黑暗和光照处理对马铃薯块茎愈伤效果影响的比较

作者：魏亚楠; 彭慧; 杨乾; 郑晓渊; 唐中祺; 朱艳; 颉建明; 毕阳^*

来源：中国农业科学, 2021, 54(12): 2619-2629.

• 黑暗和光照
• 马铃薯块茎
• 愈伤
• 苯丙烷代谢

【目的】愈伤是马铃薯块茎受损后的典型反应,受外界环境因素影响较大。比较黑暗和光照处理对马铃薯块茎愈伤效果的影响,为马铃薯采后愈伤提供理论支持。【方法】本研究选取‘大西洋’马铃薯原原种为试材,人工切半后用酒精对伤口表面消毒,之后分别在黑暗和光照(11 000 lx)条件下进行(20±3)℃常温((95±5)%RH)愈伤。通过测定愈伤期间损伤块茎的失重率及损伤接种Fusarium sulphureum 7 d后块茎的病情指数来评价愈伤效果,观察伤口处聚酚软木脂(SPP)、聚酯软木脂(SPA)和木质素的积累量以及伤口表面的色度变化,分析伤口处苯丙烷代谢关键酶活性和相关代谢产物含量的变化。此外,研究光照和黑暗对伤口处过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性,以及对过氧化氢(H2O2)含量积累的影响。【结果】愈伤期间,黑暗和光照处理的块茎失重率均逐渐升高。黑暗处理显著低于光照处理,愈伤第7天时,分别比光照处理低54.27%和58.96%。愈伤期间,黑暗和光照处理块茎伤口处的SPP和SPA积累量均逐渐增加,黑暗处理促进了软木脂和木质素在块茎伤口处的积累,愈伤第14天时,聚酚软木脂、聚酯软木脂和木质化细胞层厚度分别比光照处理高38.22%、36.76%和14.71%。愈伤期间,黑暗和光照处理块茎伤口表面的L*值和b*值均表现为先下降后上升的趋势。黑暗处理显著降低了伤口表面的L*和a*值,增加了b*值,L*和a*值在愈伤第5天时分别低于光照处理13.51%、32.74%。b*值在愈伤第5天时高于光照处理42.11%。愈伤期间,黑暗处理块茎伤口处的苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性迅速上升,而光照处理的上升缓慢,两种处理块茎伤口处的肉桂酸-4-羟化酶(C4H)活性先上升后趋于平稳,两种处理块茎伤口处的4-香豆酰辅酶A连接酶(4CL)活性先迅速上升后持续下降。黑暗处理块茎伤口处的苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸-4-羟化酶、4-香豆酸CoA连接酶的活性显著高于光照处理,愈伤第7天时,分别比光照处理高79.56%、10.71%和72.48%。黑暗和光照处理块茎伤口处的H2O2含量在愈伤第一周均迅速上升,之后趋于平稳。两种处理块茎伤口处的POD活性在愈伤期间均显著上升。黑暗处理块茎伤口处具有较高的过氧化物酶活性和H2O2含量,第5天时分别高于光照处理49.8%和49.85%。此外,黑暗处理还提高了伤口处组织的多酚氧化酶活性,在愈伤第3天时显著高于光照处理12.93%(P<0.05)。【结论】黑暗对马铃薯块茎愈伤具有促进作用,而光照则对块茎愈伤具有一定程度的抑制。黑暗对愈伤的促进作用与激活块茎伤口处的苯丙烷代谢,加速伤口部位多酚氧化酶和过氧化物酶活性以促进软木脂和木质素的积累密切相关。

• 单位
  甘肃农业大学