马铃薯是世界第四大粮食作物,其在世界农业生产中占据着重要地位。我国虽为马铃薯生产大国,但是单产水平低,主要原因在于栽培技术相对落后。近年来,福建省主推的稻草包芯栽培技术已在生产上证实能够显著提高马铃薯的产量与品质。因此,深入探究稻草包芯栽培技术对马铃薯块茎发育及主要农艺性状的影响,揭示稻草包芯栽培高产机制,对于进一步提升马铃薯高产栽培实践技术和理论基础具有重要意义。本研究选用高产优质的冬种马铃薯品种“中薯3号”为试验材料,在播种后40d至100d时,对稻草包芯栽培和常规裸地栽培(CK)两种不同栽培方式下的马铃薯植株进行主要农艺性状指标测定；并对块茎形成过程(即：匍匐茎的发生、匍匐茎伸长、匍匐茎纵向生长停止与块茎的发生四个发育阶段)中两种栽培方式下的马铃薯匍匐茎及块茎膨大过程(即：60d、70d、80d、90d、 100d五个时期)中的块茎进行差异蛋白质组学研究。比较分析两种栽培方式下马铃薯主要农艺性状指标差异及蛋白质组表达量的变化,并对常规栽培模式下马铃薯块茎发育过程进行差异蛋白质组学研究；进而分析了稻草包芯栽培技术增产机制相关的特异蛋白,旨在从分子水平上揭示其高产机制与块茎发育机理。主要研究结果如下：(1)稻草包芯栽培模式对马铃薯主要农艺性状的影响大田生产实践表明,稻草包芯栽培的马铃薯亩产量高出常规栽培9.07%。从三个主要产量构成要素进行剖析,发现稻草包芯栽培的单株结薯数、单株薯重和商品薯率分别高于常规栽培5.71%、9.68%及2.52%。此外,在农艺性状指标方面,稻草包芯栽培的马铃薯株高、单株匍匐茎鲜重、单株茎叶鲜重、单株块茎鲜重及单株根鲜重在整个马铃薯生长发育过程中均高于常规栽培。这些结果表明,较为发达的根系和匍匐茎以及更为旺盛的地上部可能是造就稻草包芯栽培高产的主要原因。(2)稻草包芯栽培模式对马铃薯匍匐茎蛋白质组表达的影响通过比较分析块茎形成过程中两种栽培模式下马铃薯匍匐茎的双向电泳图谱,获取并成功鉴定29个丰度值大于2且Anova< 0.05的差异表达蛋白点。通过质谱分析及GO功能注释,并根据其生物学功能划分为七大类群,包含10个物质代谢相关蛋白、4个蛋白质合成与降解相关蛋白、4个能量代谢相关蛋白、3个抗性相关蛋白、1个细胞分裂相关蛋白、5个patatin蛋白及2个未知蛋白。在马铃薯块茎形成过程中,稻草包芯栽培模式可能通过增强匍匐茎内碳氮代谢及多种物质代谢、有效调控patatin蛋白的表达以及促进马铃薯匍匐茎内蛋白质合成与细胞分裂,进而促进匍匐茎发育及诱发薯块形成,从而为其高产奠定基础。(3)稻草包芯栽培模式对马铃薯块茎蛋白质组表达的影响运用差异蛋白质组学研究发现,在马铃薯块茎膨大过程中,与常规栽培相比,稻草包芯栽培的马铃薯块茎内有42个蛋白点发生显著差异表达。通过质谱分析及GO功能注释,将这42个差异表达蛋白点划分为六大功能类群：一是物质代谢相关蛋白,10个；二是蛋白质合成与代谢相关蛋白,12个；三是抗性相关蛋白,6个；四是patatin蛋白,11个；五是能量代谢相关蛋白,1个；六是未知蛋白,2个。其中,参与次生代谢与抗非生物胁迫的蛋白在稻草包芯栽培中均表达下调,说明稻草包芯栽培能够给予马铃薯植株更为适宜的生长环境。值得注意的是,促进淀粉生物合成的果糖激酶2和烯醇化酶以及11个马铃薯特异贮藏蛋白——patatin蛋白在稻草包芯栽培中均上调表达,这表明稻草包芯栽培的高产极有可能与块茎内patatin蛋白和淀粉的大量合成密切相关。(4)马铃薯块茎发育过程的蛋白质组差异表达在马铃薯块茎形成过程中,共发现14个差异表达蛋白点。这些差异表达蛋白涉及物质代谢与运输、细胞分裂、蛋白质合成与降解、抗逆性等多种生理代谢过程及patatin贮藏蛋白。在这些差异表达蛋白中,葡萄糖磷酸变位酶的上调表达、铁蛋白的不断积累以及肌动蛋白对细胞分裂与延伸的有效调控可能在块茎形成过程中起重要作用。特别是三个patatin蛋白,一个全程上调表达,另外两个的表达量在块茎发生阶段激增10倍以上。这表明patatin蛋白的表达水平与块茎发育密切相关,在块茎发生阶段表达量达到峰值。在马铃薯块茎膨大过程中,共发现17个差异表达蛋白。这些差异表达蛋白涉及物质代谢、能量代谢、细胞分裂、蛋白质合成、抗逆性等多种生理代谢过程及patatin贮藏蛋白。大多数差异表达蛋白在60d与80d的表达量均显著高于其他三个时期,说明60d与80d极可能是块茎发育关键时期。此外,patatin蛋白在块茎膨大过程中上调表达,表明块茎的膨大需要patatin蛋白的不断积累。