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木薯品种不同收获期块根淀粉积累规律分析

郑永清,  李开绵,  李伯松,  马旭东,  陈松笔

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郑永清, 李开绵, 李伯松, 马旭东, 陈松笔. 木薯品种不同收获期块根淀粉积累规律分析[J]. 热带生物学报, 2025, 16(2): 172-180. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240051
引用本文: 郑永清, 李开绵, 李伯松, 马旭东, 陈松笔. 木薯品种不同收获期块根淀粉积累规律分析[J]. 热带生物学报, 2025, 16(2): 172-180. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240051
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ZHENG Yongqing, LI Kaimian, LI Bosong, MA Xudong, CHEN Songbi. Analysis of starch accumulation in root tuber of cassava cultivars during different harvesting periods[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(2): 172-180. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240051
Citation: ZHENG Yongqing, LI Kaimian, LI Bosong, MA Xudong, CHEN Songbi. Analysis of starch accumulation in root tuber of cassava cultivars during different harvesting periods[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(2): 172-180. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240051
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木薯品种不同收获期块根淀粉积累规律分析

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240051

  • 1. 中国热带农业科学院 广州实验站, 广东 广州 510140 中国;

  • 2. 中国热带农业科学院 热带作物品种资源研究所, 海南 海口 571101 中国

基金项目: 

国家重点研发计划项目(2019YFD1000500)

国家现代农业产业体系资助项目(CARS-11)

国家自然科学基金国际合作NSFC-CG项目(31361140366)

详细信息
    第一作者:

    郑永清(1979-),男,副研究员。研究方向:木薯遗传育种。E-mail:zhengyongqing2009@126.com

    通信作者:

    陈松笔(1966-),男,研究员。研究方向:分子育种和蛋白质组学。E-mail:songbichen@catas.com

  • 中图分类号: S533

Analysis of starch accumulation in root tuber of cassava cultivars during different harvesting periods

  • 1. Guangzhou Experimental Station, CATAS, Guangzhou, Guangdong 510140;

  • 2. Tropical Crops Genetic Resources Institute, CATAS, Haikou, Hainan 571737, China

  • 摘要: 为解析木薯（Manihot esculenta）品种不同收获期块根中淀粉积累规律，以4个木薯栽培品种‘SC205’、‘SC8’、‘SC9’和‘SC6068’为材料，测定其种植6个月至10个月的块根鲜质量及生物量、淀粉中直链淀粉和支链淀粉的比率，并分析内在机制。结果表明，木薯不同收获期的鲜薯质量存在极显著差异。直链淀粉比率在同一个品种不同收获期间存在极显著差异，木薯生育后期的直链淀粉的比例增加。高产品种‘SC205’和‘SC8’的核酮糖二磷酸羧化酶（Rubisco）的含量在植后7～10个月普遍低于产量较低的‘SC6068’和‘SC9’。在植后的7～10个月，‘SC8’的PSⅡ放氧复合体的含量逐渐增加，‘SC205’的PSⅡ的放氧复合体的含量相对比较稳定，‘SC9’和‘SC6068’的PSⅡ的放氧复合体含量在植后的9～10个月逐渐降低。在木薯产量最高的10月份，‘SC205’、‘SC9’和‘SC6068’的PSⅡ的放氧复合体的含量达到最高值。‘SC205’、‘SC8’、‘SC9’和‘SC6068’的蔗糖磷酸合成酶（SPS）的含量在10月份后呈增长的趋势，9—10月份β-淀粉酶的活性提高，11—12月份变低。‘SC6068’在9—12月份抗坏血酸过氧化物酶（APX）的蛋白含量相对稳定。‘SC205’、‘SC8’和‘SC9’在9—12月份APX含量处于增长的趋势。可见，不同品种间产量与淀粉组成之间存在显著差异，其机制与品种间叶片光合作用、抗氧化活性和根茎淀粉合成酶活性密切相关。
    Abstract: In order to analyze the law of starch accumulation in root tubers of cassava cultivars in different harvesting periods, 4 cassava cultivars ‘SC205’, ‘SC8’, ‘SC9’ and ‘SC6068’ were determined in terms of fresh weight and biomass of root tubers and ratio of amylose and amylopectin in starch after 6 to 10 months of planting,and the underlying mechanism was analyzed. The results showed that there were significant differences in fresh tuber weight in different cassava harvesting periods. There were significant differences in amylose ratio in different harvesting periods in the same cultivar, and the amylose ratio increased in the later growth period of cassava. The ribulose diphosphate carboxylase（Rubisco） content of high-yielding cultivars SC205 and SC8 was generally lower than that of low-yielding cultivars ‘SC6068’ and ‘SC9’ after 7 to 10 months of planting. At 7 to 10 months after planting, the content of PSⅡ oxygen releasing complex gradually increased in SC8, was relatively stable in SC205, and gradually decreased in SC9 and SC6068 at 9 to 10 months after planting. In October cassava production was the highest, and cultivars ‘SC205’, ‘SC9’ and ‘SC6068’ were the highest in the content of PSⅡoxygen releasing complex. The cultivars ‘SC205’, ‘SC8’,‘SC9’ and ‘SC6068’ showed an increasing trend in the content of sucrose phosphate synthetase（SPS） after October, whereas the activity of β-amylase increased from September to October, and decreased from November to December. The protein content of ascorbate peroxidase（APX） was relatively stable in ‘SC6068’ from September to December. The cultivars ‘SC205’, ‘SC8’ and ‘SC9’ showed an increasing trend in APX content from September to December. In conclusion, there were significant differences in yield and starch composition among different cultivars, the mechanism of which was closely related to leaf photosynthesis, antioxidant activity and root starch synthetase activity.
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    出版历程
    • 收稿日期:  2024-03-26
    • 修回日期:  2024-10-29

    木薯品种不同收获期块根淀粉积累规律分析

    doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240051
    • 1. 中国热带农业科学院 广州实验站, 广东 广州 510140 中国;
    • 2. 中国热带农业科学院 热带作物品种资源研究所, 海南 海口 571101 中国
      • 基金项目:

      国家重点研发计划项目(2019YFD1000500)

      国家现代农业产业体系资助项目(CARS-11)

      国家自然科学基金国际合作NSFC-CG项目(31361140366)

      作者简介:

      郑永清(1979-),男,副研究员。研究方向:木薯遗传育种。E-mail:zhengyongqing2009@126.com

      通讯作者: 陈松笔(1966-),男,研究员。研究方向:分子育种和蛋白质组学。E-mail:songbichen@catas.com
    • 收稿日期: 2024-03-26
    • 修回日期: 2024-10-29

    • 中图分类号: S533

    摘要: 为解析木薯（Manihot esculenta）品种不同收获期块根中淀粉积累规律，以4个木薯栽培品种‘SC205’、‘SC8’、‘SC9’和‘SC6068’为材料，测定其种植6个月至10个月的块根鲜质量及生物量、淀粉中直链淀粉和支链淀粉的比率，并分析内在机制。结果表明，木薯不同收获期的鲜薯质量存在极显著差异。直链淀粉比率在同一个品种不同收获期间存在极显著差异，木薯生育后期的直链淀粉的比例增加。高产品种‘SC205’和‘SC8’的核酮糖二磷酸羧化酶（Rubisco）的含量在植后7～10个月普遍低于产量较低的‘SC6068’和‘SC9’。在植后的7～10个月，‘SC8’的PSⅡ放氧复合体的含量逐渐增加，‘SC205’的PSⅡ的放氧复合体的含量相对比较稳定，‘SC9’和‘SC6068’的PSⅡ的放氧复合体含量在植后的9～10个月逐渐降低。在木薯产量最高的10月份，‘SC205’、‘SC9’和‘SC6068’的PSⅡ的放氧复合体的含量达到最高值。‘SC205’、‘SC8’、‘SC9’和‘SC6068’的蔗糖磷酸合成酶（SPS）的含量在10月份后呈增长的趋势，9—10月份β-淀粉酶的活性提高，11—12月份变低。‘SC6068’在9—12月份抗坏血酸过氧化物酶（APX）的蛋白含量相对稳定。‘SC205’、‘SC8’和‘SC9’在9—12月份APX含量处于增长的趋势。可见，不同品种间产量与淀粉组成之间存在显著差异，其机制与品种间叶片光合作用、抗氧化活性和根茎淀粉合成酶活性密切相关。

    English Abstract

    郑永清, 李开绵, 李伯松, 马旭东, 陈松笔. 木薯品种不同收获期块根淀粉积累规律分析[J]. 热带生物学报, 2025, 16(2): 172-180. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240051
    引用本文: 郑永清, 李开绵, 李伯松, 马旭东, 陈松笔. 木薯品种不同收获期块根淀粉积累规律分析[J]. 热带生物学报, 2025, 16(2): 172-180. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240051
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    ZHENG Yongqing, LI Kaimian, LI Bosong, MA Xudong, CHEN Songbi. Analysis of starch accumulation in root tuber of cassava cultivars during different harvesting periods[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(2): 172-180. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240051
    Citation: ZHENG Yongqing, LI Kaimian, LI Bosong, MA Xudong, CHEN Songbi. Analysis of starch accumulation in root tuber of cassava cultivars during different harvesting periods[J]. Journal of Tropical Biology, 2025, 16(2): 172-180. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20240051
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