激動(dòng)素對(duì)馬鈴薯試管薯大小的影響

鄭森 高玉亮 滕躍 張雁 李葵花

摘要 [目的]研究不同濃度激動(dòng)素（KT）對(duì)馬鈴薯試管薯大小的影響，以期獲得較大的試管薯。[方法]利用“諾蘭”馬鈴薯脫毒植株，確定形成較大試管薯的最佳KT濃度、光照時(shí)間及莖段部位。[結(jié)果]KT可誘導(dǎo)較大的試管薯，在全黑暗、含3 mg/L KT的MS培養(yǎng)基條件下，來(lái)自植株莖頂端基礎(chǔ)苗所誘導(dǎo)的試管薯平均單薯重最大，為326.5 mg，且植株下部莖段的基礎(chǔ)苗也可形成較大的試管薯，平均單薯重為237.8 mg。[結(jié)論]該研究可為“諾蘭”馬鈴薯品種試管薯貯藏研究提供理論數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯；試管薯；外源激素；激動(dòng)素

Effect of Kinetin on the Size of Microtuber in Potato Plantlets

ZHENG Sen1，GAO Yu-liang2，TENG Yue1，LI Kui-hua1* et al

（1.Agricultural College of Yanbian University，Yanji， Jilin 133002；2.Yanbian Agricultural Sciences Academy， Longjing， Jilin 133400）

Abstract [Objective] To study the effect of different concentration kinetin on the size of microtuber in potato plantlets for obtaining bigger microtubers. [Method]Using virus-free "Nuolan"potato，this experiment was conducted by in vitro culture technique in different KT concentration， illumination time and induction microtuber explants from different parts of plantlet to study effects on the microtuber size.[Result] Kinetin hormone can induce bigger microtuber. Based on MS+3 mg/L KT medium in dark，the microtuber was the biggest from the upper explants of plantlets with an averagen weight 326.5 mg and the buttom explants of plantlet can also form a bigger microtuber which the average weight was 237.8 mg.[Conclusion]The study provides theory basis for analyzing storage of “Nuolan” microtubers.

Key words Potato；Microtubers；Exogenous hormone；KT

馬鈴薯試管薯具可周年生產(chǎn)、易貯運(yùn)、抗病毒能力強(qiáng)等特點(diǎn)，但因個(gè)體小、不利貯藏、繁殖系數(shù)低等缺點(diǎn)而主要應(yīng)用在種質(zhì)保存及原原種生產(chǎn)上。增加試管薯個(gè)體大小，提高貯藏力是試管薯廣泛應(yīng)用于馬鈴薯種薯生產(chǎn)的有效措施之一。研究表明，80 g/L 蔗糖濃度培養(yǎng)條件下的結(jié)薯率最高，且大薯最多[1-2]；培養(yǎng)基中含 6 g/L 6-BA 時(shí)，以 100 g/L 蔗糖濃度時(shí)結(jié)薯最早[3]，而不含激素的誘導(dǎo)培養(yǎng)基結(jié)薯率只有 24%[4]。張延麗等[5]按照薯塊適合播種的標(biāo)準(zhǔn)（小薯<0.15 g和大薯 ≥0.15 g）調(diào)查結(jié)薯情況，發(fā)現(xiàn)散射光和適當(dāng)?shù)蜏乜梢蕴岣咴嚬苁淼漠a(chǎn)量和質(zhì)量?？傊邼舛日崽牵?0～100 g/L）、全黑暗和較低溫度（18 ℃左右）是適合所有馬鈴薯栽培種誘導(dǎo)試管薯的重要條件，而營(yíng)養(yǎng)成分比例和激素組合等因馬鈴薯的品種不同而存在著較大差異。盡管許多學(xué)者對(duì)試管薯的數(shù)量及試管薯誘導(dǎo)形成做了大量研究，但細(xì)胞分裂素激動(dòng)素（Kinetin，KT）對(duì)試管薯大小的影響研究較少，筆者研究了KT對(duì)試管薯大小的影響，確定形成較大試管薯的最佳條件，以期生產(chǎn)出貯藏之后仍維持較高生長(zhǎng)勢(shì)的試管薯，解決因試管薯過(guò)小，干物質(zhì)含量少而不利于貯藏的問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 材料

馬鈴薯“諾蘭”品種脫毒試管苗（延邊朝鮮族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供）。

1.2 方法

1.2.1 試管苗的擴(kuò)繁。

將馬鈴薯脫毒試管苗在無(wú)菌條件下切取單葉節(jié)莖段（1.0 cm）作為外植體，接種到25 mL的基礎(chǔ)培養(yǎng)基（MS+20 g/L蔗糖，pH 5.7）中培養(yǎng)，每瓶接種5個(gè)外植體。培養(yǎng)條件為溫度（25±2）℃，光照強(qiáng)度3 000 lx，光照時(shí)間16 h/d，培養(yǎng)25 d，獲得誘導(dǎo)試管薯的母株。

1.2.2 試管薯形成及調(diào)查。

選取長(zhǎng)勢(shì)一致的基礎(chǔ)苗作為誘導(dǎo)試管薯的母株，并轉(zhuǎn)接于含有20 mL的試管薯誘導(dǎo)培養(yǎng)基（MS+60 g/L蔗糖，pH 5.7）中，每瓶3株，每個(gè)處理10瓶，重復(fù)3次，在18 ℃條件下，培養(yǎng)45 d，誘導(dǎo)試管薯，調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)薯始期、平均單薯重、每株結(jié)薯數(shù)量、試管薯顏色等。

1.2.3 試管薯誘導(dǎo)KT濃度的篩選。

在試管薯誘導(dǎo)培養(yǎng)基中添加0、1、2、3、4、5 mg/L KT，共6個(gè)處理，全黑暗條件下誘導(dǎo)試管薯。

1.2.4 試管薯誘導(dǎo)光照時(shí)間的篩選。

將長(zhǎng)勢(shì)一致的基礎(chǔ)苗轉(zhuǎn)接至誘導(dǎo)試管薯最適KT濃度培養(yǎng)基中，在全黑暗和光照強(qiáng)度3 000 lx，光照時(shí)間分別為8、16 h/d的不同光照條件下誘導(dǎo)試管薯。

1.2.5 試管薯誘導(dǎo)部位的篩選。

為了探討試管苗的不同部位對(duì)試管薯形成的影響，把試管苗分為頂端、中部、下端莖段，并分別在基礎(chǔ)培養(yǎng)基中培養(yǎng)25 d，之后轉(zhuǎn)移至誘導(dǎo)試管薯最適KT濃度培養(yǎng)基中，在全黑暗條件下誘導(dǎo)試管薯。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均是3次重復(fù)的均值，利用SPSS 10.0軟件進(jìn)行差異分析，采用單因素方差分析中Duncans法進(jìn)行差異顯著性測(cè)驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 KT濃度對(duì)試管薯形成的影響

從表1可以看出，適當(dāng)?shù)腒T濃度使試管薯提前結(jié)薯，當(dāng)KT濃度大于3 mg/L時(shí)，誘導(dǎo)試管薯第12天開(kāi)始形成試管薯，而在不含KT及含有較低濃度KT（1 mg/L）培養(yǎng)基中則需要15 d。另外，不同的KT濃度對(duì)每株結(jié)薯量及平均結(jié)薯重有不同的影響，從表1可以看出，含有3 mg/L和4 mg/L濃度的KT培養(yǎng)基所誘導(dǎo)的試管薯數(shù)量較多，其結(jié)薯量顯著多于對(duì)照組。當(dāng)KT濃度為3、4、5 mg/L時(shí)，平均薯重顯著高于對(duì)照組。從結(jié)薯始期、薯重、單株結(jié)薯量及KT投入價(jià)格等綜合考慮，選擇3 mg/L的KT濃度作為誘導(dǎo)較大、較重試管薯的最佳濃度，此時(shí)所形成的每株結(jié)薯數(shù)量和平均薯重分別較對(duì)照組增加約1.3倍和1.7倍。

2.2 光照時(shí)間對(duì)試管薯形成的影響

表2為含3 mg/L的KT培養(yǎng)基中的試管苗在不同光照時(shí)間條件下，誘導(dǎo)試管薯的研究結(jié)果。從表2可以看出，全黑暗條件下誘導(dǎo)試管薯僅需15 d，且誘導(dǎo)的試管薯數(shù)量較多、平均薯重較重。在8 h/d的短日照條件下，含3 mg/L的KT培養(yǎng)基中結(jié)薯始期較長(zhǎng)（45 d），且每株結(jié)薯數(shù)量及平均薯重分別比對(duì)照組減少約79.5%和69.6%；而在不含KT的培養(yǎng)基中沒(méi)有觀(guān)察到試管薯形成的現(xiàn)象。在16 h/d的長(zhǎng)日照條件下，誘導(dǎo)45 d時(shí)未觀(guān)察到試管薯的形成，進(jìn)一步觀(guān)察表明，在長(zhǎng)日照條件下誘導(dǎo)130 d左右時(shí)才開(kāi)始形成少量試管薯。值得注意的是，在短日照條件下形成的試管薯上可攜帶小芽，而黑暗條件下形成的試管薯上并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)小芽，其原因有待于進(jìn)一步研究。

2.3 外植體不同部位對(duì)試管薯形成的影響

表3為利用試管苗的上部、中部、下部莖段所形成的基礎(chǔ)苗在全黑暗條件、含3 mg/L KT培養(yǎng)基中誘導(dǎo)試管薯的結(jié)果。從表3可以看出，植株莖頂端形成的基礎(chǔ)苗誘導(dǎo)試管薯所需時(shí)間最長(zhǎng)，為18 d，而植株中部、下部莖段所形成的基礎(chǔ)苗誘導(dǎo)試管薯時(shí)間均為15 d。試管苗的上部、中部、下部莖段形成的基礎(chǔ)苗的每株結(jié)薯量之間無(wú)顯著性差異，而從莖頂端基礎(chǔ)苗誘導(dǎo)的平均薯重顯著高于中部和下部。研究結(jié)果表明，利用莖頂端形成的基礎(chǔ)苗容易誘導(dǎo)較大的試管薯。

3 討論

即使在沒(méi)有任何外源激素的參與下，只要滿(mǎn)足較低溫度（18 ℃左右）、全黑暗條件、較高濃度蔗糖（60 g/L以上）等適宜結(jié)薯的環(huán)境條件，馬鈴薯植株也能夠形成試管薯，但其結(jié)薯晚、結(jié)薯率低、薯塊小。為提高試管薯的產(chǎn)量和質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，使用外源激素是必要的[6]。細(xì)胞分裂素類(lèi)能促進(jìn)試管薯的結(jié)薯數(shù)量和薯重，其中以6-BA效果最為顯著。例如，王肖云等[7]的研究表明，在含2 mg/L的 6-BA（MS+100 g/L蔗糖）固體培養(yǎng)基上誘導(dǎo)試管薯的結(jié)薯率和薯塊單重最高，達(dá)72.2%和 103.3 mg，且在含有5 mg/L KT培養(yǎng)基（MS+100 g/L蔗糖）上誘導(dǎo)試管薯的結(jié)薯率達(dá)100%，試管薯單重103.4 mg，并隨著 KT 濃度的降低，結(jié)薯率下降，說(shuō)明高濃度 KT 有利于試管薯的形成；在較高濃度的KT時(shí)（4 mg/L）可促進(jìn)孟加拉栽培品種Diamant試管薯的膨大，平均薯重達(dá)389.0 mg[8]。

該研究表明，全黑暗條件和適當(dāng)?shù)腒T濃度均可提前誘導(dǎo)較大的試管薯，其中以3 mg/L的KT濃度誘導(dǎo)試管薯效果最佳，其作用表現(xiàn)在提前誘導(dǎo)試管薯和能誘導(dǎo)較大的試管薯上，且結(jié)薯率為100%。另外，來(lái)自植株莖頂端的基礎(chǔ)苗形成較大試管薯，試管薯平均單重為326.5 mg，表明不同品種誘導(dǎo)試管薯的效果有差異，有必要對(duì)不同馬鈴薯品種建立最佳誘導(dǎo)試管薯的條件。

為了獲得“諾蘭”馬鈴薯品種較大的試管薯，在獲得均勻基礎(chǔ)苗條件下，采用含3 mg/L的KT培養(yǎng)基（MS+60 g/L蔗糖），在全黑暗條件下誘導(dǎo)試管薯，均可獲得200 mg以上的試管薯，能夠在降低成本的基礎(chǔ)上，最大限度地提高試管薯的結(jié)薯數(shù)量及試管薯大小，并且縮短生產(chǎn)周期。

4 結(jié)論

激動(dòng)素作為植物細(xì)胞分裂素，其可以促進(jìn)馬鈴薯試管薯生長(zhǎng)發(fā)育，其作用主要表現(xiàn)在提前誘導(dǎo)試管薯，增加試管薯結(jié)薯數(shù)量，提高平均單薯重。對(duì)于“諾蘭”馬鈴薯品種而言，將培養(yǎng)25 d的脫毒試管苗轉(zhuǎn)移至含3 mg/L KT的培養(yǎng)基（MS+60 g/L蔗糖，pH 5.7）中，并在全黑暗條件下可誘導(dǎo)較

大的試管薯。

參考文獻(xiàn)

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