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Potato Research

, Volume 22, Issue 1, pp 1–17 | Cite as

The effect of maturation, protein content, and ploidy on phosphorus metabolism of potato cultivars and Phureja-Tuberosum hybrids

  • W. A. Quick
  • J. C. Snyder
  • Sharon L. Desborough
Article

Summary

Selection for high protein potatoes may be influenced by maturity level at harvest. as well as by genetic capacity. The phosphorus metabolism provided a clue as to physiological maturity. We determined the major phosphorus compounds present in tubers of named cultivars sampled at weekly intervals during the growing season. We also assessed the phosphorus compounds associated with mature tubers of twelve Phureja-Tuberosum hybrid lines varying widely in protein content, and in ploidy. High levels of organic phosphorus, nucleic acid phosphorus, and lipid phosphorus were characteristic of immature tubers. These values declined to a mid-season plateau that was maintained to harvest. Much greater variability in phosphorus balance was found in the hybrid clones analysed than in named cultivars. In some cases high protein levels were clearly associated with delayed maturity of hybrid lines. Other clones appeared to exhibit greater capacity for protein synthesis in the maturing tuber.

Additional keywords

tuber protein physiological maturity 

Zusammenfassung

Untersuchungen über den Gehalt an phosphorhaltigen Inhaltsstoffen in sich entwickelnden Knollen von zwei Kartoffelsorten ergaben ursprünglich hohe Werte an gesamt organischem Phosphor. anorganischem Phosphor, phosphorhaltigen Nukleinsäuren und Phospholipiden (Tab. 1, Abb. 1, 2). Diese Gehalte verminderten sich ständig bis zu Werten in der Mitte der Wachstumszcit, die bis zur Ernte beibehalten wurden. Der an Stärke gebundene Phosphor, ursprünglich gering, stieg ständig bis zu einem bestimmten Wert in der Mitte der Knollentwicklung an (Abb. 3, 6). Der an Phytinsäure gebundene Phosphor zeigte keinen klaren Trend (Abb. 4, 7). Veränderungen im Gehalt an Nukleotidphosphor schlugen sich in den Gehalten an anorganischem Phosphor und an Stärke gebundenem Phosphor in der darauf folgenden Woche nieder (Tabellen 2, 3).

In Knollen von 12 Phureja-Tuberosum-Hybridlinien, die im Proteingehalt stark variierten und diploide und tetraploide Nachkommen umfassten, wurde der Gehalt der hauptsächlichen phosphorhaltigen Fraktionen bestimmt (Tabellen 5, 6, 7, 8). Zwischen den Hybridklonen bestand eine weit grössere Variabilität als zwischen den benannten Sorten, die zu Vergleichszwecken mit untersucht wurden. In einigen Fällen schien diese grössere Variabilität durch eine verzögerte Knollenausreife verursacht zu sein, die sich in den erhöhten Werten für Nukleinsäure-P und Lipid-P zur Erntezeit zeigte. In anderen Fällen schien die Variabilität im Phosphorstoffwechsel mit einer grösseren Fähigkeit zur Proteinanhäufung verbunden zu sein. Wurden die Werte für Nukleinsäuren als Prozent des gesamten organischen Phosphors ausgedrückt. ergaben sich keine signifikanten Unterschiede zwischen diploiden und tetraploiden Hybridlinien (Fig. 5. Tabellen 6. 7. 8)., Der Gehalt an Stärke gebundenem Phosphor was in den Hybriden übereinstimmend geringer als in den Sorten. während der Gehalt an Nukleinsäure-P und Lipid-P in den Hybriden höher zu sein schien.

Wo deutliche Unterschiede im Proteingehalt von Klonen, die zu verschiedenen Zeiten wuchsen, gefunden wurden, konnten sie gewöhnlich mit der Knollenunreife erklärt werden. Die höheren Proteingehalte gingen mit höheren Nukleinsäure- und Lipid-Phosphorgehalten einher, die für solche Knollen charakteristisch sind.

Résumé

L'étude des teneurs en constituants phosphorés contenus dans les tubercules de deux variétés durant leur croissance a révélé l'existence de hauts taux initiaux de phosphore organique total, phosphore inorganique et phosphore associé aux acides nucléiques et aux phospholipides (tableau 1, figures 1 et 2). Ces taux ont diminué progressivement jusqu'à un plateau situé à la mi-saison, et se sont maintenus ensuite jusqu'à la récolte. Le taux de phosphore associé à l'amidon, initialement faible, a augmenté fortement et atteint un plateau au milieu de la période de croissance des tubercules (figures 3 et 6). Le phosphore associé à l'acide phytique n'a pas montré une tendance aussi nette (figures 4 et 7). Les variations en phosphore nucléotidique ont été le reflet de l'évolution des teneurs en phosphore inorganique et en phosphore associé à l'amidon trouvées la semaine suivante (tableaux 2 et 3).

Les taux des principales fractions phosphoriques ont été déterminés pour les tubercules de douze hybrides. Phureja-Tuberosum variant largement dans leurs teneurs en protéines et comprenant des lignées diploïdes et tétraploïdes (tableaux 5. 6. 7 et 8). Une beaucoup plus grande variabilité existait entre les clones hybrides qu'entre les variétés étudiées en comparaison. Dans quelques cas, cet accroissement de la variabilité apparaissait être dû au retard de la maturation des tubercules, ce que montrait le taux élevé en phosphore associé aux acides nucléiques et aux lipides lors de la récolte. Dans d'autres cas, la variabilité dans le métabolisme du phosphore apparaissait être en relation avec la plus grande capacité d'accumulation de protéines. Les teneurs en acides nucléiques, exprimées en pourcentage du phosphore organique total, n'ont pas montré de différences significatives entre les lignées hybrides diploïdes et tétraploïdes (figure 5, tableaux 6, 7 et 8). Le phosphore associé à l'amidon a présenté une teneur sensiblement plus faible dans les hybrides que dans les variétés tandis que le taux de phosphore des acides nucléiques et des nucléotides tendait à être plus élevé dans les hybrides.

Partout où des différences au niveau du taux de protéines ont été trouvées dans les lignées hybrides cultivées durant plusieurs années (tableau 8) il a été normalement possible d'expliquer ce fait par une absence de maturité dans l'un des cas. Les plus hautes teneurs en protéines ont été accompagnées d'une élévation des taux d'acides nucléiques et de phospholipides caractéristique de tels tubercules.

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References

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Copyright information

© Kluwer Academic Publishers 1979

Authors and Affiliations

  • W. A. Quick
    • 1
  • J. C. Snyder
    • 2
  • Sharon L. Desborough
    • 3
  1. 1.Department of BiologyUniversity of ReginaReginaCanada
  2. 2.Department of Horticulture and Landscape ArchitectureUniversity of KentuckyLexingtonUSA
  3. 3.Department of Horticultural Science and Landscape ArchitectureUniversity of MinnesotaSt. PaulUSA

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