椰汁在馬鈴薯莖尖脫毒培養(yǎng)中的應(yīng)用

郭廣玉 丁芳 孫喜云 劉廣卿 左雙喜 張繼紅

摘? ? 要： 為了研究馬鈴薯莖尖脫毒培養(yǎng)基中加椰汁對(duì)脫毒苗的影響，在培養(yǎng)基中加入不同劑量的椰汁，調(diào)查分析脫毒苗的成苗率、苗高、莖粗、每株總根長(zhǎng)等指標(biāo)。結(jié)果表明，在MS+6-BA 0.5 mL·L-1+NAA 0.2 mL·L-1培養(yǎng)基基礎(chǔ)上，加入50 mL·L-1的椰汁，脫毒苗的成苗率、莖粗和每株總根長(zhǎng)達(dá)最大值，分別為83.63%、1.04 mm和4.37 cm，苗高為7.28 cm;加入60 mL·L-1的椰汁，脫毒苗的苗高達(dá)最大值7.30 cm;苗高的變異系數(shù)最大，為44.55，總根長(zhǎng)的變異系數(shù)最小，為9.13;總根長(zhǎng)與莖粗的相關(guān)性最大，二者的相關(guān)系數(shù)為0.966。說(shuō)明MS+6-BA 0.5 mL·L-1+NAA 0.2 mL·L-1+椰汁50 mL·L-1是馬鈴薯莖尖脫毒培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基，苗高受多種因素的影響，總根長(zhǎng)只與培養(yǎng)基成分有關(guān)。

關(guān)鍵詞： 馬鈴薯; 椰汁; 莖尖脫毒; 培養(yǎng)基

Abstract： The effect of adding coconut juice on potato virus-free seedlings was investigated. Different doses of coconut juice were added into the culture medium，? the survival rate， height， stem diameter and total root length of the virus-free seedlings were investigated. The results showed that， under the treatment of adding 50 mL·L-1 coconut juice into the basic medium of MS+6-BA 0.5 mL·L-1+NAA 0.2 mL·L-1， the seedling formation rate， stem diameter and total root length of each plant reached the maximum values （83.63%， 1.04 mm and 4.37 cm， respectively）， and the seedling height was 7.28 cm. When 60mL/L coconut juice was added， the maximum value of the virus-free seedlings was 7.30 cm. The variation coefficient of seedling height was the highest （44.55） and the total root length was the lowest （9.13）. The correlation coefficient between total root length and stem diameter was 0.966. The combination of MS +6-BA 0.5 mL·L-1 + NAA 0.2 mL·L-1 + Coconut juice 50 mL·L-1 was the best culture medium for potato stem tip virus-free culture， seedling height was affected by many factors， and total root length was only related to the medium composition.

Key words： Potato; Coconut juice; Stem tip; Virus-free medium

馬鈴薯是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，它有著生育期短，適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)量高，效益好的特點(diǎn)。在目前大面積土地流轉(zhuǎn)的情況下，馬鈴薯的栽培面積迅速擴(kuò)大，但是馬鈴薯的各種病毒病或類病毒病直接影響其產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益[1]。病毒和類病毒的累積性感染是引起馬鈴薯種性退化的重要因素[2]，而通過(guò)組織培養(yǎng)獲取無(wú)病毒種薯來(lái)恢復(fù)種性的方法已被馬鈴薯生產(chǎn)地區(qū)廣泛采用。近年來(lái)關(guān)于馬鈴薯莖尖脫毒技術(shù)的研究報(bào)道較多，采用脫毒種薯進(jìn)行馬鈴薯生產(chǎn)已經(jīng)取得巨大的經(jīng)濟(jì)效益[3-6]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，椰汁含有的營(yíng)養(yǎng)成分較多，如葡萄糖、蔗糖、果糖、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素B、維生素C以及鈣、磷、鐵等微量元素及礦物質(zhì)。脫毒培養(yǎng)時(shí)，在培養(yǎng)基中加入適當(dāng)濃度的椰汁有助于莖尖組織分化成苗;在脫毒苗擴(kuò)繁中，椰汁對(duì)培養(yǎng)壯苗、生根有促進(jìn)作用。椰汁在馬鈴薯莖尖脫毒培養(yǎng)基中的應(yīng)用未見(jiàn)報(bào)道，在蘭花類植物的組織培養(yǎng)中應(yīng)用較多，如樊家榮等[7]在大花蕙蘭培養(yǎng)基中加入150 mL·L-1的椰汁有利于幼芽增殖培養(yǎng)，朱橋等[8]報(bào)道MS培養(yǎng)基中加入15%的椰汁有利于血葉蘭的壯苗培養(yǎng)，李娜[9]報(bào)道椰汁可以促進(jìn)蝴蝶蘭組培苗的生根等。筆者研究了不同濃度的椰汁對(duì)馬鈴薯脫毒苗的影響，有助于提高莖尖脫毒培養(yǎng)的成功率，為河南地區(qū)馬鈴薯脫毒產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 馬鈴薯品種及椰汁 本研究2018年2—5月在商丘市農(nóng)林科學(xué)院組培室進(jìn)行。試驗(yàn)材料為商丘市馬鈴薯主栽品種‘荷蘭15，由商丘市農(nóng)林科學(xué)院瓜菜所提供，并提前在室內(nèi)做好催芽工作。椰汁為超市的金椰，買回實(shí)驗(yàn)室后破殼取出，用濾紙過(guò)濾后置于-4 ℃冰箱待用。

1.1.2 培養(yǎng)基配方 試驗(yàn)中莖尖愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)的培養(yǎng)基和分化脫毒苗的培養(yǎng)基相同，培養(yǎng)基配方見(jiàn)表1。

1.2 方法

1.2.1 莖尖剝離 將經(jīng)過(guò)消毒處理3～4 cm長(zhǎng)的馬鈴薯幼芽材料置于解剖鏡的載物盤上，在40倍的目鏡下用解剖針由外向里逐層將幼芽生長(zhǎng)點(diǎn)上的小葉片和葉原基剝離掉，只保留帶2個(gè)葉原基的頂端生長(zhǎng)點(diǎn)，大小約為0.2 mm。用解剖針把生長(zhǎng)點(diǎn)“切”下置于培養(yǎng)基上，封嚴(yán)瓶口放于培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)。每瓶放生長(zhǎng)點(diǎn)3個(gè)，每處理10瓶。

1.2.2 莖尖培養(yǎng)條件 溫度23～25 ℃，光照強(qiáng)度3 000～4 000 lx，濕度65%～70%，光照時(shí)間為每天16 h左右。在正常條件下，經(jīng)過(guò)25 d愈傷組織的誘導(dǎo)培養(yǎng)可見(jiàn)到有綠色突起，然后轉(zhuǎn)入相同培養(yǎng)基上進(jìn)行分化培養(yǎng)。分化培養(yǎng)30～50 d后就能長(zhǎng)成小植株。

1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)定及處理

在莖尖培養(yǎng)60 d（愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)20 d+分化培養(yǎng)40 d）時(shí)進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定。記載內(nèi)容包括脫毒苗的成苗率（成活莖尖長(zhǎng)出2片葉以上的小植株數(shù)占總莖尖培養(yǎng)體數(shù)的百分率）、苗高（培養(yǎng)基以上到苗生長(zhǎng)點(diǎn)的高度）、莖粗（培養(yǎng)基面上的莖基粗度）和每株總根長(zhǎng)（脫毒苗用清水沖洗凈培養(yǎng)基后每株所有根系長(zhǎng)度的總和）。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007和SPSS 23.0軟件進(jìn)行方差分析及相關(guān)性處理。

2 結(jié)果與分析

以MS+6-BA 0.5 mL·L-1+NAA 0.2 mL·L-1為基本培養(yǎng)基，加入不同濃度的椰汁，在馬鈴薯莖尖脫毒培養(yǎng)過(guò)程中，培養(yǎng)材料的成苗率、苗高、莖粗及每株總根長(zhǎng)度等幾項(xiàng)指標(biāo)都有不同程度的變化（表2）。

2.1 不同劑量椰汁對(duì)成苗率的影響

成苗率最低的是處理1，為71.63%，與其他處理比較達(dá)極顯著水平，隨著椰汁濃度在0～80 mL·L-1范圍內(nèi)的變大，成苗率逐漸升高，處理4達(dá)最高值83.63%，與其他處理比較達(dá)極顯著水平，其次是處理5，成苗率為80.53%，與處理6比較差異不顯著，但與其他處理比較達(dá)極顯著水平;當(dāng)椰汁濃度大于50 mL·L-1時(shí)，成苗率呈下降趨勢(shì)，椰汁濃度達(dá)到80 mL·L-1時(shí)的成苗率為78.07%，與處理6比較差異不顯著，但與其他處理比較達(dá)極顯著水平。

2.2 不同劑量椰汁對(duì)苗高的影響

脫毒苗的高度隨著椰汁濃度的增加而變大，當(dāng)椰汁濃度為60 mL·L-1時(shí)最大，達(dá)7.34 cm，即處理5，與其他處理比較達(dá)極顯著水平，其次是處理4和處理6，平均苗高為7.28 cm，二者之間差異不顯著，但與其他處理比較達(dá)極顯著水平;處理1苗高最低，為5.22 cm，與其他處理比較達(dá)極顯著水平。試驗(yàn)中苗高的變異系數(shù)最大，為44.55，說(shuō)明苗高不僅受椰汁劑量的影響，同時(shí)受光照強(qiáng)度及溫度、培養(yǎng)空間的含水量等因素的影響。

2.3 不同劑量椰汁對(duì)莖粗的影響

脫毒苗莖粗變化與成苗率相似，在椰汁濃度為50 mL·L-1時(shí)達(dá)最高值，但是當(dāng)椰汁濃度為60 mL·L-1時(shí)，莖粗又呈下降趨勢(shì)。莖粗在處理1時(shí)最細(xì)，為0.77 mm，其次是處理7，為0.82 mm，與其他處理比較均達(dá)極顯著水平;處理4莖粗最大，為1.04 mm，其次是處理6，為0.96 mm，與其他處理比較均達(dá)極顯著水平;各處理間差異均達(dá)到極顯著水平，這說(shuō)明馬鈴薯莖尖培養(yǎng)脫毒苗莖粗對(duì)椰汁濃度反應(yīng)敏感。

2.4 不同劑量椰汁對(duì)總根長(zhǎng)度的影響

每株脫毒苗的總根長(zhǎng)與成苗率和莖粗的變化相近，在椰汁濃度50 mL·L-1時(shí)達(dá)到最高值4.37 cm，與其他處理比較達(dá)極顯著水平，其次是處理3，為4.31 cm，與處理5比較差異不顯著，與其他處理比較達(dá)顯著水平，處理5的總根長(zhǎng)為4.30 cm，與處理2和處理3比較差異達(dá)不到極顯著水平，與其他處理比較達(dá)極顯著水平;最低值是處理1，為4.14 cm，與其他處理比較達(dá)極顯著水平，其次是處理7，為4.16 cm，與其他處理比較達(dá)極顯著水平。試驗(yàn)中總根長(zhǎng)的變異系數(shù)最小，為9.13，說(shuō)明脫毒苗的根系生長(zhǎng)主要受培養(yǎng)基成分的影響，其他因素對(duì)其影響較小。

2.5 各性狀間的相關(guān)性分析

各性狀間的相關(guān)性最大的是總根長(zhǎng)與莖粗，為0.966，達(dá)極顯著水平，其次是苗高和成苗率的相關(guān)系數(shù)，為0.891，達(dá)極顯著水平;相關(guān)性最小的是苗高與總根長(zhǎng)，相關(guān)系數(shù)為0.291，達(dá)不到顯著水平，其次是苗高和莖粗，二者間的相關(guān)系數(shù)為0.475，達(dá)不到顯著水平（表3）。

3 討論與結(jié)論

陳威潼等[10]報(bào)道稱培養(yǎng)基中單獨(dú)加入椰汁對(duì)大花蕙蘭試管苗不定芽與根的分化和生長(zhǎng)有抑制作用，張穎等[11]報(bào)道稱在蝴蝶蘭增殖培養(yǎng)基中加入椰汁有利于脫毒苗葉片的生長(zhǎng)并提高增殖系數(shù)。本研究結(jié)果表明，莖粗的變化趨勢(shì)與成苗率、總根長(zhǎng)相近，在椰汁濃度為50 mL·L-1時(shí)達(dá)最高值，這說(shuō)明椰汁中的鈣磷鐵等微量元素在一定濃度范圍內(nèi)有助于提高莖尖的成苗率和莖粗，這與黃萍等[12]、張穎等[11]的研究結(jié)果相近，與陳威潼等[10]的報(bào)道有出入;總根長(zhǎng)與莖粗的變化趨勢(shì)基本一直，但其變異系數(shù)最小，為9.13，說(shuō)明根系的生長(zhǎng)與培養(yǎng)基成分高度相關(guān)，不受其他因素的影響。

各性狀指標(biāo)中，苗高的變異系數(shù)最大，為44.55，說(shuō)明決定苗高的因素除培養(yǎng)基外，還受其他因素的影響，如光照條件和培養(yǎng)環(huán)境中的溫濕度以及苗分布均勻程度等，這需要進(jìn)一步完善試驗(yàn)條件;高濃度的生長(zhǎng)素和低濃度的細(xì)胞分裂素的組合有利于形成壯苗，本試驗(yàn)結(jié)果表明椰汁中可能含有一定的類生長(zhǎng)素物質(zhì)，但仍需要進(jìn)一步研究;在添加50 mL·L-1椰汁的培養(yǎng)基上，脫毒苗生長(zhǎng)較快，但添加適量的椰汁與縮短繼代培養(yǎng)時(shí)間的關(guān)系有待進(jìn)一步研究分析。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在基本培養(yǎng)基不變的情況下，隨著椰汁劑量的添加，成苗率、苗高、莖粗及總根長(zhǎng)等脫毒苗性狀指標(biāo)逐漸增大，當(dāng)椰汁濃度達(dá)50 mL·L-1時(shí)，成苗率、莖粗和總根長(zhǎng)這3項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到最大值，椰汁濃度為60 mL·L-1時(shí)苗高達(dá)到最大值，隨著椰汁劑量的增加，各項(xiàng)指標(biāo)均有不同程度的降低，但都高于不添加椰汁的處理;總根長(zhǎng)與莖粗的相關(guān)性最大。本研究中的平均誘導(dǎo)率為77.91%，較趙艷等[13]不添加椰汁的58.25%提高19.66%，說(shuō)明MS+6-BA 0.5 mL·L-1+NAA 0.2 mL·L-1+椰汁50 mL·L-1是馬鈴薯莖尖脫毒培養(yǎng)的最佳培養(yǎng)基，該培養(yǎng)基有利于加速脫毒苗的發(fā)育進(jìn)程，有利于培養(yǎng)健壯的馬鈴薯脫毒苗，使脫毒苗成活率更高，為馬鈴薯脫毒快繁生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

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