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为探讨宁南半干旱雨养区马铃薯块茎淀粉积累及产量形成对不同磷肥施用量的响应机理,在2018年和2019年以宁南山区主栽马铃薯品种“青薯9号”为材料,采用随机区组试验设计,在相同氮肥和钾肥(N:180kg/hm2、K2O:45kg/hm2)条件下设置5个磷肥水平T1(P2O5:0kg/hm2)、T2(P2O5:60kg/hm2)、T3(P2O5:120kg/hm2)、T4(P2O5:180kg/hm2)、T5(P2O5:240kg/hm2),以不施肥为对照(CK),研究了不同磷肥施用量对马铃薯生长发育、干物质积累及分配、叶片光合及生理特性、淀粉含量及淀粉合成关键酶活性、产量及产量构成因素的影响,并且利用RNA-seq技术初步筛选调控块茎淀粉合成的基因。结果如下:1.适宜的磷肥施用量可以增加马铃薯的株高、茎粗、叶面积指数(LAI)、SPAD值、干物质积累量。不同施磷量处理下马铃薯株高和茎粗呈逐渐增加趋势,T3处理株高和茎粗最大;适宜的施磷量可以在生育后期维持较高的LAI,2018年和2019年均以T3处理的LAI最大,较CK增加了 168.93%和38.89%;不同处理下SPAD值呈单峰曲线变化,在出苗后60d达到峰值,T3处理SPAD值最大;不同磷肥施用量下马铃薯总干物质积累符合慢-快-慢的“S”型曲线变化,随着施磷量的增加马铃薯叶片、地上茎和块茎的干物质积累量在增加,施磷量为120kg/hm2时马铃薯植株的干物质量最大,2018年和2019年块茎的干物质积累量依次是 T3>T2>T4>T5>T1>CK 和 T3>T4>T2>T5>T1>CK,当施磷量超过 120kg/hm2 时,马铃薯的叶面积指数和地上部干物质积累量下降迅速,造成马铃薯植株的早衰,不利于后期光合产物向块茎的转移。2.不同施磷量处理下马铃薯功能叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、PSII潜在活性(Fv/Fo)、PI均随马铃薯的生长发育呈单峰曲线变化。在T3处理下,马铃薯功能叶片的光合和荧光参数均显著高于其他处理,最有利于马铃薯的光合作用促进光合产物的积累。适宜的施磷量可以降低马铃薯叶片的膜脂过氧化程度,降低叶片的细胞膜透性、丙二醛和脯氨酸含量,增加叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,T3处理的保护酶活性最大,可以有效缓解马铃薯的早衰。3.不同施磷量下马铃薯块茎直链淀粉含量呈先增加后降低的趋势变化,2018年和2019年T1-T5处理的直链淀粉含量较CK显著增加0.17、0.49、2.15、2.41、2.02和0.02、0.46、2.61、2.36、1.53个百分点;支链淀粉和总淀粉含量呈逐渐增加趋势变化,在施磷量为120kg/hm2时支链淀粉和总淀粉含量最大;淀粉积累速率在马铃薯开花后60d随着施磷量的增加急剧下降,T3处理(施磷量120kg/hm2)马铃薯淀粉积累速率下降缓慢,明显高于其他处理,更有利于淀粉的积累;不同处理下马铃薯总淀粉积累量符合“S”型增长曲线,2018年和2019年各处理下淀粉积累最大速率依次是T4>T5>T3>T2>CK>T1 和T3>T4>T5>T2>T1>CK;不同处理下马铃薯块茎 AGPase、UGPase、SSS、GBSS、SBE 活性随马铃薯的生长发育均为单峰曲线变化,T3处理下淀粉合成关键酶活性最大;通径分析表明,马铃薯块茎淀粉合成关键酶活性与直链淀粉、支链淀粉和总淀粉的形成有密切的关系,UGPase与SBE不利于直链淀粉的合成,支链淀粉含量受SSS和SBE影响最大,总淀粉含量受5种淀粉合成关键酶的共同调控。4.不同施磷量处理下马铃薯块茎淀粉代谢相关基因存在差异。初步筛选出T1、T2、T3、T4、T5处理较CK参与调控淀粉代谢通路的差异基因分别为:5个(2个上调表达,3个下调表达)、4个(4个均为上调表达)、7个(1个上调表达,6个下调表达)、0个、2个(2个均为下调表达)。说明,磷肥的用量会影响马铃薯块茎淀粉代谢过程的相关基因的表达,进而影响马铃薯块茎淀粉的合成5.不同施磷量处理下马铃薯产量和产量构成因素之间差异显著,适宜的施磷量有利于马铃薯每穴薯重、大薯数和产量的提高,降低小薯数。T3处理(施磷量为120kg/hm2)下,马铃薯的每穴薯重、大薯数均高于其他处理,小薯数均低于其他处理。随着施磷量的增加马铃薯的商品薯产量和公顷产量呈先增加后降低的变化趋势,2018年在T4处理下(施磷量180kg/hm2)马铃薯的产量和净收益最高,2019年在T3处理下(施磷量为120kg/hm2)马铃薯的产量最大且净收益最高;2018年和2019年与CK相比,T1-T5处理马铃薯的产量增加了 7.49%、19.87%、40.11%、45.84%、38.02%和 7.24%、21.38%、57.13%、40.23%、24.30%;相关性分析表明,马铃薯块茎产量与大薯数存在显著或极显著的正相关,与小薯数存在显著或极显著的负相关,所以适宜的施磷量有利于提高马铃薯的每穴薯重、大薯数,降低马铃薯小薯数,进而提高马铃薯的产量。