农作物论文_木薯块根不同发育期β-胡萝卜素和

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文章摘要:木薯是世界重要的粮食作物，在我国发展潜力巨大。蛋白质和类胡萝卜素是重要的营养品质特性，但木薯蛋白质含量低，提高木薯块根类胡萝卜素和蛋白质含量，提高其营养成分，已成为木薯选育种的重要目标。本研究以蛋黄木薯（SC9）、紫叶黄心木薯（BGM019）和白心面包木薯（SC101）三个木薯品种为试验材料，开展黄心和白心木薯块根营养品质特性的研究，分析其不同发育期类胡萝卜素和蛋白质含量的变化，同时利用双向电泳和质谱法开展木薯块根有色体亚细胞结构蛋白质组的研究，揭示其蛋白质含量提高与类胡萝卜素积累的关联性。结果表明：三个木薯品种块根β-胡萝卜素含量在块根形成期、膨大期和成熟期差异达显著水平（p<0.05），紫叶黄心木薯和蛋黄木薯蛋白质含量在同一生长发育时期差异不显著（p＞0.05），但显著高于面包木薯（p<0.05）。随着木薯块根发育成熟，其类胡萝卜素和蛋白质含量均呈上升趋势，且两者表现为正相关。以膨大期为对照，在SC9成熟期块根有色体中检测到38个差异表达蛋白质，其中27个上调表达，11个下调表达；BGM019中检测到49个差异表达蛋白质，其中28个上调表达，21个下调表达；SC101检测到38个差异蛋白质，其中20个上调表达，18个下调表达。通过对上述差异蛋白质的功能分析，发现它们均参与抗氧化、碳代谢和能量代谢、信号转导等多个代谢过程，说明木薯块根类胡萝卜素积累是由多个代谢途径协同作用的结果。对比分析三个木薯品种块根有色体亚细胞结构的差异蛋白质，发现20个差异表达蛋白质在其中两个品种或三个品种间出现相同的表达趋势。它们主要涉及到碳代谢及能量代谢、抗氧化、细胞骨架蛋白、无机离子运输及代谢、分子伴侣和蛋白质合成等代谢途径，其中与抗氧化相关的蛋白质占20%。构建蛋白质生物调控网络揭示块根有色体蛋白质与β-胡萝卜素积累的关联性，为培育优质高营养的木薯新品种提供新思路。

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论文分类号:S533