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                  不同激素及添加物對馬鈴薯組培苗生長的影響

                  作者: 組培設備 發布時間: 瀏覽次數0

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                    馬鈴薯是一年生茄科茄屬草本植物,起源于南美洲和玻利維亞,明朝萬歷年間(公元1573—1619年)傳入我國。馬鈴薯作為我國重要的糧、菜、飼兼用作物,營養十分全面,富含蛋白質、維生素及各種微量元素,研究表明,每100 g鮮馬鈴薯中含有1.5~2.3 g蛋白質、17.5~28.0 g 碳水化合物、0.40~0.94 g脂肪、15~68 mg磷、17.4 mg 鋅、11~60 mg鈣、0.4~4.8 mg鐵、0.03~0.17 mg硫胺素、0.10 mg維生素B1、0.03 mg維生素B2、20~40 mg維生素C,有“地下蘋果”之稱。同時,馬鈴薯具有耐寒、耐旱、耐貧瘠的種植特點,適應范圍廣,種植面積和增產空間大,且和小麥、水稻等大宗糧食作物相比水肥等資源利用率更高;在我國糧食體系中一直占據著重要位置,是繼水稻、小麥、玉米之后的第四大糧食作物;對保證我國糧食安全、貧困地區脫貧增收和地區經濟振興崛起有重大意義。同時,馬鈴薯生長季節短,茬口安排豐富,經濟效益高,已成為我國種植業結構調整、農業增效及農民增收的主要經濟作物之一。自20世紀90年代中期以來,我國馬鈴薯種植面積和總產量均位于世界前列。2016年2月,農業部出臺《關于推進馬鈴薯產業開發的指導意見》,把馬鈴薯作為主糧產品進行產業化開發。同時提出,到2020年,將馬鈴薯種植面積擴大到1億畝(1畝=667 m2)以上。

                    馬鈴薯生產中多采用塊莖進行無性繁殖,由于連年種植導致體內病毒積累、品種種性退化、品質及產量降低。馬鈴薯組織培養技術是運用植物體內病毒分布的不均勻性原理,以病毒含量較少或者無毒的離體莖尖分生組織為材料,在無菌環境下進行組織培養獲取脫毒試管苗的一種技術。該技術相比于傳統的塊莖繁殖,不僅能夠有效地去除病毒,保留品種優勢,延緩品種退化,而且在一定程度上節省了馬鈴薯原種生產成本,為馬鈴薯工廠化育苗和良種繁殖提供了技術支持。

                    外源激素作為植物生長調節的重要物質,已經被廣泛應用于馬鈴薯組織培養研究。添加物作為一種天然外源能量和激素,在金線蓮、鐵皮石斛[、觀賞蘭花、猴頭菇等組織培養中已經得到了廣泛的研究,并且成功應用于生產中,帶來了很大的經濟收入,但在馬鈴薯組織培養研究中的相關報道甚少。本研究通過試驗,探討在培養基中添加生長激素及添加物對馬鈴薯組培苗增殖、試管薯誘導及壯苗生根的影響,篩選適合其植株生長、生根及結薯的培養基配方組成,為馬鈴薯規?;a組培苗和試管薯提供技術支持。

                    1 材料與方法

                    1.1 試驗材料

                    馬鈴薯品種:賓杰

                    1.1.1 外植體的獲取 將解除休眠后的馬鈴薯塊莖播種于經過干熱滅菌的泥炭土中,深度為3 cm左右,澆透水后置于20 ℃左右的溫室中生長,定期澆水保濕,待植株長至10 cm左右高度時剪取頂芽,包于紗布內流水沖洗2 h,使用經過消毒的剪刀剪去傷口,在超凈工作臺中用75%乙醇溶液浸泡 10 s,20%過氧化氫中浸泡15 min(其間振蕩3~5次),無菌水沖洗5次,放在無菌濾紙上吸干表面水分,切取約0.50 cm長莖尖接種。

                    1.2 試驗方法

                    1.2.1 不同激素配比對馬鈴薯組培苗生長的影響 以MS培養基+30 g/L蔗糖+8 g/L瓊脂為基礎培養基,分別加入不同濃度的6-BA和NAA共9個處理,編號為L1~L9;以基本培養基為對照,編號為L10(表1)。培養基分裝后置于 121 ℃ 高壓鍋中滅菌20 min備用。每個處理接15瓶,每瓶接種2個莖段,培養室溫度為22 ℃,光照時間為12 h/d,光照強度為2 000 lx,30 d后對馬鈴薯的生長情況進行調查和統計,60 d后統計馬鈴薯的結薯率。

                    表1 不同濃度6-BA和NAA組合的培養基配方

                    

                   

                    1.2.2 不同添加物及其含量對馬鈴薯組培苗生長的影響 以MS培養基+30 g蔗糖+8 g瓊脂為基礎培養基,添加不同濃度馬鈴薯,編號分別為W1、W2、W3。添加不同濃度香蕉,編號分別為X1、X2、X3。以基礎培養基為對照組,編號為L10(表2)。培養基分裝后置于121 ℃高壓鍋中滅菌20 min備用。每個處理接10瓶,每瓶接種3個莖段,培養室溫度為 21 ℃,光照時間為12 h/d,光照度為2 000 lx,30 d后對馬鈴薯的生長情況進行調查和統計,60 d后統計馬鈴薯結薯率。

                    表2 不同添加物的培養基配方

                    

                   

                    1.2.3 數據分析 試驗統計數據使用Excel 2016及SPSS 17.0軟件進行分析,用Student-Newman-Keuls(S-N-K)法分析顯著性差異。生根率=(生根的苗數/接種的總苗 數)×100%,結薯率=(結薯苗數/接種的總苗數)×100%。

                    2 結果與分析

                    2.1 不同激素配比對馬鈴薯組培苗生長的影響

                    將馬鈴薯重生芽接種到添加不同濃度6-BA和NAA的培養基中生長30 d后,對馬鈴薯組培苗的平均株高進行方差分析。由表3可以看出,添加不同濃度6-BA和NAA對馬鈴薯組培苗株高的影響均達到了極顯著水平(P<0.01,下同),且兩者的交互作用影響也達極顯著水平。由圖1可知,隨著 6-BA 濃度的增加,馬鈴薯組培苗的平均株高出現了先升高后下降的趨勢,最適添加濃度為2.00 mg/L,平均株高達 6.60 cm,與添加1.00、4.00 mg/L 6-BA之間差異顯著(P<0.05)。隨著NAA濃度的增加,馬鈴薯組培苗的平均株高呈逐漸下降趨勢,各處理之間差異均達到顯著水平,最適添加濃度為0.01 mg/L,平均株高達7.83 cm。

                    表3 不同激素含量對馬鈴薯組培苗株高的影響方差分析

                    

                   

                    由表4可以看出,培養基中添加6-BA和NAA對馬鈴薯組培苗葉片與株高的影響一致,添加不同濃度6-BA和NAA對馬鈴薯組培苗平均葉片數的影響均達到了極顯著水平(P<0.01),且兩者的交互作用對馬鈴薯組培苗平均葉片數的影響也極顯著。由圖1可知,隨著6-BA濃度的升高,平均葉片數呈逐漸升高趨勢,最適葉片生長濃度為添加 4.00 mg/L 6-BA,平均葉片數達5.94張,是最低6-BA添加濃度平均葉片數的近3倍(添加6-BA 1.00 mg/L 的平均葉片數為2.09張)。此外,在培養基中添加不同濃度的NAA對馬鈴薯組培苗株高和葉片數的影響一致,均隨著NAA濃度的升高呈降低趨勢,NAA添加濃度為0.01 mg/L時,平均葉片數最多,達6.90張。

                    

                   

                    表4 不同激素含量對馬鈴薯組培苗葉片數的影響方差分析

                    

                   

                    2.2 不同添加物及其含量對馬鈴薯組培苗株高和葉片的影響

                    將馬鈴薯重生芽接種到添加不同濃度6-BA和NAA的培養基中生長30 d后,對馬鈴薯組培苗的平均株高和平均葉片數進行方差分析。由圖2、表5、表6可以看出,在培養基中添加馬鈴薯和香蕉均有利于馬鈴薯組培苗的生長,添加馬鈴薯更有利于葉片的生長,添加香蕉更有利于植株長高。在培養基中添加100 g/L的馬鈴薯時,馬鈴薯組培苗的平均株高最高,達12.14 cm,平均葉片數為16.73張,僅次于添加 50 g/L 馬鈴薯(17.33張),但兩者間差異不顯著,表明在培養基中添加100 g/L馬鈴薯時對馬鈴薯組培苗的增殖最有利。隨著培養基中香蕉濃度的升高,馬鈴薯的平均株高和葉片數均呈下降趨勢。培養基中添加不同濃度的香蕉對馬鈴薯組培苗平均株高的影響差異不顯著,而培養基中香蕉添加量為最低濃度(50 g/L)時,平均葉片數與添加濃度為100、150 g/L之間差異均顯著;香蕉添加量為100、150 g/L時,平均葉片數差異不顯著。

                    

                   

                    表5 不同添加物含量對馬鈴薯組培苗株高的影響方差分析

                    

                   

                    表6 不同添加物含量對馬鈴薯組培苗葉片的影響方差分析

                    

                   

                    2.3 不同激素含量及添加物含量對馬鈴薯組培苗結薯和生根的影響

                    將馬鈴薯重生芽接種到添加不同濃度6-BA和NAA的培養基中生長60 d后,對馬鈴薯組培苗的結薯率和生根率進行方差分析。由圖3可以看出,與對照組相比,培養基中添加不同濃度的6-BA和NAA均有助于馬鈴薯組培苗結薯和生根。最適于馬鈴薯組培苗結薯的6-BA濃度為2.00 mg/L,與最適于馬鈴薯組培苗長高的濃度一致(圖1)。當培養基中添加2.00 mg/L 6-BA時,隨著NAA濃度的升高,馬鈴薯組培苗的結薯率和生根率均逐漸升高。但當提高6-BA濃度,添加量為4.00 mg/L時,隨著NAA濃度的升高,馬鈴薯組培苗的結薯率和生根率均呈下降趨勢,這說明兩者對馬鈴薯組培苗的結薯和生根存在一定的交互作用??梢钥闯?,當培養基中添加 2.00 mg/L 6-BA和0.10 mg/L NAA時馬鈴薯的結薯率和生根率最高,均為96.67%。

                    

                   

                    將馬鈴薯重生芽接種到含有不同添加物的培養基中生長60 d后,對馬鈴薯組培苗的平均株高進行方差分析。由圖4可以看出,在培養基中添加不同濃度的馬鈴薯和香蕉時,馬鈴薯的生根率均達到了100%,但結薯率水平不一致。在培養基中添加100 g/L的馬鈴薯時,馬鈴薯組培苗的結薯率最高,達100%。隨著香蕉濃度逐漸升高,馬鈴薯組培苗的結薯率呈逐漸下降趨勢,當添加量達150 g/L時,結薯率為20.00%低于對照組(46.67%),表明高濃度的香蕉添加量對馬鈴薯的結薯存在抑制作用。

                    3 結論與討論

                    在馬鈴薯植物組織培養過程中,培養基中添加不同的外源激素對其生長有著不同程度的影響,適量的外源激素有利于組培苗的增殖,但濃度過高、過低或使用時間不當會對組培苗產生不利影響。本試驗結果表明,最適于馬鈴薯組培苗長高的6-BA和NAA濃度分別為2.00、0.01 mg/L;最適于馬鈴薯組培苗葉片生長的6-BA和NAA濃度分別為4.00、0.01 mg/L;最適于結薯和生根的6-BA濃度為 2.00 mg/L,NAA濃度為1.00 mg/L。綜合本試驗研究發現,最適于賓杰組培苗增殖的激素配比為2.00 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA,最適于其結薯和生根的激素配比為2.00 mg/L 6-BA+1.00 mg/L NAA。

                    

                   

                    本試驗研究發現,馬鈴薯組織培養過程中不添加任何外源激素時,植株也能正常生長,這與報道的結果相似。但不添加任何激素的培養基中馬鈴薯組培苗的生長周期短,與培養基中添加激素的馬鈴薯組培苗相比,其更早出現葉片黃化和植株衰老現象;此外,培養基中不添加任何激素的馬鈴薯組培苗所結種薯與在培養基中添加外源激素的組培苗相比所結種薯要小一些,因此,在培養基中添加一定濃度的激素對馬鈴薯組培苗的生長是有益的,這在馬鈴薯莖尖培養及快速繁殖技術的研究中所得結論相似。在基礎培養基中添加2.00 mg/L的6-BA時,馬鈴薯的生根率隨著所添加NAA濃度的升高而升高,這說明NAA對馬鈴薯根的分化有促進作用,這與張玲在馬鈴薯組織培養技術研究中所得結果一致。

                    添加物作為一種天然激素和能量供應體,對組培苗的生長起到了很好的促進作用,如在馬鈴薯試管苗繼代增殖培養基中添加25 ml/L的椰子汁,平均增值倍數高達3.07倍。本研究通過在馬鈴薯基礎培養基中添加一定濃度的香蕉和馬鈴薯試驗發現,添加一定濃度的馬鈴薯有利于馬鈴薯組培苗葉片的生長,添加一定濃度的香蕉有助于馬鈴薯組培苗長高。

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