李想 李爽 韓玉珠
摘 要:以馬鈴薯延薯4號脫毒試管苗為試驗(yàn)材料進(jìn)行試管薯誘導(dǎo)的研究,利用液體MS培養(yǎng)基+蔗糖8%0.5mg/L+6-BA+不同濃度的PP333(0.05mg/L、0.10mg/L、0.15mg/L、0.20mg/L)方法,進(jìn)行試管薯誘導(dǎo)的形成研究。結(jié)果表明在蔗糖8%+0.5mg/L6-BA+0.15mg/LPP333誘導(dǎo)效果最好,不但促進(jìn)延薯4號試管薯提早結(jié)薯,而且使單瓶試管薯鮮重﹑平均直徑和單薯鮮重顯著增加。
關(guān)鍵詞:試管薯 多效唑 馬鈴薯
馬鈴薯試管薯[1]是指馬鈴薯脫毒試管苗在培養(yǎng)瓶內(nèi)通過誘導(dǎo),于葉腋間形成的微型薯塊。馬鈴薯試管薯的生產(chǎn),在具備簡單的無菌設(shè)備和培養(yǎng)條件下,可以不受季節(jié)限制周年生產(chǎn),且不受病毒再侵染的危害,在短期內(nèi)為原原種生產(chǎn)提供大量脫毒核心種。馬鈴薯試管薯,避免了常規(guī)生產(chǎn)中外界病原體的侵染,與試管苗具有相近的質(zhì)量,此外,重量輕、體積小,在儲存、運(yùn)輸、種植等方面都表現(xiàn)出突出優(yōu)勢,方便了馬鈴薯種質(zhì)資源的交流。
馬鈴薯試管薯的形成是一個復(fù)雜的發(fā)育過程,有關(guān)通過改變植株體內(nèi)激素水平而誘導(dǎo)結(jié)薯的報(bào)道較多,如生長素、細(xì)胞分裂素、乙烯利[2]等。多效唑(PP333)是一種三唑類高效低毒植物生長調(diào)節(jié)劑和廣譜殺菌劑,具有抑制赤霉素的生物合成的作用。近年來的研究顯示,多效唑(PP333)有利于馬鈴薯[3-6]試管薯塊莖的形成。本試驗(yàn)通過誘導(dǎo)培養(yǎng)基添入不同濃度多效唑,研究多效唑(PP333)對延薯4號試管薯產(chǎn)量形成的影響,為更加高效生產(chǎn)試管薯提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗(yàn)材料
吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院蔬菜實(shí)驗(yàn)室提供的晚熟品種延薯4號的脫毒試管苗為供試材料,采用PCR方法和酶聯(lián)雙抗體夾心法對主要病毒病和類病毒(PSTV)進(jìn)行檢測,選取不帶病毒的試管苗作為基礎(chǔ)苗進(jìn)行擴(kuò)繁,并進(jìn)行試驗(yàn)。多效唑(PP333)購于四川國光農(nóng)業(yè)股份有限公司,有效成分含量為15%。培養(yǎng)瓶為220mL玻璃瓶。
1.2 試驗(yàn)方法
試驗(yàn)分兩步進(jìn)行。第一步,利用固體培養(yǎng)基培養(yǎng)成健壯的試管苗,脫毒試管苗的擴(kuò)繁應(yīng)用MS固體培養(yǎng)基,培養(yǎng)條件為光照強(qiáng)度2000~3000Lx、光照時間16h/d、溫度20~25℃為誘導(dǎo)試管薯提供來源一致的脫毒試管苗。
第二步,加入液體培養(yǎng)基進(jìn)行試管薯的誘導(dǎo)。培養(yǎng)條件為全黑暗條件下溫度18~22℃。
1.2.1 基礎(chǔ)苗培養(yǎng)
以MS培養(yǎng)基+4%蔗糖+瓊脂8.25g/L(pH值5.8)為基礎(chǔ)苗培養(yǎng)基,將延薯4號的試管苗在無菌條件下剪成帶1個腋芽的莖段,接種在35mL固體培養(yǎng)基中,每瓶3個莖段,待誘導(dǎo)出來源一致的足夠基礎(chǔ)苗后,便可進(jìn)行試管薯的誘導(dǎo)。
1.2.2 試管薯誘導(dǎo)
以MS+8%蔗糖+6-BA+0.5mg/L(pH值5.8)為基礎(chǔ)培養(yǎng)基在其中添加濃度分別為0.05mg/L、0.10mg/L、0.15mg/L、0.20mg/L的多效唑(PP333),以不加多效唑(PP333)為對照(CK)。每個處理15瓶,設(shè)3次重復(fù)。在無菌條件下,將含有不同濃度的多效唑的液體培養(yǎng)基分別倒入壯苗固體培養(yǎng)基中,進(jìn)行試管薯的誘導(dǎo),置于18~22℃,全黑暗條件靜置培養(yǎng),40天后收獲統(tǒng)計(jì)試管薯。
1.3 調(diào)查內(nèi)容及方法
在本試驗(yàn)中,把直徑大于5mm的微型薯稱為大薯,統(tǒng)計(jì)“大薯”數(shù)并計(jì)算出大薯占結(jié)薯總數(shù)的百分?jǐn)?shù),稱為大薯率,以此作為考察微型薯在誘導(dǎo)期間發(fā)育階段一致性程度的指標(biāo)[7]。誘導(dǎo)結(jié)薯40天后收獲,統(tǒng)計(jì)單瓶結(jié)薯數(shù)(直徑3mm)以上、微型薯產(chǎn)量(g/瓶)、單薯重(g/粒)和大薯率等指標(biāo)。
2 結(jié)果與分析
在黑暗條件下,含有不同濃度多效唑(PP333)的MS培養(yǎng)基對延薯4號試管薯誘導(dǎo)效果差異顯著(表2)。在0.15mg/L PP333(T3)培養(yǎng)基上,試管薯的誘導(dǎo)效果最好,在結(jié)薯直徑、單瓶結(jié)薯質(zhì)量、平均薯重和大薯率均顯著高于對照。
2.1 不同濃度多效唑?qū)φT導(dǎo)出薯時間的影響
在全暗,溫度18~22℃的條件下,延薯4號試管薯誘導(dǎo)形成試管薯(見圖1)。試管薯形成主要集中在7~20天,22天后,基本上全部處理形成的試管薯都接近最終數(shù)量。隨多效唑濃度增加,延薯4號結(jié)薯時間提前,在0.15mg/L PP333條件下誘導(dǎo)出薯速度最快,在0.10mg/L PP333(T2)條件下的誘導(dǎo)速度次之。誘導(dǎo)培養(yǎng)時,多效唑(PP333)處理下馬鈴薯試管薯誘導(dǎo)結(jié)薯速度明顯快于無激素處理,說明多效唑(PP333)處理有利于試管薯提前誘導(dǎo)結(jié)薯,并且在加入不同濃度多效唑(PP333)條件處理下均未出現(xiàn)畸形串薯現(xiàn)象。
2.2 不同濃度多效唑?qū)υ嚬苁韱纹旷r薯總重量的影響
多效唑(PP333)在不同濃度范圍對延薯4號單瓶總薯重的影響(圖2),延薯4號產(chǎn)量明顯上升,當(dāng)使用濃度在適宜的范圍內(nèi),對提高試管薯的產(chǎn)量有明顯作用,本試驗(yàn)最合適的處理為0.15mg/L PP333(T3),明顯高于對照。濃度過大,產(chǎn)量會下降,主要影響光合產(chǎn)物的積累。
2.3 不同濃度多效唑?qū)υ嚬苁韱纹拷Y(jié)薯數(shù)和大薯率的影響
不同濃度多效唑(PP333)對試管薯單瓶結(jié)薯數(shù)和大薯率的影響(圖3),延薯4號單瓶結(jié)薯數(shù)隨著多效唑(PP333)濃度的升高,先增加后減少。隨著多效唑濃度的升高,延薯4號大薯率先升高后降低。本試驗(yàn)中,多效唑濃度在0.10mg/L PP333(T2)~0.15mg/LPP333(T3)濃度下,不但能保證大薯率,而且也能保證單瓶結(jié)薯數(shù)。
2.4 不同濃度多效唑?qū)υ嚬苁碇睆胶蛦问碇氐挠绊?/p>
不同濃度多效唑(PP333)對試管薯直徑和單薯重的影響(圖4),試管薯的直徑與試管薯的單重呈現(xiàn)正相關(guān)。隨著加入多效唑(PP333)濃度的增加,延薯4號試管薯的直徑和單薯重都不斷的增加。本試驗(yàn)中,在0.15mg/L PP333(T3)條件下,試管薯的單薯重和直徑都顯著高于對照。
3 結(jié)論與討論
本研究表明,在誘導(dǎo)培養(yǎng)基中加入多效唑(PP333)有利于延薯4號試管薯的誘導(dǎo)。最適宜的處理濃度為0.15mg/L PP333(T3),在此條件下單瓶總薯重,單薯重,薯塊的直徑,大薯率都明顯高于對照。
馬鈴薯試管薯形成及發(fā)育受多種因素控制。當(dāng)誘導(dǎo)環(huán)境適宜時,沒有任何外源誘導(dǎo)劑參與也能形成試管薯,但其結(jié)薯率低,薯塊小。這與連勇[8]等的報(bào)道一致。本試驗(yàn)的研究結(jié)果與鄭敏[9]等研究的多效唑(PP333)對試管薯的影響一致,在一定范圍內(nèi),隨著多效唑(PP333)濃度的升高,結(jié)薯數(shù)、結(jié)薯直徑、單瓶總結(jié)薯重、單薯重、大薯率都會提高。本試驗(yàn)研究表明,延薯4號在0.15mg/L PP333誘導(dǎo)試管薯效果最好,但是不同品種使用多效唑誘導(dǎo)試管薯的最適宜濃度不用,柴生武[10]等研究的“費(fèi)烏瑞它”在0.1mg/L PP333處理下誘導(dǎo)試管薯能提早結(jié)薯,單瓶結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重都顯著增加,有利于試管薯產(chǎn)量和質(zhì)量的提高,以及“同薯20號”在0.5mg/L PP333處理下結(jié)薯效率和產(chǎn)量最高,張志軍[11]等研究“夏波蒂”在0.1mg/L PP333誘導(dǎo)效果最好,基因型不同對多效唑(PP333)要求的濃度不同。
綜合外界條件和生長調(diào)節(jié)劑對馬鈴薯試管薯形成的協(xié)同作用考慮,在培養(yǎng)基中添加適宜濃度的外源激素對試管薯誘導(dǎo)進(jìn)行調(diào)控,既可使試管苗有較好的物質(zhì)積累,又可誘導(dǎo)其形成數(shù)量多,質(zhì)量高的試管薯。由于馬鈴薯品種間特異性的不同,推廣應(yīng)用過程中,需要根據(jù)品種特性選擇多效唑(PP333)適宜濃度。
參考文獻(xiàn)
[1] van der Zaag D E.Resent trends in development production and utilization of potato crop in the world[C]//The Netherland:APA proceeding.1988:12-19.
[2] Khuri S,MoorbyJ.Investigation the role of sucrose in potato cv.Estima microtuberproduction in vitro[J].Ann Bot,1995,75:95-303.
[3] 曾述容,付文進(jìn),對三汗.植物生長調(diào)節(jié)劑及誘導(dǎo)方式對馬鈴薯試管薯的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2012(15):3-5.
[4] 李方安,蒲晶,倪蘇,等.高溫長日照下多效唑?qū)︸R鈴薯試管苗衰老及試管薯形成的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(3):72-74.
[5] 曾述容,付文進(jìn),對三汗,等.多效唑濃度及光照條件對馬鈴薯試管薯誘導(dǎo)影響的初步研究[J].農(nóng)村科技,2009(8):35-36.
[6] 張志軍,李會珍,姚宏亮,等.多效唑?qū)︸R玲阿虎試管薯苗生長和塊莖形成的影響[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào),2004,30(3):318-322.
[7] 石瑛,秦昕,王鳳義,等.馬鈴薯主要早熟品種微型薯誘導(dǎo)與光周期的關(guān)系[M]//陳伊里.中國馬鈴薯研究進(jìn)展.哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社,1999:143-147.
[8] 連勇,鄒穎,楊宏福,等.馬鈴薯試管薯發(fā)育機(jī)理的研究[J].中國馬鈴薯,1996,10(3):130-132.
[9] 鄭敏.多效唑?qū)︸R鈴薯試管薯形成的影響[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2012(3):56-58.
[10] 柴生武,王拴福,姬青云,等.馬鈴薯試管薯生產(chǎn)技術(shù)研究[J].種子技術(shù),2013(4):50-52.
[11] 張志軍,李會珍,姚宏亮,等.多效唑?qū)︸R鈴薯試管苗生長和塊莖形成的影響[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào),2004,30(3);318-322.