冶楠，朱艷，趙元壽，朱建寧，門佳偉，陳富，孔德媛，張衛(wèi)兵，宗元元，李永才

1甘肅農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，蘭州 730070；2蘭州工業(yè)研究院食品工業(yè)研究室，蘭州 730000；3甘肅省藥品監(jiān)督管理局審評認證中心，蘭州 730070；4甘肅省農(nóng)業(yè)科學院馬鈴薯研究所，蘭州 730070

0 引言

【研究意義】我國是全球最大的馬鈴薯生產(chǎn)國，馬鈴薯作為重要的糧菜兼用農(nóng)作物，其種植面積和產(chǎn)量分別約占世界的25%和19%[1]。為了提高馬鈴薯的產(chǎn)量，馬鈴薯播種前一般進行拌種催芽處理，以提高塊莖發(fā)芽率、促進芽健壯生長、增加抗逆性，并控制土傳病害對種薯的影響[2]。馬鈴薯生產(chǎn)中常用的拌種劑有化學農(nóng)藥、生物菌劑以及植物生長調節(jié)劑等[2-3]。然而，化學農(nóng)藥的不合理使用可導致農(nóng)藥殘留和環(huán)境污染，生物菌劑也存在廣譜性窄、效果不穩(wěn)定、不易推廣的局限性，因此，植物生長調節(jié)劑作為拌種劑具有較好的應用前景[1]。目前已有報道，赤霉素GA3、生長素 IAA、油菜素內(nèi)酯 BR等可作為拌種劑改善植物種子的發(fā)芽，穆紅梅等[4]報道，GA3和IAA浸種處理可提高多種植物種子的發(fā)芽率，促進萌發(fā)，調控植物的生長和發(fā)育。烯效唑浸種處理西瓜種子，增強西瓜幼苗的生長勢，并有效控制西瓜“高腳苗”[5]。然而，植物生長調節(jié)劑的使用濃度控制不當易引起植物內(nèi)源激素水平變化，導致異常苗形態(tài)。黃濤等[6]發(fā)現(xiàn)，GA和BR浸種處理不當可導致馬鈴薯內(nèi)源GA含量升高，使細胞形態(tài)細長，苗細弱和瘋長，抗逆性降低。棉花播種前，浸種處理不當導致“高腳苗”，幼苗子葉期莖長苗弱，苗生長勢差，對低溫等逆境脅迫的能力降低，最終影響產(chǎn)量[7]。因此，不合理的浸種處理可引起芽細長、瘋長和抗逆能力降低。殼寡糖（chitosan oligosaccharides，COS）又稱寡聚氨基葡萄糖，是天然產(chǎn)物殼聚糖降解后形成的聚合度在2—20個氨基葡萄糖的低聚糖，對生態(tài)環(huán)境無污染[8]。COS具有調節(jié)植物免疫及誘導植物抗逆性增強的作用，可用于浸種處理[9]?！厩叭搜芯窟M展】秦燕霞[10]研究發(fā)現(xiàn)，100 mg·L-1COS溶液浸種大麥種子，可使大麥發(fā)芽率提高12.82%，麥芽中淀粉酶和α-氨基氮的含量也被有效提高，使麥苗生長力增強。孫學花等[11]發(fā)現(xiàn)，COS浸種處理提高了小麥種子的萌發(fā)和生長能力以及麥苗的抗病能力。COS浸種和葉面噴施處理均可降低 20% PEG干旱脅迫下小麥體內(nèi)的超氧陰離子和丙二醛含量，從而緩解PEG脅迫對小麥幼苗生長和種子萌發(fā)產(chǎn)生的抑制效應[12]。鐘碧萍等[13]發(fā)現(xiàn)，COS溶液浸種水稻種子，可提高水稻幼苗抗冷能力，在低溫下幼苗存活率提高了15.54%。低溫脅迫前，‘赤霞珠’葡萄葉片噴施COS溶液，使低溫脅迫后葉片中可溶性糖和脯氨酸的含量提高，降低了細胞的滲透勢和冰點，增強葡萄葉片耐受低溫的能力[14]。康云艷等[15]在菜薹中的研究發(fā)現(xiàn)，適宜濃度的COS浸種處理調節(jié)菜薹葉片內(nèi)源IAA、ABA和乙烯的水平，并誘導菜薹獲得系統(tǒng)抗性，降低了立枯病的發(fā)病率?！颈狙芯壳腥朦c】盡管已有COS作為植物免疫生長調節(jié)劑，促進植物生長發(fā)育并誘導提高植物抗逆性的報道，但是COS處理對馬鈴薯塊莖芽生長發(fā)育及內(nèi)源植物激素的影響尚未有報道?！緮M解決的關鍵問題】本試驗通過 COS浸種處理馬鈴薯微型薯，以芽長和芽直徑為指標，篩選有效促進微型薯塊莖萌發(fā)的COS濃度，并測定該濃度下塊莖萌發(fā)過程中頂芽分生組織細胞的形態(tài)、內(nèi)源植物激素水平的變化，評價 COS浸種處理對馬鈴薯塊莖芽生長的影響，為馬鈴薯浸種促芽提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

試驗于 2020年在甘肅農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院采后生物與技術實驗室進行。

1.1 材料

供試‘費烏瑞它’馬鈴薯脫毒微型薯 (Solanum tuberosumL.cv.Favorita)，于2020年9月購自甘肅省一航薯業(yè)科技有限公司。從脫毒微型薯種植大棚內(nèi)采收，晾曬4 h后于24 h內(nèi)低溫運輸至冷藏庫存放待用，貯藏溫度（4±1）℃、相對濕度（80±5）%。

供試殼寡糖（脫乙酰度≥90%），AR級，購自上海源葉生物科技有限公司；赤霉素 GA3（Gibberellin acid 3），BR級，純度大于90.0%，購自索萊寶生物科技有限公司）；石蠟（熔點范圍：50.0—52.0℃），購自國藥集團化學試劑有限公司；番紅染液（沙黃）（番紅濃度0.5%），購自索萊寶生物科技有限公司；植物內(nèi)源激素檢測用 ELASA試劑盒，購自上海恒遠生物有限公司。

1.2 方法

1.2.1 溶液的配制 分別準確稱取殼寡糖10、50和200 mg，用少量蒸餾水溶解后定容至1 000 mL，配制為10、50和200 mg·L-1（w/v）濃度的穩(wěn)定溶液；稱取GA3純品15 mg，用少量蒸餾水溶解后定容至1 000 mL；配制為濃度15 mg·L-1（w/v）的溶液。溶液現(xiàn)用現(xiàn)配。

1.2.2 浸種處理 微型薯采收后置于相對濕度（80±5）%、貯藏溫度（4±1）℃條件下黑暗貯藏，待休眠期解除后進行浸種處理[16-17]。選取外觀整齊，大小一致，無病蟲害，無機械損傷，無發(fā)芽的微型薯塊莖，用自來水洗滌，并用 0.1%次氯酸鈉溶液（v/v）浸泡消毒后，取出晾干。分別用濃度為10、50和200 mg·L-1的殼寡糖溶液浸泡15 min，自然晾干后于黑暗、常溫條件下貯藏于濕潤濾紙的保鮮盒內(nèi)，定期測量馬鈴薯塊莖發(fā)芽指標并取樣。參照李海珀等[18]、鄭順林等[19]的方法并略作修改，以15 mg·L-1赤霉素（GA3）溶液浸泡15 min作為陽性對照，同時以蒸餾水浸泡處理為陰性對照。

1.2.3 生理指標測定

1.2.3.1 芽生長指標 浸種后定點間隔24 h，用游標卡尺測定芽直徑、芽長。芽長為塊莖最長芽的長度，芽直徑為最長芽距塊莖芽眼組織2 mm處的直徑[20]。每組處理共21個塊莖，隨機將7個塊莖分為1組，共3組，每組測定芽長和芽直徑后取平均值，試驗重復3次。

1.2.3.2 發(fā)芽率 參考王潔等[21]的方法測定處理后7 d內(nèi)微型薯的發(fā)芽率，以塊莖至少有一個芽長達 2 mm定義為發(fā)芽，重復3次。

根據(jù)以下公式計算：

1.2.3.3 發(fā)芽勢 參考任艷芳等[22]的方法并略作修改，測定處理后微型薯5 d內(nèi)的發(fā)芽勢。根據(jù)以下公式計算：

1.2.4 內(nèi)源激素含量測定 參考鐘蕾等[23]的方法并修改，將浸種處理后微型薯塊莖芽生長定義為4個時期：浸種處理前定義為處理前期（before treatment peroid，BT），微型薯芽長≤2 mm時期定義為萌發(fā)前期（before germination stage，BGS），微型薯芽長約2—10 mm定義為萌發(fā)期（germination stage，GS），微型薯芽長≥10 mm時期定義為伸長期（vigorous growth period，VG）。分別在4個時期取樣，切取塊莖頂芽分生組織及芽眼處深度5 mm以內(nèi)的組織，液氮速凍后置于-80℃冰箱中保存，采用酶聯(lián)免疫法進行內(nèi)源激素含量的測定[24]。每個時期每個處理選取 70個大小重量相近（（10±2）g）的塊莖，隨機以10個為1組作為1個生物學重復，共7個重復。

1.2.5 頂芽分生組織細胞形態(tài)結構觀察 參照王茜茹等[25]的方法，并略作修改，采用常規(guī)石蠟切片法，經(jīng)番紅染色，用顯微鏡觀察細胞形態(tài)并拍照。

1.2.5.1 包埋切片 切取GS期微型薯塊莖幼芽頂端的分生組織（芽尖2—5 mm），浸入70% FAA固定液（5 mL 40%甲醛，5 mL冰醋酸，90 mL 70%乙醇）固定3 d。將固定后的樣品分別用70%、80%、90%、100%濃度乙醇梯度脫水，采用無水乙醇及二甲苯透明，至二甲苯完全透明，以除盡乙醇。然后將樣品浸蠟包埋，使用輪轉式切片機切片（型號：KD-202），厚度約8 μm，將切好的蠟片在37℃左右的溫水中展開鋪平，用載玻片撈出，置于40℃烘箱中烘干備用。

1.2.5.2 染色觀察 將干燥完全的蠟片浸于番紅染液中染色2 h，無菌水沖洗3次，洗去染液，于40℃恒溫干燥箱中干燥完全，顯微鏡觀察并拍照。

1.2.5.3 分生組織細胞長度和厚度的量化 參照李寶軍等[26]的方法，利用IS capture軟件對馬鈴薯微型薯頂芽分生組織石蠟切片的染色結果進行細胞長度和厚度的量化。

1.3 數(shù)據(jù)分析

以上數(shù)據(jù)采用 Excel 2016計算平均值和標準誤（±SE），采用SPSS 24.0進行Duncan’s顯著性分析和Pearson相關性分析（P＜0.05），采用Origin 2020繪圖。

2 結果

2.1 殼寡糖浸種處理對馬鈴薯微型薯芽生長的影響

芽長和芽直徑是反映植物細胞沿維管束縱向和徑向方向生長速度的重要指標。不同浸種處理對馬鈴薯微型薯塊莖的芽長和芽直徑影響顯著（圖1-A—C）（P＜0.05）。與陰性對照組（Con）相比，濃度分別為10、50和200 mg·L-1的 COS溶液浸泡處理均可促進馬鈴薯微型薯塊莖的萌發(fā)。在BGS期，Con組織塊莖芽眼未萌發(fā)，而COS處理組和陽性對照GA3處理組的塊莖芽眼已啟動萌發(fā)，以GA3組萌芽最長。浸種6 d后（GS期），微型薯塊莖芽均萌發(fā)生長至2—10 mm，其中Con處理組芽粗短，GA3處理組芽最長，COS處理組以 50 mg·L-1濃度浸種處理芽生長速度最快。在VG期，COS和GA3浸種處理較Con組芽長增加顯著，且 GA3處理芽長增加最顯著，殼寡糖浸種處理以COS50處理組芽長最長，且芽較粗壯；不同濃度COS處理組與Con組相比，芽直徑粗細無顯著差異性，但GA3處理后芽直徑顯著低于Con及 COS處理，表現(xiàn)為芽細長。說明COS浸種處理有效促進了微型薯塊莖芽的萌發(fā)及伸長，同時未出現(xiàn)陽性對照組GA3浸種處理后芽細長的現(xiàn)象，且以50 mg·L-1的殼寡糖處理效果較好。

圖1 不同浸種處理對芽生長狀態(tài)的影響Fig.1 Effects of different seed soaking treatments on sprouts growth

2.2 浸種處理對微型薯發(fā)芽率及發(fā)芽勢的影響

發(fā)芽率是衡量塊莖發(fā)芽力的重要指標。不同浸種處理后，馬鈴薯微型薯塊莖發(fā)芽率差異顯著（圖2-A）（P＜0.05）。浸種處理第 2—5天，COS50處理微型薯發(fā)芽率顯著高于GA3組和Con組，COS50處理組在浸種后第5天，所有塊莖均發(fā)芽，發(fā)芽率達到100%，而Con組發(fā)芽率為90.0%，GA3組發(fā)芽率為95.0%，Con組發(fā)芽率最低，且COS處理組塊莖芽長相近，出芽整齊。浸種處理第6天后，GA3組發(fā)芽率達到100%，Con組發(fā)芽率為96.7%。浸種處理第7天后，Con組塊莖發(fā)芽率才達到 100%。上述結果表明，在浸種處理5 d內(nèi)，COS50處理顯著提高了微型薯的發(fā)芽率。

發(fā)芽勢反映種子發(fā)芽的快慢程度，是衡量種子活力的重要參考。如圖2-B所示，不同浸種處理后微型薯塊莖的發(fā)芽勢均隨發(fā)芽時間的增加而提高，且各處理間發(fā)芽勢差異顯著（P＜0.05）。浸種處理第5天時，微型薯發(fā)芽塊莖數(shù)達到最大，COS50處理組微型薯發(fā)芽勢顯著高于GA3組和Con組，分別提高了28.6%和80.0%。說明COS50處理顯著促進了馬鈴薯微型薯發(fā)芽勢的提高，使種子活力增加，塊莖出芽早且芽長勢一致。

圖2 不同浸種處理對微型薯發(fā)芽率及發(fā)芽勢的影響Fig.2 Effects of different seed soaking treatments on the germination rate and energy of minitubers

2.3 浸種處理對微型薯萌發(fā)期間頂芽分生組織內(nèi)源激素含量的影響

由圖3可知，不同浸種處理的微型薯頂芽組織中內(nèi)源激素含量差異明顯。與Con組和GA3組相比，COS50處理組可有效控制塊莖頂芽分生組織中內(nèi)源GA以及ABA的穩(wěn)定水平，調節(jié)CTK和IAA在塊莖萌發(fā)過程中的含量變化，并顯著增加內(nèi)源PA的含量。赤霉素（GA）能促進細胞分裂伸長，從而引起苗增長。由圖3-A可以看出，不同浸種處理后，內(nèi)源GA含量隨芽萌發(fā)過程呈上升趨勢，且各個萌發(fā)期GA3處理組的內(nèi)源GA含量顯著高于其他處理組；在VG期，COS50處理組的塊莖GA含量顯著高于Con組（P＜0.05），提高了2.5%，但比GA3組含量顯著低2.0%（P＜0.05）。上述結果表明，COS50和外源GA3浸種處理均可導致塊莖萌發(fā)過程中GA含量的顯著升高，但COS50處理未引起微型薯塊莖芽萌發(fā)過程中內(nèi)源GA濃度的顯著激增。細胞分裂素（CTK）可調控植物細胞的分裂與分化，根莖的生長等。由圖3-B可知，在浸種處理后微型薯塊莖萌芽過程中，CTK含量逐漸升高，在BGS期，3種處理引起的 CTK含量未表現(xiàn)顯著差異，在GS期和VG期，GA3浸種處理組CTK水平顯著升高，分別高于COS50組7.5%和8.4%；而COS50處理組與Con相比，CTK含量分別提高了4.3%和2.7%。上述結果表明，COS50浸種處理促進了萌發(fā)芽組織中內(nèi)源CTK的產(chǎn)生，但CTK含量的升高水平顯著低于GA3處理組。生長素（IAA）具有促進植物細胞分化與伸長、側根形成、生長發(fā)育的作用。由圖3-C可看到，在BGS期，Con處理組塊莖芽眼組織中IAA含量激增到較高水平后逐漸降低，伴隨塊莖芽的萌發(fā)和伸長COS50和GA3處理組的IAA含量整體呈上升趨勢，在VG期，COS50及GA3處理組IAA含量顯著高于Con處理組，分別提高了11.4%和17.1%，但COS50處理組芽組織的IAA含量顯著低于GA3處理組5.1%，說明COS50浸種處理可調控微型薯芽伸長過程中IAA的含量，穩(wěn)定內(nèi)源 IAA的水平。多胺（PA）是生物體內(nèi)的小分子含氮堿，具有調節(jié)植物生長發(fā)育、增強抗逆性的作用。從圖3-D可以看出，不同浸種處理后塊莖萌發(fā)過程中，馬鈴薯頂芽中PA含量總體呈現(xiàn)先上升后降低再升高的趨勢，其中，COS50處理后內(nèi)源PA含量顯著增加，分別較GA3處理組與Con處理組提高了2.8%和7.0%，說明COS50浸種處理有利于微型薯塊莖中PA的大量積累。脫落酸（ABA）是一種抑制植物生長的激素，具有促進馬鈴薯塊莖形成、芽眼進入休眠狀態(tài)等作用。由圖3-E可知，不同浸種處理下微型薯塊莖萌芽組織中 ABA含量整體均呈先下降后上升再下降的趨勢。BT期時，微型薯處于休眠狀態(tài)，ABA含量保持較高的水平。在GS期，COS50處理組塊莖中ABA含量顯著低于Con組和GA3處理組，分別低4.9%和6.1%。而VG期，COS50處理組與陽性對照組的 ABA含量沒有顯著差異，但均顯著低于 Con組，COS50處理組ABA含量較Con組低3.2%，說明COS50浸種處理后降低了 ABA含量的水平。IAA與GA濃度之和與ABA濃度的比值常表示促生長激素和抑制生長的激素調控生長發(fā)育的平衡關系。從圖 3-F可知，在萌發(fā)前期，不同浸種處理后馬鈴薯微型薯頂芽分生組織中（IAA+GA）/ABA的值呈現(xiàn)先上升后下降再上升的趨勢。BGS期時，COS50處理后（IAA+GA）/ABA的比值顯著低于GA3處理及Con處理，COS50處理有利于穩(wěn)定馬鈴薯塊莖芽萌發(fā)前內(nèi)源促生長激素與抑制生長激素間的濃度平衡；GS期時，各處理中（IAA+GA）/ABA的比值差異性較小，且含量較低，頂芽生長緩慢；VG期時，頂芽生長速度加快，（IAA+GA）/ABA的值再次升高，COS50及GA3處理后（IAA+GA）/ABA的值較Con處理分別提高了1.1%和1.3%，說明COS50處理可平衡馬鈴薯微型薯在萌發(fā)過程中內(nèi)源促生長激素與抑制生長激素的濃度，從而調控微型薯芽的萌發(fā)。

圖3 不同浸種處理對微型薯頂芽組織中內(nèi)源激素含量的影響Fig.3 Effects of different seed soaking treatments on the content of endogenous hormones in the terminal bud tissue of minitubers

2.4 馬鈴薯塊莖頂芽分生組織細胞形態(tài)的差異

選擇萌發(fā)期（GS）微型薯塊莖頂芽分生組織進行石蠟切片染色觀察。由圖4可知，不同浸種處理對塊莖頂芽分生組織的細胞形態(tài)影響較大。Con處理組頂芽細胞大小均勻，形狀規(guī)則且排列緊密；COS50處理組的頂芽細胞較Con組細胞膨大較大、排列疏松；而GA3處理組頂芽細胞形態(tài)扁平細長。通過 IS capture量化微型薯頂芽分生組織的單細胞長度和厚度，結果表明，GA3處理的細胞長度最長，其次為COS50處理，陰性對照的細胞長度最短（圖 5-A）。GA3處理的芽細胞扁長，表現(xiàn)為芽細長瘋長；單細胞厚度的表現(xiàn)趨勢與細胞長度相反（圖 5-B）；細胞長度和厚度均表現(xiàn)出顯著差異（P＜0.05），COS50處理后分生組織單細胞較大，表現(xiàn)為芽粗壯，未出現(xiàn)陽性對照GA3處理的塊莖芽細長及瘋長現(xiàn)象。

圖4 不同浸種處理的微型薯頂芽分生組織細胞形態(tài)Fig.4 Sections of potato terminal bud tissue cells under different seed soaking treatments

圖5 不同浸種處理對馬鈴薯頂芽分生組織細胞大小的影響Fig.5 Effects of different seed soaking treatments on cell size of potato terminal buds

2.5 殼寡糖浸種處理引起的微型薯萌發(fā)與內(nèi)源激素的相關性分析

表1相關性分析表明，COS50處理后，馬鈴薯微型薯的芽長與芽直徑、發(fā)芽勢、發(fā)芽率以及GA、CTK的含量均呈極顯著正相關關系（P＜0.01），相關系數(shù)分別為0.729、0.911、0.827、0.906、0.935，與PA含量呈顯著正相關（r=0.674，P＜0.05）；同時，芽直徑與發(fā)芽勢呈顯著正相關（P＜0.05），與發(fā)芽率、GA、CTK均呈極顯著正相關關系（P＜0.01），相關系數(shù)分別為0.651、0.577、0.702。而內(nèi)源激素ABA與PA之間存在較強的負相關性（r=-0.785，P＜0.01）。以上結果說明馬鈴薯微型薯芽的增長、增粗、發(fā)芽率以及發(fā)芽勢的提高與COS50處理誘導促生長激素GA、CTK、PA含量的升高正相關，因此，適當濃度的殼寡糖可以調控內(nèi)源植物激素，以促進馬鈴薯微型薯的芽的生長及發(fā)芽勢和發(fā)芽率。

表1 COS50處理引起馬鈴薯微型薯塊莖頂芽生長與內(nèi)源激素水平變化的相關性分析Table 1 Correlation between terminal bud growth and hormones in potato minitubers under COS50 treatment

3 討論

3.1 殼寡糖浸種處理影響馬鈴薯微型薯芽的生長及頂芽分生組織細胞形態(tài)

殼寡糖作為植物生長調節(jié)劑，可促進植物生長、提高產(chǎn)量、誘導抗逆、以及改善農(nóng)產(chǎn)品品質等作用[27]。本研究結果也表明，不同濃度的殼寡糖浸種處理可促進‘費烏瑞它’馬鈴薯微型薯塊莖的發(fā)芽、芽粗壯，加快芽生長速度，使出芽整齊，以50 mg·L-1濃度的殼寡糖溶液浸種處理效果最佳。這與COS拌種處理后引起亞麻種子、番茄種子及滇油杉種子萌發(fā)、生長的趨勢相同[28-30]。

值得注意的是，有研究發(fā)現(xiàn)赤霉素處理可使具有休眠期的植物休眠期大大縮短，提早發(fā)芽，但內(nèi)源赤霉素濃度過高易引起芽徒長，苗細弱而出現(xiàn)“高腳苗”[31]。本研究結果表明，15 mg·L-1的外源 GA3浸種處理引起了‘費烏瑞它’馬鈴薯微型薯塊莖芽的細長和瘋長，與上述研究結果相符。同時，通過石蠟切片染色發(fā)現(xiàn)，COS50處理的芽分生組織細胞均勻膨大，未表現(xiàn)GA3處理的芽細胞沿維管束方向縱向拉伸、細胞扁平細長的現(xiàn)象，說明COS50浸種處理可避免植株出現(xiàn)苗細弱的現(xiàn)象。

3.2 殼寡糖浸種處理影響馬鈴薯微型薯發(fā)芽過程中內(nèi)源植物激素水平

外源植物生長調節(jié)劑可引起植株內(nèi)源激素水平的改變，干擾植物內(nèi)源激素的穩(wěn)態(tài)平衡，從而達到調控植物生長的目的[32-33]。前人研究認為，馬鈴薯微型薯在萌芽過程中，促進生長的內(nèi)源激素（如GA、CTK、IAA等）含量上升，抑制生長的激素（如ABA）含量下降[34]，本研究用50 mg·L-1（w/v）的殼寡糖浸種處理可以促進馬鈴薯塊莖發(fā)芽過程中 IAA、CTK、GA和PA的產(chǎn)生，促進馬鈴薯微型薯芽的萌發(fā)及生長，與前人研究結果相符。說明適宜濃度的殼寡糖浸種處理具有植物生長調節(jié)劑的作用，可調節(jié)馬鈴薯塊莖發(fā)芽過程中內(nèi)源植物激素的變化。

ABA作為抑制生長的植物生長調節(jié)激素，在馬鈴薯塊莖休眠狀態(tài)下含量最高，其濃度在塊莖浸種處理前含量最高，伴隨塊莖休眠期的結束，在芽萌發(fā)前期，ABA激素水平顯著降低，為萌發(fā)做準備。這表明在微型薯頂芽生長中，ABA激素水平顯著降低，是塊莖休眠解除的表現(xiàn)，但在芽萌發(fā)期時含量略有上升，這可能是因為 ABA與其他內(nèi)源激素相互作用的關系，具體還有待進一步研究。

IAA的生理作用具有兩重性，高濃度的IAA抑制生長，低濃度的IAA促進生長[35]。而本研究發(fā)現(xiàn)，在芽萌發(fā)初期，Con組和GA3處理組的內(nèi)源IAA含量均顯著高于COS50處理組，而在微型薯萌發(fā)早期，COS50處理可維持IAA含量在較為穩(wěn)定的低濃度水平，而相關性分析表明COS50處理后的IAA水平也達到了與芽生長指標之間的負相關性，說明微型薯芽萌發(fā)過程中內(nèi)源 IAA的含量達到了抑制芽生長的較高濃度，但COS50處理可調控IAA處于較低濃度穩(wěn)態(tài)水平，調節(jié)芽的萌發(fā)。

PA是調節(jié)植物生長發(fā)育的含氮堿，是重要的潛在植物激素，且可增加生長組織的滲透壓，從而提高芽的抗逆能力[36]。本研究結果表明，在微型薯芽萌發(fā)初期，COS50處理后的PA含量上升到最大，而此時的ABA含量降到了最低水平；芽萌發(fā)期時，ABA含量升高，PA含量表現(xiàn)一定程度的下降；而在芽快速伸長期時，ABA含量下降，PA含量顯著上升，PA濃度增高刺激芽點細胞生長，且增強芽細胞的抗逆能力。同時，COS50處理后微型薯塊莖在發(fā)芽過程中內(nèi)源PA的含量均高于Con和GA3處理組，說明COS50處理有利于誘導增強抗逆性的PA含量顯著增高。相關性分析表明，COS50誘導的芽萌發(fā)過程中 PA與ABA濃度呈極顯著負相關（表1），PA可能與ABA拮抗，調控微型薯芽的萌發(fā)及芽細胞的抗逆能力。張靈等[37]報道，PA處理浸泡的種子可以顯著提高種子的萌發(fā)能力，調節(jié)分生組織細胞的滲透壓，從而增強幼苗在逆境下的生長能力。劉彥超等[38]也發(fā)現(xiàn)，PA處理能改善蘋果幼苗的光合性能，促進糖類等有機物質的積累，增加滲透調節(jié)物質含量，增強吸水能力，從而提高幼苗的抗旱性；朱大恒等[39]的研究表明，外源施用IAA、GA和CTK均促進多胺的生物合成，這與本研究用COS50的處理引起PA含量增高的結果一致，說明COS處理可通過調節(jié)PA的水平來調控芽的生長能力及抗逆能力。一定濃度的赤霉素能促進生長素的合成和細胞分裂膨大，從而提高發(fā)芽勢和發(fā)芽率[19]。在本研究中，15 mg·L-1的赤霉素處理顯著提高了CTK及IAA的含量，這與前人研究結果相一致，但是該濃度引起了馬鈴薯微型薯芽的細長及瘋長，這可能與外源 GA3處理引起塊莖內(nèi)源 GA的大量積累有關。

3.3 殼寡糖浸種處理影響馬鈴薯微型薯發(fā)芽過程中促生長激素與抑制生長的激素間平衡

內(nèi)源激素在植物體內(nèi)的平衡狀況是植物營養(yǎng)生長和生殖生長的基礎，通過調節(jié)植物激素的平衡狀態(tài)，可以調控植物的生長與發(fā)育。馬鈴薯塊莖萌芽并不是單一激素作用的結果，而是不同類型激素之間處于一種平衡狀態(tài)時對其協(xié)同作用的結果[23]，本研究中，不同處理下（IAA+GA）/ABA的值對馬鈴薯微型薯芽的影響存在差異。在萌發(fā)前期，陰性對照及外源GA處理后頂芽（IAA+GA）與ABA的比值較高，這可能與Con處理中高濃度的IAA有關，同時，外源GA也會促進內(nèi)源GA的合成。由于IAA作為植物激素發(fā)揮作用具有濃度效應，推測此時馬鈴薯微型薯芽的生長勢沒有 COS50處理生長勢好的原因，是由于高濃度的IAA抑制了芽的生長，而適當濃度的COS處理后可抑制IAA的高濃度效應，調控芽的生長狀態(tài)。說明外源殼寡糖處理可調節(jié)馬鈴薯微型薯發(fā)芽過程中促生長激素與抑制生長的激素間平衡，最終調控馬鈴薯微型薯芽的萌發(fā)和生長。

4 結論

殼寡糖處理可提高馬鈴薯微型薯的發(fā)芽率、芽長、芽粗，以50 mg·L-1殼寡糖處理效果較好，可提高塊莖芽眼及芽分生組織中CTK、IAA、PA及GA的含量，降低ABA的含量。同時，50 mg·L-1殼寡糖處理后，馬鈴薯微型薯塊莖頂芽分生組織的細胞膨大均勻，未表現(xiàn)出GA3處理后細胞的扁平和細長狀態(tài)。綜上，50 mg·L-1的殼寡糖浸種處理可提高微型薯芽眼及芽分生組織中PA、GA、CTK、IAA含量的提高，促進馬鈴薯微型薯的發(fā)芽，芽長且粗壯，不細長及瘋長，增加芽的生長勢，降低塊莖苗細弱而導致的馬鈴薯“高腳苗”現(xiàn)象。