Page 82 - 《广西植物》2020年第2期

２ 期 喻武鹃等: 苦荞薄壳种质的光合特性、淀粉合成与产量形成研究 ２ １ ９

ｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅ ｎｅｔ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅ ｉｎ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ Ｍ５５ ｗａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｏｒ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ
ｔｈａｎ ＣＫ ｄｕｒｉｎｇ ｇｒａｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ. (２) Ｔｈｅ ｓｕｃｒｏｓｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｇｒａｉｎｓ ｏｆ Ｍ５５ ｗｅｒｅ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｌｏｗｅｒ ｗｉｔｈｏｕｔ ｓｔａｔｉｓｔｉｃ ｄｉｆｆｅ￣
ｒｅｎｃｅｓꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｇｌｕｃｏｓｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ ｗｅｒｅ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｗｉｔｈｏｕｔ ｓｔａｔｉｓｔｉｃ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓꎬ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｔｏ ＣＫ. (３) Ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉ￣
ｔｉｅｓ ｏｆ ＡＤＰＧａｓｅ ｉｎ ｇｒａｉｎｓ ｏｆ Ｍ５５ ｗｅｒｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ＣＫꎬ ｎｏｔｉｃｉｎｇ ｔｈａｔ ａｎ ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｉｎ
ｇｒａｉｎｓ ａｔ ｅａｒｌｙ ｇｒａｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｔａｇｅ. (４) Ｍｏｒｅｏｖｅｒꎬ ｂｏｔｈ ＳＳ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｒｃｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍ５５ ｗｅｒｅ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ
ＣＫ ｄｕｒｉｎｇ ｇｒａｉｎ ｆｉｌｌｉｎｇ. (５) Ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｈｅｉｇｈｔ ｏｆ Ｍ５５ ｗａｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ＣＫꎬ ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｎｕｍｂｅｒ ｐｅｒ ｐｌａｎｔ ａｎｄ １ ０００￣ｇｒａｉｎ
ｗｅｉｇｈｔ ｗｅｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ. Ｔｈｅ ａｂｏｖｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ‘ｓｏｕｒｃｅ’
ａｎｄ ‘ｓｉｎｋ’ ｗａｓ ｐａｒｔｌｙ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｉｎ Ｍ５５ꎬ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｌｅａｆ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓꎬ ｇｒａｉｎ ｎｕｍｂｅｒ ｐｅｒ ｐｌａｎｔ ａｎｄ １ ０００￣ｇｒａｉｎ ｗｅｉｇｈｔ
ｐｅｒ ｐｌａｎｔ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｔｈｉｎ￣ｓｈｅｌｌ ｔａｒｔａｒｙ ｂｕｃｋｗｈｅａｔ ｉｎ ｆｕｒｔｈｅｒ ｒｅｓｅａｒｃｈ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｈｙｂｒｉｄ ｔｈｉｎ￣ｓｈｅｌｌ ｂｕｃｋｗｈｅａｔꎬ ｎｅｔ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒａｔｅꎬ ＡＤＰＧａｓｅꎬ ｓｔａｒｃｈ ｓｙｎｔｈａｓｅꎬ ｙｉｅｌｄ

叶片是作物重要的“ 源” 器官ꎬ种子是重要的 特性ꎬ但是由于小米荞生育期较长、易倒伏、产量
“库”器官ꎮ 灌浆期叶片的光合同化能力及产物分 低等ꎬ所以在生产上难以直接进行推广种植( 唐链
配与 种 子 淀 粉 合 成 和 作 物 产 量 形 成 密 切 相 关 等ꎬ２０１６)ꎮ Ｗａｎｇ ＆ Ｃａｍｐｂｅｌｌ(２００７) 首次报道利
(Ｂａｈａｊｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１４ꎻＴｓｕｋａｇｕｃｈｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１６)ꎮ 种子 用苦荞薄壳种质与常规苦荞进行杂交ꎬ获得了苦
的淀粉合成是由“源”器官输入的蔗糖经一系列酶 荞杂交薄壳种质ꎮ Ｍｕｋａｓａ ｅｔ ａｌ.(２００９) 指出温汤
促反应催 化 合 成 ( Ｂａｈａｊｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１４ꎻ 梁 成 刚 等ꎬ 去雄法可有效实现苦荞薄壳种质与常规苦荞的杂
２０１９)ꎮ 作物中可溶性糖含量、淀粉合成相关酶活 交育种ꎮ 王安虎等(２０１０)以旱苦荞为材料进行辐
性与淀粉的合成与积累密切相关( 姜东等ꎬ２００１ꎻ 射诱变和 ＥＭＳ 化学诱变选育得到苦荞薄壳品种米
潘俊峰等ꎬ２０１５ꎻ陈雅玲和包劲松ꎬ２０１７)ꎮ 腺苷二 荞一号ꎮ 陈庆富等(２０１５)以厚壳高产苦荞晋荞麦
磷酸葡萄糖焦磷酸化酶( ＡＤＰＧａｓｅ) 是淀粉生物合 ２ 号与小米荞进行有性杂交ꎬ育成易脱壳、且口感
成的重要关键酶ꎬ其催化形成的腺苷二磷酸葡萄 好的薄壳苦荞新品系ꎮ 淀粉虽是苦荞种子的重要
糖(ＡＤＰＧ)是淀粉合成的直接前体物质ꎮ 淀粉合 组成成分ꎬ但关于苦荞特别是薄壳苦荞种子淀粉
成酶(ＳＳ)以 ＡＤＰＧ 为葡萄糖供体ꎬ将葡萄糖基转 合成与积累及其与产量形成的研究鲜见有报道ꎮ
移至 α￣１ꎬ４ 葡萄糖链的非还原端ꎬ从而催化淀粉 因此ꎬ本研究以有性杂交育种获得的薄壳杂交种

的形成( 袁亮等ꎬ２００６ꎻ陈雅玲和包劲松ꎬ２０１７)ꎮ 质米 ５５ 为主要材料ꎬ对其叶片光合特性、淀粉合
通过对水稻、小麦、玉米等作物的研究ꎬ发现 ＡＤＰ￣ 成相关酶活性变化以及农艺、产量性状等进行探
Ｇａｓｅ、ＳＳ 在籽粒淀粉的合成中起重要作用( 张吉旺 索ꎬ为杂交薄壳苦荞的高产栽培技术研究与种植
等ꎬ２００８ꎻ陈雅玲和包劲松ꎬ２０１７ꎻ李双等ꎬ２０１８)ꎮ 推广提供依据ꎮ
苦荞( Ｆａｇｏｐｙｒｕｍ ｔａｔａｒｉｃｕｍ) 亦名鞑靼荞麦ꎬ属
蓼科(Ｐｏｌｙｇｏｎａｃｅａｅ) 荞麦属( Ｆａｇｏｐｙｒｕｍ) 一年生草 １ 材料与方法
本植物ꎬ是我国一种重要的杂粮作物ꎮ 苦荞种子
蛋白质含量高ꎬ黄酮类物质含量丰富ꎬ具有很高的 １.１ 试验设计
营养价值和保健作用( Ｃｕｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１８ꎻＫａｌｉｎｏｖá ｅｔ 选用苦荞杂交薄壳种质米 ５５(Ｍ５５)为材料ꎬ以
ａｌ.ꎬ２０１８ꎻＺｈａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０１８)ꎮ 然而ꎬ由于常规栽 采集于云南的地方薄壳种质小米荞(母本)为对照ꎮ
培苦荞味苦、果壳厚、极难脱壳ꎬ无法直接加工获 田间试验于 ２０１７ 年 ８ 月—１１ 月和 ２０１８ 年 ８ 月—１１
得成品米ꎬ限制了苦荞米的生产与苦荞类加工品 月在贵州师范大学荞麦产业技术研究中心教学实验
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的开发(王安虎等ꎬ２０１０ꎻ李进才等ꎬ２０１７)ꎮ 因此ꎬ 基地进行ꎬ采用随机区组设计ꎬ每小区面积为 ８ ｍ
研制适宜苦荞脱壳的加工设备与选育具有易脱壳 (２ ｍ × ４ ｍ)ꎬ３ 次重复ꎬ种植密度为 １００ 万株
特性的苦荞新品种是解决生产苦荞米的两个重要 ｈｍ ꎬ肥料作为底肥一次输入ꎬ每公顷施用 ６０ ｋｇ 纯
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途径ꎮ 目前ꎬ受制于苦荞种子壳厚、颗粒小、易碎 Ｎ、６０ ｋｇ Ｐ Ｏ 、３０ ｋｇ Ｋ Ｏꎬ采用常规栽培措施进行管
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等因素ꎬ在加工设备研制和脱壳工艺研究上尚未 理ꎬ全生育期使用化学与生物方法防治病虫害ꎮ
取得理想结果( 朱新华等ꎬ２０１７)ꎮ 小米荞是云南 １.２ 试验方法
地方苦荞种质ꎬ虽然具有壳薄、易加工成苦荞米的 １.２.１ 样品采集 ２０１７ 年种植季节ꎬ在苦荞进入开