马铃薯块茎性状对块茎损伤的影响

园　艺　学　报　2008,35(10):1455-1460

Acta Horticulturae Sinica

马铃薯块茎性状对块茎损伤的影响

张建华,金黎平,谢开云,庞万福,卞春松,段绍光,屈冬玉3

(中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京100081)

摘　要:研究分析了马铃薯块茎本身对块茎损伤影响显著的关键因素,从而为通过改善栽培条件、品种选育和种质创新等减轻马铃薯块茎损伤提供依据。选用损伤性状差异显著的5个品种(系):Desiree、Russet Burbank、春薯4号、9637283和T D3822为试验材料,测定其表皮擦伤(SK)、内部损伤(I B)和损伤变色(BR)性状,同时测定块茎硬度等17个块茎指标,并对数据进行偏最小二乘回归分析并建立模型。

分析可知:不同块茎指标对表皮擦伤和内部损伤的影响作用相似,与对损伤变色的影响作用差别较大。

Ca2+、酪氨酸和绿原酸共同对3种损伤起着较大的正向或负向作用。偏最小二乘回归模型对本研究中多重相关数据的分析结果整体性较强,结论客观合理,回归系数易于解释,从而可为生产和科研提供可靠的理论依据。

关键词:马铃薯;块茎;损伤;偏最小二乘回归

中图分类号:S532 文献标识码:A 文章编号:05132353X(2008)1021455206

Ana lysis of Pot a to Tuber Characters I m pact on Tuber Bru ises

ZHANG J ian2hua,J I N L i2p ing,X I E Kai2yun,P ANG W an2fu,B I A N Chun2s ong,DUAN Shao2guang,and QU Dong2yu3

(Institute of V egetables and Flo w ers,Chinese A cade m y of A gricultural Sciences,B eijing100081,China)

Abstract:The potat o tuber bruises can be alleviated by breeding ne w cultivar,i m p r oved agr onomy and enhanced ger mp las m based on understanding the key fact ors affecting bruises.I n this research,the cultivars (cl ones)with p r o m inent difference in bruises,Desiree,Russet Burbank,Chunshu4,9637283and T D3822 were chosen as ex peri m ental materials.Data were taken f or skinning(SK),internal bruise(I B),and br owning(BR),as well as for17tuber indexes.Correlati on analysis was made,and then partial least2 squares regressi on(P LSR)model was established after P LSR analysis.Based on the model,tuber indexes measured had si m ilar i m pact on both skin bruise and internal da mage,but not for discol orati on.However, Ca2+,tyr osine and chl oregenic acid had re markable effects on all bruises variables,positively or negatively.It was shown that this model in the research had more advantages,such as str onger integrity,reas onable conclu2 si on,easily exp lainable regressive para meter,thus it can p r ovide theoretical basis f or scientific research and p r oducti on.

Key words:potat o;tuber;bruises;partial least2squares regressi on

在收获和流通的不同环节,马铃薯块茎会发生不同程度的损伤,造成损伤的两个主要因素是碰撞和压力(Baritelle&Hyde,2003),生态因素对损伤也有影响。低温下收藏和搬运容易造成内部损伤,反之在一定范围内机械损伤会随着块茎温度升高而减轻。表皮的纹理与品种有关,同时还与生理年龄、营养、灌溉及收获时期有关,而且未成熟的块茎容易发生表皮擦伤(A lexander,2005);干燥剂收稿日期:2008-04-01;修回日期:2008-07-01

基金项目:国家‘十一五’科技支撑项目(200BAD01A06)

3通讯作者Author f or corres pondence(E2mail:dyqu@mail1caas1net1cn)

园 艺 学 报35卷

杀秧后马铃薯块茎的茎端褐化(Chad,2001),块茎的表皮脱落百分比下降;土壤中盐分增加使马铃薯块茎更易褐变(Kirk et al.,2006);不同施肥模式显著影响损伤的最低极限和损伤抗性(Baritelle &Hyde,2003)。除此之外,块茎自身对损伤性状的影响也有相关报道,赤褐薯皮品种的表皮成熟特点比光滑薯皮品种表现更加明显,并且内部损伤或黑斑形成也与品种有关。块茎的物理特征如硬度(A lexander,2005)、表皮韧性、形状、比重(Baritelle&Hyde,2003)等,块茎组分及其相应酶如果胶质(Christina,2002;Robert et al.,2004)、PP O与绿原酸和酪氨酸(Thyboa et al.,2006)、P OD 与维生素C(de Pint o&de Gara,2004)、K和Ca(王贵禧等,1995;Kirk et al.,2006)等,都与块茎的损伤性状有关,所以要综合考虑不同因素对马铃薯块茎损伤的作用。

综合众多相关指标进行回归分析时,往往因为多重相关和信息矩阵X’X的列依赖程度而成为病态矩阵。偏最小二乘回归方法(P LSR)是一种新型的多元统计数据分析方法(莫惠栋,2006),它将多元线性回归分析、变量的主成分分析和变量间的典型相关分析有机结合起来,在一个算法下同时实现了回归建模、数据结构简化和两组变量间的相关分析,适宜处理样本容量小、自变量多、变量间存在严重多重相关的统计问题(Helland,1988)。

本研究中选用P LSR方法,通过客观分析两组性状试图确定对损伤性状起重要作用的块茎指标,从而为通过改善栽培条件,品种选育和种质创新降低马铃薯块茎损伤提供理论指导。

1　材料与方法

111　试验材料及其取样方法

2005年5月对104份试验材料按照间比法种植于张家口中国农业科学院蔬菜花卉研究所马铃薯试验基地,9月收获时随机取样获得原始样品。根据对104份不同基因型马铃薯损伤性状(表皮擦伤、内部损伤、损伤变色)所作的综合评价,确定将3种损伤性状差异显著的5个品种(系)‘Desiree’,‘Russet Burbank’,‘春薯4号’,‘9637283’和‘T D3822’作为试验材料。

对原始样品进行混合取样用于对不同块茎指标的测定。根据不同试验,对样品分别作保鲜、低温冷冻和烘干粉碎处理。

保鲜样品:每个品种(系)选取10个块茎用保鲜膜/袋包裹,常温保存,用于测定比重、薯形指数、干物质含量等。低温冷冻样品:每个品种(系)选取5个块茎,切成均匀的块状,液氮速冻后将样品保存在-30℃冰箱中,用于测定PP O、P OD、P AL等酶活性。烘干粉碎样品:每个品种(系)选取5个块茎切成厚度一致的切片,用DL2102型电热鼓风干燥箱60℃烘干12h,冷却30m in 后粉碎并经40目过筛,保存于干燥器中,用于测定Ca2+、K+、绿原酸、酪氨酸等含量。

112　损伤指标测定

表皮擦伤:统计损伤块茎表面擦伤点或区域数,用排水法计量块茎的体积,用损伤点数/块茎体积表示表皮擦伤程度,数值越大表示表皮擦伤敏感性越高,损伤越严重。随机选择经过擦伤处理的3个块茎取平均值。

内部损伤:用I N STRON1185(美国)万能材料试验机(北京化工大学材料分析评价中心),设置10mm・m in-1的挤压速率,自动测定压力达到600N时的形变量,用游标卡尺测量马铃薯块茎挤压方向的挤压横径。以相对形变率(形变量/挤压横径)表示内部损伤(B lahovec&Mares,2003),数值越大,内部损伤敏感性越高,损伤越严重。试验选用3个块茎进行测试,取平均值。

损伤变色:用NE MCO切片机(美国)沿块茎顶芽—基部方向切成1mm厚的切片,取块茎中部切片用清水冲洗横切面,然后用滤纸吸干水,在荧光灯条件下拍照,迅速用保鲜膜包裹切片,放进-30℃的冰箱中冷冻5h。冷冻处理后把切片置于室温下3h后,变色稳定并拍照。在切片中部两侧

取两点检测变色情况,以两点灰度K值[K’-K

0(%)]的平均值表示,K值越大,损伤变色越严

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