Ca（NO3）2對馬鈴薯脫毒試管苗生長的影響

呂金鳳，辛建華

Ca（NO3）2對馬鈴薯脫毒試管苗生長的影響

呂金鳳，辛建華

（石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院園藝系，新疆石河子，832000）

以添加0、5、10、15、20 mmol/L Ca（NO3）2濃度的MS培養(yǎng)基對馬鈴薯尤金脫毒試管苗進(jìn)行增殖培養(yǎng)，比較不同濃度的Ca（NO3）2對試管苗生長的影響。結(jié)果表明，15 mmol/L的Ca（NO3）2對馬鈴薯尤金脫毒試管苗的生長有顯著促進(jìn)作用，并縮短了繼代周期。

脫毒馬鈴薯；試管苗；Ca（NO3）2

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）是重要的糧菜兼用農(nóng)作物，富含淀粉、蛋白質(zhì)和少量脂肪，還含有維生素B、C和N、P、K、Ca、Mg、Fe等多種礦質(zhì)元素，是一種營養(yǎng)保健食品。它具有生長期短、產(chǎn)量高、適應(yīng)性強(qiáng)，產(chǎn)量高的特點(diǎn)而被廣泛種植[1]。采用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)脫毒種薯是防治馬鈴薯病毒病最經(jīng)濟(jì)有效的方法，目前已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用并走向工業(yè)化，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。馬鈴薯試管苗培養(yǎng)是進(jìn)行試管薯誘導(dǎo)和脫毒試管苗技術(shù)的基礎(chǔ)，但由于培養(yǎng)過程中需進(jìn)行反復(fù)繼代培養(yǎng)，人工控制的生長條件波動性比較大，因此馬鈴薯脫毒試管苗常常出現(xiàn)生長過旺現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為徒長、根細(xì)長、苗細(xì)弱、節(jié)間距長、節(jié)數(shù)少、葉柄較長、葉片小且薄、數(shù)量少、葉色淡，這種試管苗不僅影響到下一代擴(kuò)繁，而且嚴(yán)重影響移栽成活率和結(jié)薯率[2]。為此脫毒試管苗的生產(chǎn)擴(kuò)繁是馬鈴薯繁育體系中極其關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，但目前的研究主要局限于單因素，如固定物、激素、碳源及水分等對試管苗生長的影響。鈣是作物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素，鈣在維持細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和細(xì)胞膜的完整性方面具有重要的作用。另外，鈣也是重要的信號分子，是植物生長發(fā)育的重要調(diào)節(jié)因子[3～4]，又是作物代謝的重要調(diào)控者。鈣對蛋白質(zhì)的合成、對碳水化合物的輸送，以及對蔬菜體內(nèi)有機(jī)酸的中和等都起著很大的作用[5]，在馬鈴薯生長發(fā)育過程中補(bǔ)鈣[6]，不僅可減少地下莖的發(fā)生數(shù)量，促進(jìn)主莖增粗，減少塊莖形成的數(shù)量，增加商品產(chǎn)量，而且可以增加塊莖內(nèi)鈣的含量，延長塊莖的貯藏期[7～8]。本試驗(yàn)通過研究在MS培養(yǎng)基中添加不同濃度的Ca（NO3）2對試管苗生長的影響，為探索高產(chǎn)量、高品質(zhì)、高效率和低成本的馬鈴薯脫毒試管苗調(diào)控生產(chǎn)技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為脫毒馬鈴薯品種尤金，脫毒試管苗由石河子大學(xué)園藝系組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.01 mg/L+瓊脂0.6%+蔗糖3%+不同濃度的Ca（NO3）2處理（pH值5.8），Ca（NO3）2濃度為：處理 1：0 mmol/L；處理 2：5 mmol/L；處理3：10 mmol/L；處理4：15 mmol/L；處理5：20 mmol/L。各處理培養(yǎng)基用無離子水配制，分裝入50 mL三角瓶中，每個處理15瓶，經(jīng)高壓滅菌20 min，取出放到無菌室冷卻備用。選繼代培養(yǎng)30 d的帶6～8片葉的脫毒苗在無菌條件下剪成帶1片腋芽的莖段植入培養(yǎng)基中，每瓶5株。接種后7，14，21，28 d分別從每處理中隨機(jī)抽取3瓶測量，并記錄試管苗有效莖節(jié)數(shù)、株高、莖粗、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、根數(shù)、葉片數(shù)，使用SPSS 16.0分析軟件，用新復(fù)極差法進(jìn)行方差分析。

1.3 培養(yǎng)條件

培養(yǎng)光強(qiáng)4 000 lx，光照12 h/d，溫度（26±2）℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 Ca（NO3）2對試管苗有效莖節(jié)數(shù)的影響

由表1可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理試管苗的有效莖節(jié)數(shù)也隨之增加，處理2，3，4，5與處理1（即CK）相比在7 d時分別提高了25%，36%，52%，41%；在14 d時分別提高了12.3%，19.6%，95.4%，92.7%；在21 d時分別提高了8.6%，39.1%，169%，128%；在28 d時分別提高了13.5%，21.7%， 90.7%，90.4%。

結(jié)果表明，各處理對試管苗的有效莖節(jié)數(shù)均有促進(jìn)作用，在0～15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度范圍內(nèi)，試管苗的有效莖節(jié)數(shù)隨Ca（NO3）2濃度增加而增加，在15～20 mmol/L的Ca（NO3）2濃度范圍內(nèi)有效莖節(jié)數(shù)有所下降，但仍要優(yōu)于10 mmol/L，所以15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度是對馬鈴薯品種尤金脫毒試管苗有效莖節(jié)數(shù)最有利的，其次是20 mmol/L和10 mmol/L，CK的表現(xiàn)最差。在7 d時各處理的有效莖節(jié)數(shù)差異不明顯，在14，21，28 d時，處理4，5的有效莖節(jié)數(shù)較處理1（CK）差異顯著，分別達(dá)到了95.4%，169%和90.7%，并且21 d較14 d時增長較快 （1.4～2.7節(jié)），28 d較 21 d增長變慢 （0.5～1.0節(jié)），說明在試管苗的有效莖節(jié)數(shù)方面，21 d時達(dá)到生長高峰。

2.2 Ca（NO3）2對試管苗株高的影響

由表2可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理的試管苗株高也隨之增加，處理2、3、4、5比處理1（即CK）在7 d時分別提高了10.7%，26.7%，36%，32%；在14 d分別提高了46.7%，55.3%，143.3%，104%；在 21 d時分別提高了 16.4%，51.4%，183.2%，153.6%；在 28 d分別提高了 1.97%，3.93%，154.51%，142.42%。

結(jié)果表明，不同濃度的Ca（NO3）2處理對脫毒試管苗株高生長均有一定的促進(jìn)作用，在 0～15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度范圍內(nèi)，試管苗的株高隨Ca（NO3）2濃度增加而增加，在 15～20 mmol/L的Ca（NO3）2濃度范圍內(nèi)有所下降，但仍要優(yōu)于 10 mmol/L，所以15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度是對馬鈴薯尤金脫毒試管苗株高生長最有利的，其次是20 mmol/L和10 mmol/L，CK的表現(xiàn)最差。各處理在7 d時差異均不明顯，從14 d開始，各處理的株高出現(xiàn)差異。在14 d，21 d，28 d，處理1，2，3與處理4，5差異較顯著；處理4的表現(xiàn)要優(yōu)于處理5；7，14 d時生長較慢，21 d時生長較快，28 d時生長變慢，即15mmol/L的Ca（NO3）2濃度對馬鈴薯品種尤金脫毒試管苗的株高生長最有利，21 d時試管苗的株高生長達(dá)到高峰。

表1 不同濃度的Ca（NO3）2對試管苗有效莖節(jié)數(shù)、株高、莖粗的影響

2.3 Ca（NO3）2對試管苗莖粗的影響

由表1可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理試管苗莖粗也隨之增加，在7 d時處理2，3，4，5比處理1（即CK）分別提高了26.7%，26.7%，21.7%，8.3%；在14 d時分別提高了33.3%，34.8%，18.2%，10.6%；在21 d時分別提高了8.6%，20%，50%，45.7%；在 28 d時分別提高了 10.8%，21.6%，51.4%，41.9%。

結(jié)果表明，不同濃度的Ca（NO3）2處理對試管苗的莖粗也有一定的影響，在生長的初期即7 d和14 d時，各處理差異不顯著；21 d時各處理開始出現(xiàn)顯著差異，處理4、5要顯著優(yōu)于處理1（即CK）；28 d時各處理的平均莖粗值為處理4＞處理5＞處理2＞處理3＞處理1，說明15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度對馬鈴薯品種尤金脫毒試管苗的莖粗有利，其次為20 mmol/L。但28 d時各處理較21 d時各處理增長減緩。

2.4 Ca（NO3）2對試管苗干鮮質(zhì)量的影響

由表2可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理試管苗鮮質(zhì)量也隨之增加，在7 d時處理2，3，4，5比處理1（即CK）分別提高了12.3%，20.5%，26.7%，15.1%；在14 d分別提高了11.9%，15.6%，109.4%，107.2%；在21 d分別提高了10.5%，15.6%，79.7%，79.7%；在 28 d時分別提高了 2.2%，58.4%， 365.4%，172.4%。各處理試管苗的干質(zhì)量與鮮質(zhì)量表現(xiàn)類似，隨鈣濃度的增加也呈現(xiàn)增加的趨勢，在7 d時處理2，3，4，5比處理1（即CK）分別提高了5.9%，23.5%，29.4%，11.8%；在14 d分別提高了50%，95.8%，104.2%，120.8%；在 21 d分別提高了 26.2%，71.4%，80.9%，69.0%；在 28 d分別提高了4.8%，22.2%，46.0%，36.5%。

結(jié)果表明，不同濃度的Ca（NO3）2處理對試管苗的干質(zhì)量和鮮質(zhì)量也有一定的促進(jìn)作用。在7 d時各處理差異不大，在14 d和21 d時，試管苗的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均表現(xiàn)為處理4、5顯著大于處理 1、2、3；28 d時鮮質(zhì)量除處理1與處理2差異不顯著外，其余處理間差異均顯著；干質(zhì)量處理4，5顯著大于處理1，2，3；其余處理間差異不顯著。說明15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度對馬鈴薯品種尤金脫毒試管苗的干鮮質(zhì)量的影響是有利的，其次為20 mmol/L。

2.5 Ca（NO3）2對試管苗根數(shù)的影響

由表3可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理試管苗根數(shù)也呈現(xiàn)增多的趨勢，在 7 d時處理2，3，4，5比處理1（即CK）分別提高了0，0，57.6%，42.4%；在14 d分別提高了0，103%，406%，606%；在 21 d時分別提高了 54.7%，94.2%，365.1%，327.9%；在 28 d時分別提高了 25.6%，50.4%，225.6%，199.2%。

結(jié)果表明，不同濃度的Ca（NO3）2處理對試管苗的根數(shù)有一定的影響。各處理在7 d時差異不顯著，14 d時處理4，5與處理1，2差異顯著，處理3與處理1，2，4差異不顯著，與處理5差異顯著；21 d時平均根數(shù)除處理4與5、處理2與3差異不顯著外，其余處理間差異顯著；28 d時處理1、2、3與4、5差異顯著。處理4、5在21 d和28 d時根數(shù)均顯著多于處理1；28 d與21 d各處理相比根數(shù)增長不大。說明15，20 mmol/L的Ca（NO3）2濃度對馬鈴薯品種尤金脫毒試管苗的根數(shù)有利，15 mmol/L要優(yōu)于20 mmol/L。

2.6 對試管苗葉片數(shù)的影響

由表3可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理試管苗葉片數(shù)也呈現(xiàn)增多的趨勢，在 7 d時處理2，3，4，5比處理 1（即 CK）分別提高了 14.6%，28.8%，28.8%，14.6%；在14 d時分別提高了7.9%，7.9%，130.9%，84.8%；在 21 d時分別提高了17.6%，46.9%，194%，162.6%；在28 d時分別提高了11.6%，58.7%，119.8%，111.6%。

表2 不同濃度的Ca（NO3）2對試管苗鮮質(zhì)量、干質(zhì)量的影響

表3 不同濃度的Ca（NO3）2對試管苗根數(shù)、葉片數(shù)的影響

結(jié)果表明，培養(yǎng)基中加入不同濃度的Ca（NO3）2處理對試管苗的葉片數(shù)產(chǎn)生一定的影響。在7 d時各處理的葉片數(shù)差異不明顯，在14 d、21 d、28 d三個時期處理4、5的葉片數(shù)要顯著多于處理1、2、3，處理4（即15 mmol/L）的葉片數(shù)在這三個時期均優(yōu)于處理5，但與處理5差異不顯著。

3 結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果表明，培養(yǎng)基中添加不同Ca（NO3）2處理后，處理4、5有效莖節(jié)數(shù)、株高、干鮮質(zhì)量、根數(shù)、葉片數(shù)6個指標(biāo)均與處理1、2、3在14 d、21 d、28 d時有顯著差異，而莖粗在21 d和28 d時處理4、5與處理1、2、3有顯著差異。說明適當(dāng)提高培養(yǎng)基中的鈣離子濃度有利于試管苗的生長，這與前人的研究結(jié)果[9～10]相似，但由于馬鈴薯的種間差異，適宜的鈣離子濃度也會有差異。雖然處理4與處理5各指標(biāo)差異不明顯，但各個指標(biāo)的均值處理4均要大于處理5，即15 mmol/L的Ca（NO3）2處理要優(yōu)于20 mmol/L的處理。因此，在培養(yǎng)基中添加15 mmol/L的Ca（NO3）2對馬鈴薯尤金試管苗的增殖壯苗有重要作用。

各處理在7 d時差異均不明顯，到14 d時開始表現(xiàn)差異，并在14～21 d這段時間迅速生長，21～28 d生長減緩，表現(xiàn)試管苗的生長趨勢為慢-快-慢。因此，在21 d左右時即可進(jìn)行擴(kuò)繁，縮短繼代周期。

綜上所述，培養(yǎng)基中加入15 mmol/L的Ca（NO3）2對馬鈴薯試管苗的生長具有顯著的促進(jìn)作用，因此，在培養(yǎng)基中加入鈣來促進(jìn)馬鈴薯脫毒試管苗生長是完全可行的。方法簡便易行，只需在配制培養(yǎng)基時加入即可。但由于馬鈴薯的品種、產(chǎn)地不同，其有效的鈣種類和濃度也可能不同，所以，該試驗(yàn)結(jié)果和方法僅供參考，具體使用時，為避免以上原因帶來的差異，最好針對特定馬鈴薯品種研究相應(yīng)濃度配方，做預(yù)備試驗(yàn)加以檢驗(yàn)。

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Effect of Ca(NO3)2on Potato Virus-free Plantlet in Vitro

LV Jinfeng,XIN Jianhua
(Department of Horticulture,College of Agriculture,Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832000)

The plantlets in vitro potato propagation were treated by MS medium containing 0,5,10,15 and 20 mmol/L of Ca(NO3)2for multiplicated.The effect on the in vitro growth of virus-free potato of different concentration of Ca(NO3)2was compared.The results showed that MS medium containing 15 mmol/L of Ca(NO3)2had significant effect on plant height of plantlets,and it was most suitable for growth of potato virus-free plantlets.And the propagation cycle was also cut down.

Virus-free potato;Test tube plantlet;Ca(NO3)2

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.10.007

呂金鳳（1980-），女，碩士研究生，研究方向?yàn)檫z傳育種，電話：15886935481

辛建華（1968-），男，通信作者，博士，副教授，從事蔬菜遺傳育種和生理研究，電話：13899050869，E-mail：xjhfbl@vip.sina.com。

2010-02-11