎 发 生 中 后 期 短 日 诱 导 促 进 块 茎 形 成 的 方 法 提 高 雾 培 马 铃 薯 生 产 效 率 关 键 词 光 照 强 度 光 周 期 雾 培 马 铃 薯 块 茎 形 成 基 因 表 达 中 图 分 类 号 文 献 标 志 码 文 章 编 号 第 期 姚 翔 宇 等 光 照 对 雾 培 马 铃 薯 前 期 生 长 及 块 茎 形 成 的 影 响 马 铃 薯 是 世 界 上 最 受 欢 迎 的 非 谷 类 粮 食 作 物 之 一 在 保 障 世 界 粮 食 安 全 和 帮 助 中 国 脱 贫 攻 坚 中 发 挥 着 重 要 作 用 光 照 影 响 马 铃 薯 植 株 生 长 和 块 茎 产 量 光 照 强 度 和 光 周 期 可 作 为 环 境 信 号 调 节 植 株 的 生 长 发 育 形 态 建 成 以 及 生 理 代 谢 进 而 影 响 块 茎 形 成 马 铃 薯 喜 光 遮 光 处 理 可 使 马 铃 薯 徒 长 严 重 并 显 著 降 低 马 铃 薯 的 净 光 合 速 率 及 块 茎 产 量 充 足 的 光 照 是 植 株 获 取 光 合 能 源 的 必 要 前 提 显 著 影 响 马 铃 薯 植 株 的 糖 分 代 谢 和 同 化 物 转 运 研 究 发 现 的 光 照 强 度 可 使 雾 培 马 铃 薯 获 得 较 多 的 块 茎 数 和 较 大 的 薯 重 光 周 期 是 调 控 马 铃 薯 结 薯 的 开 关 主 要 通 过 途 径 调 控 马 铃 薯 块 茎 的 形 成 马 铃 薯 中 拟 南 芥 开 花 信 号 因 子 的 同 源 基 因 是 块 茎 形 成 的 直 接 诱 导 者 短 日 照 通 过 诱 导 叶 片 和 匍 匐 茎 中 类 基 因 的 表 达 促 进 结 薯 光 敏 色 素 基 因 在 长 日 照 条 件 下 结 合 形 成 异 源 二 聚 体 稳 定 蛋 白 并 激 活 进 而 抑 制 的 表 达 使 马 铃 薯 在 长 日 照 下 结 薯 受 阻 光 照 强 度 和 光 周 期 协 同 影 响 马 铃 薯 生 长 和 块 茎 形 成 但 其 作 用 模 式 尚 不 清 晰 仍 然 缺 乏 系 统 的 研 究 目 前 雾 培 马 铃 薯 的 研 究 焦 点 集 中 在 营 养 液 养 分 与 配 方 营 养 液 浓 度 与 喷 雾 频 率 化 控 技 术 等 方 面 有 关 雾 培 马 铃 薯 的 光 响 应 机 制 鲜 有 报 道 不 同 光 照 环 境 下 雾 培 马 铃 薯 结 薯 相 关 基 因 表 达 情 况 和 调 控 机 制 依 然 不 明 确 本 研 究 通 过 探 究 雾 培 马 铃 薯 在 不 同 光 照 条 件 下 植 株 形 态 建 成 光 合 特 性 块 茎 形 成 和 结 薯 相 关 基 因 的 表 达 情 况 摸 索 雾 培 马 铃 薯 适 宜 光 照 条 件 并 初 步 解 析 其 机 制 以 期 为 雾 培 马 铃 薯 的 光 调 控 提 供 理 论 依 据 对 马 铃 薯 脱 毒 种 薯 的 生 产 具 有 重 要 意 义 材 料 与 方 法 试 验 地 点 和 材 料 试 验 于 年 月 在 中 国 农 业 科 学 院 蔬 菜 花 卉 研 究 所 马 铃 薯 研 究 室 雾 培 温 室 内 进 行 供 试 材 料 为 早 熟 马 铃 薯 品 种 中 薯 早 及 中 晚 熟 马 铃 薯 品 种 中 薯 号 试 验 处 理 选 取 接 种 周 长 势 一 致 的 脱 毒 试 管 苗 在 椰 糠 基 质 中 炼 苗 周 后 定 植 至 雾 培 器 中 温 度 日 间 为 夜 间 为 空 气 湿 度 以 植 物 生 长 灯 购 于 北 京 盛 阳 谷 公 司 型 号 为 完 全 光 源 设 置 组 光 周 期 及 种 光 照 强 度 和 共 个 光 照 处 理 记 作 每 个 处 理 定 植 雾 培 苗 株 常 规 管 理 测 定 项 目 与 方 法 株 高 茎 粗 选 取 定 植 各 处 理 长 势 一 致 的 株 植 株 测 量 株 高 茎 粗 光 合 特 性 定 植 后 利 用 便 携 式 光 合 仪 设 定 人 工 光 源 光 照 强 度 为 测 定 各 处 理 组 马 铃 薯 植 株 的 光 合 特 性 地 上 部 生 物 量 最 后 次 收 获 时 测 定 各 处 理 植 株 的 茎 叶 鲜 重 计 算 平 均 值 地 下 部 生 物 量 最 后 次 收 获 时 测 定 各 处 理 植 株 的 匍 匐 茎 及 根 鲜 重 计 算 平 均 值 结 薯 数 和 单 株 产 量 待 植 株 达 到 商 品 薯 标 准 开 始 采 摘 随 后 每 采 摘 次 至 最 晚 结 薯 的 处 理 块 茎 形 成 完 成 时 进 行 最 后 次 收 获 包 括 非 商 品 薯 计 算 此 时 平 均 单 株 结 薯 数 和 单 株 产 量 匍 匐 茎 数 最 后 次 收 获 时 统 计 各 处 理 匍 匐 茎 数 计 算 平 均 单 株 匍 匐 茎 数 相 关 基 因 表 达 分 析 在 处 理 下 的 匍 匐 茎 发 生 期 匍 匐 茎 伸 长 至 膨 大 期 匍 匐 茎 次 顶 端 膨 大 至 及 块 茎 形 成 期 块 茎 直 径 达 到 取 各 处 理 的 叶 片 匍 匐 茎 块 茎 液 氮 速 冻 后 置 于 冰 箱 备 用 株 叶 片 匍 匐 茎 或 块 茎 混 样 为 次 重 复 每 处 理 次 重 复 南 京 农 业 大 学 学 报 第 卷 按 照 多 糖 多 酚 植 物 总 快 速 提 取 试 剂 盒 说 明 书 提 取 各 样 品 总 琼 脂 糖 凝 胶 电 泳 检 测 完 整 性 超 微 量 蛋 白 核 酸 分 析 仪 检 测 纯 度 和 浓 度 用 反 转 录 试 剂 盒 进 行 合 成 按 照 试 剂 盒 说 明 进 行 反 应 在 实 时 荧 光 定 量 仪 瑞 士 上 完 成 反 应 反 应 程 序 个 循 环 用 设 计 引 物 由 北 京 六 合 华 大 基 因 科 技 有 限 公 司 合 成 内 参 基 因 及 各 基 因 引 物 序 列 见 表 表 实 时 定 量 引 物 信 息 基 因 名 称 基 因 编 号 注 释 和 功 能 引 物 序 列 光 敏 色 素 基 因 红 光 远 红 光 感 受 器 拟 南 芥 同 源 基 因 块 茎 形 成 正 调 节 因 子 家 族 成 员 基 因 块 茎 形 成 负 调 控 因 子 蔗 糖 转 运 蛋 白 基 因 调 节 蔗 糖 转 运 荧 光 定 量 内 参 基 因 数 据 分 析 用 和 进 行 数 据 处 理 和 图 表 绘 制 用 软 件 进 行 单 因 素 方 差 分 析 选 用 检 验 法 对 显 著 性 差 异 进 行 多 重 比 较 采 用 法 计 算 目 的 基 因 的 相 对 表 达 量 结 果 与 分 析 光 照 处 理 对 雾 培 马 铃 薯 光 合 能 力 的 影 响 不 同 光 照 处 理 对 个 品 种 净 光 合 速 率 气 孔 导 度 蒸 腾 速 率 影 响 显 著 图 中 薯 和 中 薯 早 净 光 合 速 率 均 随 光 照 强 度 升 高 而 增 加 最 高 的 处 理 均 为 分 别 可 达 和 图 中 薯 号 的 净 光 合 速 率 显 著 高 于 和 中 薯 早 在 与 处 理 中 的 净 光 合 速 率 无 明 显 差 异 但 是 均 显 著 高 于 个 品 种 处 理 的 净 光 合 速 率 均 显 著 低 于 其 他 组 合 气 孔 导 度 和 蒸 腾 速 率 普 遍 随 光 照 增 强 而 升 高 且 相 同 光 照 强 度 下 处 理 的 气 孔 导 度 均 显 著 低 于 图 光 照 处 理 对 雾 培 马 铃 薯 早 期 生 物 量 及 早 期 产 量 的 影 响 处 理 马 铃 薯 地 上 部 生 长 情 况 如 图 所 示 和 处 理 的 中 薯 号 地 上 部 鲜 重 均 随 光 照 强 度 的 升 高 而 增 加 单 株 最 大 鲜 重 分 别 为 和 相 同 光 照 强 度 下 处 理 的 地 上 部 鲜 重 显 著 高 于 处 理 处 理 的 中 薯 早 地 上 部 鲜 重 随 光 照 强 度 升 高 而 增 加 和 处 理 单 株 最 大 鲜 重 分 别 为 和 但 处 理 显 著 降 低 中 薯 早 的 地 上 部 生 物 量 抑 制 其 地 上 部 生 长 个 品 种 地 下 部 鲜 重 在 相 同 光 周 期 下 都 随 光 照 强 度 上 升 显 著 增 加 在 相 同 光 照 强 度 下 处 理 显 著 高 于 处 理 从 表 可 见 个 品 种 的 匍 匐 茎 数 随 光 照 强 度 增 强 而 增 加 且 处 理 的 匍 匐 茎 数 显 著 高 于 处 理 单 株 薯 重 随 光 照 强 度 升 高 而 增 加 在 处 理 中 薯 号 和 中 薯 早 分 别 为 和 处 理 显 著 抑 制 个 品 种 块 茎 生 长 相 较 于 处 理 中 薯 号 单 株 薯 重 在 和 处 理 分 别 降 低 了 和 中 薯 早 分 别 降 低 了 和 中 薯 号 对 光 周 期 的 改 变 较 敏 感 处 理 单 株 结 薯 仅 为 个 与 相 差 不 大 显 著 低 于 的 个 处 理 的 中 薯 号 结 薯 数 随 光 照 增 强 显 著 提 高 相 同 光 周 期 下 中 薯 早 随 光 照 强 度 升 高 也 获 得 更 多 的 块 茎 数 且 中 薯 早 显 示 出 对 长 日 照 的 适 应 能 力 虽 然 处 理 的 块 茎 数 显 著 低 于 处 理 但 高 于 中 薯 号 处 理 显 著 提 高 个 品 种 的 匍 匐 茎 膨 大 率 膨 大 率 最 高 的 处 理 均 为 第 期 姚 翔 宇 等 光 照 对 雾 培 马 铃 薯 前 期 生 长 及 块 茎 形 成 的 影 响 中 薯 号 和 中 薯 早 分 别 为 和 图 不 同 光 照 处 理 下 马 铃 薯 光 合 特 性 变 化 光 照 时 间 分 别 为 光 照 强 度 分 别 为 下 同 图 不 同 光 照 处 理 后 个 品 种 地 上 部 生 长 状 况 南 京 农 业 大 学 学 报 第 卷 表 不 同 光 照 处 理 下 个 品 种 单 株 生 物 量 品 种 光 周 期 光 照 强 度 地 上 部 鲜 重 地 下 部 鲜 重 薯 重 总 生 物 量 匍 匐 茎 数 结 薯 数 匍 匐 茎 成 薯 率 中 薯 中 薯 早 值 值 注 表 示 光 周 期 表 示 光 照 强 度 表 示 光 周 期 和 光 照 强 度 的 交 互 作 用 不 同 字 母 表 示 处 理 间 差 异 达 显 著 水 平 和 分 别 表 示 光 周 期 光 照 强 度 和 二 者 交 互 作 用 对 相 关 指 标 的 影 响 在 和 水 平 差 异 显 著 下 同 光 照 处 理 对 雾 培 马 铃 薯 结 薯 时 间 的 影 响 从 图 可 见 随 光 照 强 度 增 加 个 品 种 的 匍 匐 茎 发 生 膨 大 以 及 块 茎 形 成 期 显 著 提 前 光 周 期 对 于 匍 匐 茎 发 生 期 的 影 响 不 显 著 中 薯 号 的 匍 匐 茎 发 生 时 间 为 和 和 的 匍 匐 茎 发 生 时 间 为 和 差 异 均 未 达 到 显 著 水 平 中 薯 早 中 也 表 现 出 类 似 规 律 处 理 个 品 种 的 匍 匐 茎 发 生 期 相 较 显 著 提 前 暗 示 弱 光 环 境 下 较 长 时 间 的 光 照 可 一 定 程 度 弥 补 光 合 能 源 的 不 足 光 周 期 对 于 块 茎 的 诱 导 影 响 显 著 处 理 中 薯 号 匍 匐 茎 膨 大 显 著 提 前 条 件 下 匍 匐 茎 发 生 时 间 分 别 为 和 显 著 早 于 处 理 的 和 处 理 中 薯 早 匍 匐 茎 发 生 时 间 分 别 为 和 显 著 早 于 处 理 的 和 个 品 种 块 茎 的 形 成 在 条 件 显 著 提 前 证 实 了 长 日 照 对 块 茎 诱 导 的 抑 制 作 用 图 不 同 光 处 理 下 个 品 种 各 生 长 阶 段 出 现 时 间 光 照 处 理 对 雾 培 马 铃 薯 微 型 薯 商 品 薯 率 的 影 响 从 图 可 见 相 对 中 薯 早 中 晚 熟 品 种 中 薯 号 对 光 周 期 的 敏 感 性 更 强 处 理 中 薯 号 的 非 商 品 薯 率 显 著 高 于 处 理 和 的 非 商 品 薯 率 分 别 高 达 和 和 非 商 品 薯 率 分 别 为 和 处 理 同 样 显 著 降 低 了 中 薯 早 的 第 期 姚 翔 宇 等 光 照 对 雾 培 马 铃 薯 前 期 生 长 及 块 茎 形 成 的 影 响 商 品 薯 率 但 是 仍 可 形 成 较 大 的 薯 块 处 理 的 非 商 品 薯 率 为 和 而 和 的 非 商 品 薯 率 分 别 为 和 可 见 光 周 期 和 光 照 强 度 可 以 显 著 调 控 雾 培 马 铃 薯 早 期 块 茎 的 形 成 与 膨 大 速 率 短 日 照 和 较 强 的 光 照 强 度 有 助 于 块 茎 的 形 成 和 膨 大 提 高 商 品 薯 率 图 不 同 光 照 处 理 下 个 品 种 结 薯 大 小 分 布 图 不 同 光 照 处 理 下 中 薯 块 茎 形 成 相 关 基 因 表 达 量 光 照 处 理 对 结 薯 相 关 基 因 表 达 的 影 响 对 中 薯 号 各 处 理 的 匍 匐 茎 发 生 期 及 膨 大 期 的 叶 片 匍 匐 茎 块 茎 进 行 取 样 对 参 与 马 铃 薯 块 茎 形 成 光 受 体 基 因 光 周 期 调 控 块 茎 形 成 模 型 关 键 基 因 以 及 糖 代 谢 相 关 基 因 进 行 表 达 模 式 分 析 图 以 处 理 的 基 因 表 达 水 平 为 对 照 中 薯 号 中 的 表 达 量 随 光 照 强 度 的 升 高 而 升 高 且 南 京 农 业 大 学 学 报 第 卷 处 理 显 著 高 于 图 作 为 块 茎 形 成 的 抑 制 因 子 之 一 对 于 光 照 强 度 的 响 应 不 显 著 但 显 著 提 高 了 其 在 叶 片 中 的 表 达 水 平 尤 其 在 膨 大 期 图 模 型 中 的 另 一 关 键 因 子 对 光 照 强 度 和 光 周 期 的 响 应 十 分 敏 感 在 叶 片 图 和 匍 匐 茎 中 图 的 表 达 水 平 均 随 光 照 强 度 的 增 加 而 上 升 且 处 理 的 表 达 量 均 显 著 下 降 这 与 中 薯 号 在 长 日 照 下 匍 匐 茎 膨 大 被 显 著 推 迟 的 表 型 吻 合 匍 匐 茎 发 生 期 叶 片 和 匍 匐 茎 中 表 达 量 随 着 光 照 增 强 而 升 高 且 处 理 略 高 于 然 而 在 匍 匐 茎 膨 大 期 处 理 的 表 达 量 显 著 提 高 远 远 高 于 处 理 图 中 薯 早 的 表 达 量 变 化 与 中 薯 号 类 似 表 明 光 受 体 基 因 对 于 光 照 响 应 类 似 而 与 品 种 差 异 关 系 不 大 图 也 同 样 表 现 出 处 理 表 达 量 更 高 的 规 律 图 在 叶 片 和 匍 匐 茎 中 都 易 受 较 短 日 照 的 诱 导 图 与 中 薯 号 不 同 的 是 在 匍 匐 茎 膨 大 阶 段 处 理 的 在 匍 匐 茎 中 表 达 量 略 有 增 加 处 理 的 在 匍 匐 茎 发 生 期 叶 片 中 的 表 达 量 略 高 于 图 而 匍 匐 茎 中 表 达 量 呈 现 相 反 结 果 表 明 在 匍 匐 茎 中 也 存 在 对 光 周 期 的 响 应 更 有 利 于 在 匍 匐 茎 中 的 表 达 图 膨 大 期 处 理 的 叶 片 和 匍 匐 茎 中 表 达 量 显 著 上 升 活 跃 的 蔗 糖 信 号 对 结 薯 起 到 促 进 作 用 图 图 不 同 光 照 处 理 下 中 薯 早 块 茎 形 成 相 关 基 因 表 达 量 讨 论 不 同 光 照 处 理 对 雾 培 马 铃 薯 早 期 生 长 的 影 响 马 铃 块 茎 的 形 成 可 分 为 个 阶 段 匍 匐 茎 发 生 期 匍 匐 茎 膨 大 期 块 茎 形 成 期 和 淀 粉 积 累 期 匍 匐 第 期 姚 翔 宇 等 光 照 对 雾 培 马 铃 薯 前 期 生 长 及 块 茎 形 成 的 影 响 茎 的 发 生 膨 大 以 及 块 茎 的 形 成 发 生 于 马 铃 薯 早 期 形 态 建 成 的 阶 段 光 照 是 影 响 植 物 早 期 生 长 最 直 接 的 环 境 因 素 植 株 通 过 形 态 变 化 光 合 作 用 同 化 物 分 配 等 对 不 同 光 照 强 度 及 光 周 期 作 出 响 应 马 铃 薯 可 以 适 应 较 高 的 光 照 强 度 但 长 日 照 会 抑 制 结 薯 本 研 究 中 处 理 的 地 上 部 生 长 显 著 优 于 表 明 较 长 时 间 的 光 照 增 加 了 植 株 的 光 合 时 间 更 多 的 同 化 产 物 被 用 于 地 上 部 建 成 对 和 处 理 的 马 铃 薯 叶 片 和 块 茎 进 行 转 录 组 分 析 发 现 弱 光 处 理 中 下 调 表 达 的 基 因 主 要 富 集 在 光 合 作 用 乙 醛 酸 代 谢 和 碳 代 谢 等 途 径 本 研 究 也 发 现 处 理 的 植 株 相 较 于 更 高 的 光 照 强 度 处 理 呈 现 出 瘦 高 的 徒 长 状 叶 片 变 薄 分 支 减 少 表 明 该 光 照 强 度 下 同 化 产 物 无 法 满 足 植 株 正 常 生 长 需 求 不 适 用 于 生 产 光 合 作 用 是 植 株 生 长 的 能 量 来 源 提 高 光 照 强 度 显 著 增 加 植 株 的 净 光 合 速 率 保 证 了 源 的 充 足 供 应 较 高 的 光 照 强 度 增 大 雾 培 马 铃 薯 叶 片 的 气 孔 导 度 促 进 植 株 的 蒸 腾 作 用 使 植 株 从 雾 培 根 系 获 取 充 足 的 养 分 提 高 养 分 的 利 用 效 率 光 周 期 对 于 结 薯 的 抑 制 作 用 已 经 被 广 泛 报 道 本 研 究 发 现 光 周 期 也 在 一 定 程 度 影 响 植 株 的 光 合 作 用 较 长 的 光 周 期 虽 然 并 不 能 提 高 雾 培 马 铃 薯 的 光 合 速 率 但 使 植 株 能 够 更 长 时 间 进 行 光 合 作 用 并 及 时 将 同 化 产 物 分 配 到 其 他 器 官 有 利 于 植 株 前 期 的 生 长 块 茎 的 形 成 需 要 通 过 匍 匐 茎 的 发 生 和 膨 大 实 现 因 此 早 期 匍 匐 茎 的 生 长 情 况 一 定 程 度 代 表 马 铃 薯 最 终 产 量 的 潜 力 本 研 究 中 不 同 光 照 组 合 显 著 改 变 了 植 株 匍 匐 茎 发 生 的 时 间 和 数 量 随 着 光 照 强 度 的 提 升 个 品 种 的 匍 匐 茎 发 生 及 膨 大 时 间 均 提 前 表 明 充 足 的 源 有 利 于 地 下 部 匍 匐 茎 的 形 成 和 块 茎 的 诱 导 这 与 前 人 的 研 究 结 果 一 致 然 而 匍 匐 茎 的 发 生 并 不 意 味 着 其 最 终 将 形 成 块 茎 处 理 诱 导 了 较 多 的 匍 匐 茎 的 产 生 但 是 膨 大 率 却 显 著 低 于 处 理 的 个 品 种 最 高 结 薯 数 与 单 株 产 量 最 高 并 显 著 高 于 表 明 长 日 照 虽 然 有 利 于 匍 匐 茎 的 发 生 但 是 却 抑 制 了 匍 匐 茎 向 块 茎 的 转 变 单 株 生 物 量 代 表 植 株 生 产 有 机 物 的 能 力 是 决 定 块 茎 产 量 的 先 决 条 件 本 研 究 中 中 薯 和 中 薯 早 地 上 部 生 物 量 最 高 的 处 理 组 合 分 别 为 和 但 与 处 理 相 差 不 大 总 生 物 量 最 高 的 组 合 均 为 这 表 明 对 马 铃 薯 而 言 长 日 照 高 光 照 强 度 有 利 于 地 上 部 建 成 而 短 日 照 高 光 照 强 度 更 有 利 于 块 茎 的 诱 导 和 膨 大 光 周 期 和 光 照 强 度 对 结 薯 相 关 基 因 表 达 水 平 受 到 的 影 响 马 铃 薯 块 茎 形 成 是 一 个 复 杂 的 生 物 学 过 程 涉 及 光 周 期 温 度 糖 转 运 体 和 植 物 激 素 等 的 协 同 作 用 是 光 周 期 诱 导 块 茎 形 成 通 路 中 重 要 的 抑 制 子 可 与 在 长 日 照 下 形 成 异 源 二 聚 体 而 阻 碍 结 薯 使 用 技 术 使 其 沉 默 可 使 马 铃 薯 在 长 日 照 下 恢 复 结 薯 还 可 以 稳 定 通 路 中 另 一 结 薯 抑 制 基 因 的 水 平 协 同 抑 制 块 茎 的 形 成 本 研 究 中 的 表 达 量 随 着 光 照 的 增 强 而 增 加 并 且 在 长 日 照 下 表 达 水 平 显 著 升 高 拟 南 芥 的 转 录 调 控 是 决 定 花 期 的 重 要 因 素 而 在 马 铃 薯 中 类 转 录 因 子 同 样 影 响 着 马 铃 薯 块 茎 的 形 成 长 日 照 或 者 短 日 照 加 暗 间 断 下 沉 默 株 系 结 薯 提 早 本 研 究 中 在 处 理 中 表 达 量 显 著 高 于 处 理 并 且 在 处 理 下 表 达 量 显 著 升 高 这 与 前 人 的 研 究 结 果 一 致 而 处 理 的 块 茎 形 成 显 著 推 迟 推 测 与 表 达 量 的 升 高 直 接 相 关 介 导 的 光 周 期 调 控 通 路 在 马 铃 薯 块 茎 形 成 过 程 中 发 挥 重 要 作 用 马 铃 薯 家 族 基 因 是 马 铃 薯 块 茎 形 成 的 直 接 诱 导 者 在 块 茎 形 成 过 程 中 发 挥 开 关 的 作 用 短 日 照 条 件 下 叶 片 产 生 的 转 运 蛋 白 通 过 韧 皮 部 运 输 到 匍 匐 茎 顶 端 诱 导 块 茎 形 成 本 研 究 中 表 现 出 十 分 典 型 的 光 周 期 响 应 在 处 理 中 表 达 显 著 上 调 而 在 处 理 中 的 表 达 量 极 低 证 明 在 雾 培 马 铃 薯 中 依 然 是 诱 导 结 薯 的 直 接 信 号 因 子 其 表 达 模 式 对 于 微 型 薯 的 膨 大 和 形 成 具 有 重 要 影 响 马 铃 薯 叶 片 生 成 的 同 化 产 物 主 要 以 蔗 糖 形 式 经 韧 皮 部 运 输 至 地 下 部 促 成 匍 匐 茎 的 膨 大 及 块 茎 的 形 成 本 研 究 中 各 时 期 叶 片 中 水 平 随 光 照 强 度 的 升 高 而 升 高 匍 匐 茎 发 生 期 中 薯 叶 片 表 达 量 在 长 日 照 与 中 日 照 下 差 异 不 大 而 中 薯 早 叶 片 表 达 量 在 中 长 日 照 下 显 著 高 于 短 日 照 但 是 随 着 生 育 期 进 行 至 膨 大 期 中 日 照 下 块 茎 形 成 启 动 表 达 量 显 著 上 升 表 明 在 块 茎 形 成 中 扮 演 输 送 营 养 的 重 要 角 色 光 照 通 过 对 光 合 作 用 同 化 物 分 配 和 结 薯 相 关 基 因 的 调 控 等 方 面 影 响 雾 培 马 铃 薯 早 期 的 形 态 建 成 和 匍 匐 茎 块 茎 的 形 成 和 有 利 于 中 薯 号 和 中 薯 早 地 上 部 的 繁 茂 和 匍 匐 茎 的 发 生 但 不 利 于 匍 匐 茎 的 膨 大 处 理 有 利 于 块 茎 的 诱 导 并 通 过 抑 制 以 及 促 进 的 表 达 显 著 提 早 雾 培 马 铃 薯 结 薯 时 间 提 高 早 期 块 茎 产 量 光 照 对 于 雾 培 马 铃 薯 前 期 的 生 长 具 有 重 要 影 响 生 产 上 或 可 采 用 适 当 升 高 光 照 强 度 并 配 以 长 日 壮 苗 短 日 促 薯 的 方 式 提 高 雾 培 原 原 种 生 产 效 率 南 京 农 业 大 学 学 报 第 卷 参 考 文 献 徐 建 飞 金 黎 平 马 铃 薯 遗 传 育 种 研 究 现 状 与 展 望 中 国 农 业 科 学 徐 志 刚 农 业 光 照 研 究 与 产 业 融 合 发 展 照 明 工 程 学 报 徐 志 刚 李 瑞 宁 黄 文 文 光 谱 与 光 照 强 度 影 响 马 铃 薯 试 管 薯 诱 导 发 育 的 研 究 进 展 南 京 农 业 大 学 学 报 李 彩 斌 郭 华 春 遮 光 处 理 对 马 铃 薯 生 长 的 影 响 西 南 农 业 学 报 李 春 明 弱 光 对 结 薯 期 马 铃 薯 光 合 生 理 和 基 因 表 达 的 影 响 重 庆 西 南 大 学 唐 道 彬 高 旭 吕 长 文 等 雾 培 马 铃 薯 结 薯 的 光 响 应 机 理 研 究 西 南 大 学 学 报 自 然 科 学 版 王克 秀 汪 翠存 唐铭霞 等 氮 素水平对雾 培马铃薯氮 磷钾吸收 积累和 分配规律的影 响 西南农业学 报 凌 丹 丹 雒 佳 铭 刘 晓 英 等 不 同 光 质 组 合 对 番 茄 开 花 初 期 碳 氮 代 谢 及 其 关 键 酶 活 性 的 影 响 南 京 农 业 大 学 学 报 韩 小 女 展 康 蔡 永 占 等 茉 莉 酸 对 雾 培 马 铃 薯 植 株 生 长 的 影 响 现 代 农 业 科 技 责 任 编 辑 沈 波