在阅读此文之前，麻烦您点击一下“关注”，感谢您的支持！

文/浩奇

编辑/浩奇

前言

马铃薯是茄科一年生草本植物，具有营养丰富、适应性强、高产稳产等特点，是全世界重要的粮食作物之一。

近年来，随着中国新型粮食战略和农业供给侧结构性改革的实施及马铃薯主粮化战略的持续推进，中国马铃薯的种植面积和产量均大幅增加，并成为中国重要的粮、菜、饲、药兼用作物，在保障粮食安全和社会经济发展中发挥着重要的作用。

雾培马铃薯原原种是通过雾培法生产的高质量马铃薯脱毒原原种,雾培法生产马铃薯原原种，具有生产自动化程度高、成本低、效率高的特点。

近年来被广泛应用于马铃薯原原种的生产,但该方法所生产的种薯由于长期生长在封闭保水的空间内，致使块茎含水量高，表面皮孔较大,在采后贮藏期间极易失水、染病,影响种薯品质。因此，提高雾培马铃薯原原种的贮藏品质对确保种薯质量及马铃薯产业的发展具有重要意义。

糖生物碱( Steroidal glycoalkaloids，SGAs) 作为一类重要的植物次生代谢产物，主要存在于茄科(Solanaceae) 和百合科(Liliaceae)植物中。马铃薯中的 SGAs 也叫龙葵素，主要由 &-茄碱(a-solanine)和 &-卡茄碱(achaconine)组成，占 SGAs 总量的 95% 以上,是一种有苦味的毒性淄类生物碱。

若按体重口服一定含量的 SGAs 会引起严重中毒反应甚至死亡。但正常情况下，马铃薯中 SGAS 含量非常低，不会导致人中毒，只有在马铃薯生长、贮存过程中发生创伤、发芽、虫蛀、腐烂、干旱等胁迫或在其幼嫩组织中，SGAs 会急剧增加。

因此,相关研究表明植物产生 SGAs 是为了抵抗外界环境中病虫害等的侵袭，其含量与植株的抗逆性有显著相关性。如 1980 年,研究发现马铃薯糖昔生物碱具有抵御昆虫侵袭的作用; 其不仅对蝗虫和马铃薯象甲具毒性，对软体动物蜗生的取食也具有驱拒作用。

马铃糖生物碱具有抵御真菌侵染的作用，其含量与其晚疫病和软腐病发病率呈显著负相关;通过对处在干旱胁迫条件下不灌溉处理的马铃薯块茎糖昔生物碱含量进行测量，发现其显著高于灌溉对照。

通过对转绿、发芽、腐烂的马铃薯糖昔生物碱含量进行测定，糖昔生物碱含量均显著增高;研究表明,机械损伤也能显著提高马铃薯块茎糖昔生物碱含量。因此，SGAs 对提高马铃薯的抗逆性具有重要意义。

目前关于马铃薯 SGAs 的研究主要集中在致毒机理、病虫害防治、医药开发等方面,而其对种薯萌发的影响研究较少，有研究表明马铃薯发芽后其幼芽和芽眼部分的 SGAS 含量激增,也有研究表明马铃薯 SGAs 合成 PGA1、PGA2 与 16DOX 基因的低表达在降低龙葵素 表达同时阻碍了马铃薯块茎萌芽,但 SGAs 含量的增加对马铃薯萌芽的影响效果,却鲜有报道。

光照时间、强度均会影响块芸中 SGAs 的含量，因此本试验设置不同光照条件对雾培马铃薯原原种进行贮藏前预处理,研究光照对雾培马铃薯原原种 SGAS 含量及发芽率的影响，探究 SGAS 含量与薯皮绿变程度的关系。

以期通过控制贮藏前预处理条件，改善种薯抗逆性品质，提高发芽率，为雾培马铃薯原原种的采后预处理提供科学依据，并探索通过判断原原种的薯皮绿变程度达到快速判断种薯光照预贮处理完成情况的可行性。

材料与方法

选择由定西马铃薯研究所采用雾培法生产的“大西洋”马铃薯原原种为试验材料，尽量保持一致的生长条件和收获期，选择大小一致、无破损和无腐烂的种薯。

根据前期研究筛选出原原种适宜的预贮温度为 20“C,在该温度条件下,保持相对湿度为 75%士5%。参照光照强度的设置并作适当调整,设定 3 个光照强度:1 000 1x、6 000lx、12 000 lx,光源为功率为 60 W的 LED 灯。

同时设置黑暗预贮和室温散射光预贮，将供试验原原种放入上述条件的环境中，依次在第 0 天、第 3天、第 6 天、第 9 天、第 12 天、第 15 天第 18 天分别取样测定叶绿素(叶绿素 a 和叶绿素 b)SGAs 糖昔生物碱(a-碱和 a-卡茄碱)、皮色度(a"值)、失重率,然后将不同光照处理种薯放入 3~5 C冷库中贮藏,待休眠期结束后在室温条件下进行发芽率和芽长测定。

测定指标与方法

每个处理(D、S、L1、L6、L12)各随机取 30 粒种薯，分别称量记录原始重量,并依次与处理后第 3 天、第 6 天、第 9 天、第 12 天、第15 天、第 18 天再称重，计算失重率。

准确称取 2 g 样品，加入 15 ml95%的乙醇,静置浸提 12 h,过滤到 25 mL的棕色容量瓶中，使用 95%乙醇洗涤滤纸及滤渣直至无绿色,滤液全部洗入容量瓶中，最后用 95%Z醇定容摇匀。

分别测定提取液在 665 nm 和 649nm 下的吸光度,计算叶绿素含量，马铃薯表皮颜色测定采用CR-400 色差计进行测定。每个处理随机选取 10个马铃薯,在每个马铃薯上均匀找出 3 个点测定表皮的 L*(亮度)、a*(红和绿)与 b*(黄与蓝)的值,每 3 天测定一次，a 值表示从绿(a)到红(+a),a 值越小,表示马铃薯表皮绿变程度越高。

用 5%的乙醇作为提取剂，1.3.4HPLC 法进行测定,取马铃薯薯皮样本,称取约 0.5g 样本，加入 1 mL 5%的乙酸水溶液，研磨仪研磨成浆,超声提取 1 h,离心取上清，加入 0.5 mI5%乙酸水溶液复提一次，合并两次上清液，用NaOH 溶液调节 pH 至碱性，正丁醇取 3 次，合并正丁醇相,氮吹吹干,甲醇定容至 0.2 mL,针头式过滤器过滤后待测。

经不同光照预贮前处理的雾培马铃薯原原种贮存于种薯正常环境下度过休眠期后，分别于第 0 天、第 3 天、第 6 天、第 9天、第 12 天、第 15 天、第 18 天测定马铃薯发芽率(以块茎第一个芽长达 2 mm 为发芽标准)和芽长，芽长用游标卡尺测量。

结果与分析

随着预贮处理时间的增加，不同光照处理下的雾培马铃薯原原种的失重率均逐渐增加;黑暗处理下(D)的种薯失重率最低，散射光(S)处理下次之,均低于其他光照组(L1、L6 和L12)处理;光照处理组 L1、L6 和 L12 随着光照增强的增加。

失重率在整个处理阶段基本保持 L12>L6>L1 的趋势;且同一处理时期,光照组 SL1、L6、L12 与黑暗组 D 相比均存在显著差异(P<0.05),而光照组之间无显著差异。

黑暗处理的种薯由于预贮在纸箱中,薯块周围的空气流速降低，其蒸腾速率下降，能较好地保持种薯的水分，因此黑暗贮藏的种薯(D)失重率最低。光照处理中,散射光(S)失重率最低，说明相较于散射光，直射光更易促进马铃薯种薯失水，且光线越强失重率越高。这可能是光照增强了马铃薯的呼吸作用,促进了物质的转化。

随着预贮处理时间的延长，不同光照处理下(S、L1、L6、L12)种薯块芸表皮的叶绿素含量均呈现上升趋势，黑暗条件下(D)预贮的种薯表皮叶绿素含量整体趋势变化不大,薯皮没有发生绿化现象，这可能是因为黑暗条件下无法进行光合作用而产生叶绿素，黑暗处理的叶绿素含量比初始含量略有降低,可能是因为取样具有随机性的影响。

从光照第 3 天开始，同一处理时期叶绿素含量均呈现出光照组 S、L1、L6、L12 大于黑暗组 D的趋势，差异显著(P<0.05)，且随着光照的增强叶绿素含量呈增高趋势(D<S<L1<L6<L12) .处理第 15 天时，不同光照强度之间均早现显著差异(P<<0.05)。

处理第 6 天,L12 处理中叶绿素含量即达 47.15 mg/kg，为初 始含量(24.86mg/kg)的近2 倍,差异显著(P<0.05),L6 的叶绿素含量增长仅次于 L12;处理第 12 天,叶绿素含量达 50.91 mg/kg,为初始含量的 2 倍多,差异显著(P<0.05)。

处理 L1 的叶绿素增长量大于 S处理，但二者的积累速度均较为平缓;处理至 18天,处理组 D、S、L1、L6、L12 的叶绿素含量分别是 18.74、39.55、43.12、55.6461.92 mg/kg,其中 L12 处理的叶绿素含量增长最快，是黑暗组的3.3 倍,差异显著(P<0.05)。

随着光照处理强度的增大和处理时间的延长，光照处理组(L12、L6、L1) 及散射光 S处理组的 a"值均早下降趋势(a值越低绿变程度越高),薯皮绿变程度加大。预贮处理前 6天,L12、L6、L1、S 组的 a"值均大幅度下降,与 D组相比差异显著(P<0.05);L6 与L12 下降幅度接近,差异性不显著。

第 6 天后,L6 的 a”值下降速度则低于 L12,下降趋于平缓,但差异性仍不显著。从整体处理过程看，L12 的 a” 值下降幅度最大,从 7.39 降低至 0.30,L6、L1、S 组依次低于L12;黑暗处理(D)的 a” 值变化不明显，预贮处理第18 天.a"值始终在 7.31 与 8.03 之间浮动，但无明显变化趋势，这可能是因为测定 a"值时种薯选择的随机性而导致的差异。

基于 Lab 表色系统对雾培马铃薯薯皮色度变化进行了动态模拟。可较为直观地看到光照强度及光照时间对雾培马铃薯薯皮色度变化的影响,便于对生产应用中的种薯薯皮色变给予更直观的指导和判断。

结 论

雾培法作为一种高效生产马铃薯脱毒微型薯的新方法，采用其方法生产的种薯品质对全国马铃薯种薯产业的健康发展具有非常重要的作用，本实验结果表明: D通过对各预贮处理组发芽率芽长的观测，发现各处理组雾培马铃薯原原种度过休眠期后，发芽率和芽长均随着时间的增加而呈上升趋势。

但经 L6(6 000 1x)光照预贮过的雾培马铃薯原原种相较于其他处理组，发芽率和芽长均具有明显优势，因此该条件可作为提高雾培马铃薯种薯发芽率、增强雾培马铃著种薯品质的预贮处理条件。

对 L6 处理组D 处理组各指标进行相关性分析发现，SGAs 含量与雾培马铃薯原原种的发芽率、芽长呈显著正相关，提高 SGAs 含量可促进种薯发芽率和芽长的增长,由于是初步的试验结果，今后还需做进一步的试验验证。

同时，对比不同处理组 SGAs 含量和发芽率的关系，发现 D、S、L1L6、L12 处理组中的 SGAs 总含量依次呈现由低到高的趋势，同时D、S、L1、L6 处理组的发芽率也对应呈现出依次升高的趋势，但 L12 组发芽率却明显低于 L6和 L1 处理组，这可能是 L12 组预贮处理后失重率高,影响了种薯发芽率。

通过相关性分析也可 发现发芽率与失重率呈现极显著负相关,这与上述推断相符合。同时,根据研究不同浓度 SGAs 含量对种薯发芽的影响，结果表明高浓度的 SGAs 含量反而抑制了种薯的发芽,这也与本试验结果相吻合。

B通过设置不同光照条件对雾培马铃薯原原种 SGAs 含量和叶绿素含量的分析发现,各处理组随着预贮时间的延长，SGAs 和叶绿素含量均呈现上升趋势，但黑暗处理组的 SGAs 和叶绿素含量明显低于光照处理组(S、L1、L6、L12),且直射光处理组(L1、L6、L12)的影响作用明显强于散射光处理组(S)。

而直射光处理组(L1、L6、L12)也呈现出随着光照强度的增加，其 SGAs 和叶绿素含量增加趋势越明显。因此，在实际生产中可通过设置不同光照条件对种薯进行预贮处理,增加 SGAs 含量以提高种薯发芽率。

根据不同光照预贮处理下薯皮色度的变化动态图,可以直观看出随着光照时间、光照强度的改变,薯皮色度绿变明显，这与所测得的叶绿素含量及 a"值的变化趋势一致，且通过相关性分析，SGAs 含量与叶绿素含量呈极显著正相关,相关系数 0.929(P<0.01),与 a”值呈显著负相关。

相关系数一0.766(P<0.05),即随着 SGAs 含量的增加，种薯叶绿素含量也呈现出增加趋势,绿变加强。因此在对雾培马铃薯原原种进行光照预贮的实际应用中,可以参照薯皮色度绿变情况,判断光处理效果，以达到通过薯皮绿变程度判断 SGAs 含量，快速评估种薯光照预贮处理完成情况的目的。