彩色馬鈴薯脫毒試管苗壯苗培養(yǎng)基的篩選

華蕾,呂國(guó)華,賈曉鷹

(1石河子大學(xué)園藝系,石河子832003;2石河子大學(xué)設(shè)施生物種苗研發(fā)中心,石河子832003)

彩色馬鈴薯脫毒試管苗壯苗培養(yǎng)基的篩選

華蕾1,呂國(guó)華2,賈曉鷹2

(1石河子大學(xué)園藝系,石河子832003;2石河子大學(xué)設(shè)施生物種苗研發(fā)中心,石河子832003)

以脫毒彩色馬鈴薯試管苗莖段為試材,采用4因素3水平正交設(shè)計(jì)法,研究了不同配方培養(yǎng)基處理對(duì)彩色馬鈴薯脫毒試管苗壯苗的影響。當(dāng)脫毒試管苗培養(yǎng)到40 d時(shí),對(duì)彩色馬鈴薯試管苗的株高、莖粗、有效莖節(jié)數(shù)、根數(shù)等壯苗形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行方差分析,以期篩選出彩色馬鈴薯脫毒試管苗壯苗的最佳培養(yǎng)基。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:處理5(MS+6-BA 0.25 mg/L+IBA 0.25 mg/L+蔗糖40 g/L)是彩色馬鈴薯脫毒試管苗壯苗的最佳培養(yǎng)基。

彩色馬鈴薯;壯苗;正交設(shè)計(jì);最佳培養(yǎng)基

紫色馬鈴薯是新近開(kāi)發(fā)出的一類優(yōu)良特異的馬鈴薯新品種,其果皮呈紫色,烏黑發(fā)亮,富有光澤;其果肉為深紫色,口感較好,品質(zhì)極佳。其含有較多的營(yíng)養(yǎng)成分及花色素苷類生理活性成分,有抑制癌變,防止糖尿病、高血壓,延緩衰老和緩解視力疲勞等功效[1]。近10年,世界彩色馬鈴薯種植面積和產(chǎn)量大幅增加。近15年來(lái),中國(guó)彩色馬鈴薯產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,云南科學(xué)院已改良篩選出100多份不同品系的彩色品種,改良后的彩色馬鈴薯芽眼小,外形美觀,抗病性強(qiáng),產(chǎn)量可達(dá)66.67～100 kg/hm2[2]。

脫毒試管苗的生產(chǎn)擴(kuò)繁是優(yōu)質(zhì)馬鈴薯脫毒試管苗和微型種薯的整個(gè)體系中極其關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一,其快繁技術(shù)和節(jié)約成本問(wèn)題已引起廣大國(guó)內(nèi)外科研工作者的關(guān)注。但目前的研究主要局限于單因素,如固定物、碳源及水分等對(duì)試管苗的影響[3-4]。

目前,紫色馬鈴薯的相關(guān)研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以紫色馬鈴薯脫毒試管苗為試材,研究了不同配方壯苗培養(yǎng)基對(duì)彩色馬鈴薯脫毒試管苗株高、莖粗、有效莖節(jié)數(shù)、根數(shù)及綜合生長(zhǎng)力等壯苗指標(biāo)的影響,以探索其試管壯苗培育和試管苗保存的新途徑,為工廠化生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)彩色馬鈴薯脫毒試管苗和微型種薯提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

彩色馬鈴薯(黑美人),購(gòu)于新疆兵團(tuán)農(nóng)六師農(nóng)科所。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)于2009年1-11月在國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目單位石河子大學(xué)設(shè)施生物種苗研發(fā)中心進(jìn)行。選取健康馬鈴薯,表面消毒,以蛭石為基質(zhì),置于培養(yǎng)箱中32℃催芽3～4 d,建立無(wú)菌系。

采用四因素三水平正交設(shè)計(jì)L9(34)(表1),選用同一批次,長(zhǎng)勢(shì)相同的基礎(chǔ)苗,剪取每一莖節(jié)為一外植體,接入已滅菌的培養(yǎng)基中,每個(gè)處理接10瓶,每瓶10株,重復(fù)3次。其中MS處理為MS、2 MS、1/2 MS;6-BA處理為 0.125 mg/L、0.25 mg/L、0.25 mg/L;IBA處理為0.01 mg/L、0.05 mg/L、0.25 mg/L;蔗糖處理4%、5%、6%。培養(yǎng)條件:白天25±2 ℃,晚上22±2 ℃,光照強(qiáng)度3000 Lx,光照時(shí)間12 h[5-8]。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

當(dāng)脫毒紫色馬鈴薯試管苗培養(yǎng)40 d時(shí),測(cè)定其株高(cm)、莖粗(mm)、莖節(jié)數(shù)(個(gè))、根數(shù)(條)等指標(biāo)。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

用Microsoft Excel和DPS對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,對(duì)差異顯著的指標(biāo)進(jìn)行Duncan多重比較(表1)。

表1 L9(34)正交試驗(yàn)因素及水平Tab.1 The table of orthogonal experiments of four factors and three levels

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)脫毒紫色馬鈴薯試管苗株高的影響

由表2可見(jiàn),紫色馬鈴薯試管苗株高各因素的主次影響力為D＞C＞A＞B,這說(shuō)明蔗糖對(duì)試管苗的株高有極顯著影響。根據(jù)各實(shí)驗(yàn)因子的平均數(shù)可以看出A取A2,B取B3,C取C3,D取D1為好。通過(guò)對(duì)變量進(jìn)行一次項(xiàng)、二次項(xiàng)及交互項(xiàng)回歸方程分析,通過(guò)逐步篩選逐步引入變量,得回歸方程:

式(1)中,復(fù)相關(guān)系數(shù)為 0.9912,剩余標(biāo)準(zhǔn)差為0.4397,調(diào)整的決定系數(shù)為0.9645。

從以上的回歸方程可以得出以下結(jié)論,各因子間存在交互作用,其中A×B的交互作用最明顯,B×D交互作用最弱,因此最優(yōu)組合取A2B2C3D1或A2B3C3D1。

表2 不同因素對(duì)脫毒彩色馬鈴薯試管苗株高的直觀和方差分析Tab.2 The ocular analysis,variance analysis of height on different factors to virus-free coloured potatoes plants of inside test tube

由表3可見(jiàn),處理5的試管苗株高最長(zhǎng),達(dá)到6.0 cm,與處理6間無(wú)顯著差異,與其它處理間差異極顯著,處理1、2、7、9間差異不顯著。處理5與最優(yōu)組合A2B3C3D1一致。

表3 不同處理的脫毒紫色馬鈴薯試管苗株高的差異顯著性Tab.3 Significant difference of height of virus-free coloured potatoes plants of inside test tuber of different treatments

2.2 不同處理對(duì)脫毒紫色馬鈴薯試管苗莖粗的影響

由表4可見(jiàn),紫色馬鈴薯試管苗莖粗各因素的主次影響力為A＞B＞D＞C,這說(shuō)明2 MS為試管苗莖粗的生長(zhǎng)提供了充足的養(yǎng)分。根據(jù)各實(shí)驗(yàn)因子可以看出A取A2,B取B3,C取C3,D取D1為好,但在考慮交互作用的情況下,得回歸方程:

式(2)中,復(fù)相關(guān)系數(shù)為 0.9615,剩余標(biāo)準(zhǔn)差為0.0513,調(diào)整的決定系數(shù)為0.6295。得出各因子間存在交互作用,其中C×D的交互作用最明顯,B×D交互作用最弱,因此最優(yōu)組合取 A1B2C2D1或A1B2C2D2。

由表5可見(jiàn),處理2的試管苗莖粗最粗,達(dá)到0.892 cm,與其它處理間差異極顯著 ,處理 1、2、3、5間差異不顯著,處理2與最優(yōu)組合一致。

表4 各因素對(duì)紫色馬鈴薯試管苗莖粗的直觀和方差分析Tab.4 The ocular analysis,variance analysis of stalk diameter on different factors to virus-free coloured potatoes plants of inside test tube

表5 不同處理的脫毒紫色馬鈴薯試管苗莖粗的差異顯著性Tab.5 Significent difference of stalk diameter of virus-free coloured potatoes plants of inside test tuber of different treatments

2.3 不同處理對(duì)脫毒紫色馬鈴薯試管苗有效莖節(jié)數(shù)的影響

由表6可見(jiàn),紫色馬鈴薯試管苗有效莖節(jié)數(shù)各因素的主次影響力為D＞A＞C＞B,這說(shuō)明蔗糖對(duì)試管苗的有效莖節(jié)數(shù)有極顯著影響。由各實(shí)驗(yàn)因子可見(jiàn),A取A2,B取B3,C取C3,D取D1為好,但在考慮交互作用的情況下,可得回歸方程:

式(3)中,復(fù)相關(guān)系數(shù)為0.947343,剩余標(biāo)準(zhǔn)差為1.3075,調(diào)整的決定系數(shù)為0.768006。得出各因子間存在交互作用,其中A×B的交互作用最明顯,A×C交互作用最弱,因此最優(yōu)組合取A2B3C3D1或A2B2C3D1。

表6 各因素對(duì)脫毒紫色馬鈴薯試管苗有效莖節(jié)數(shù)的直觀和方差分析Tab.6 The ocular analysis,variance analysis of functional nodes on different factors to virus-free coloured potatoes plants of inside test tube

由表7可見(jiàn),處理5、6的試管苗有效莖節(jié)數(shù)最多,達(dá)到6個(gè)/株,處理5、6顯著且極顯著高于處理7、9、2、3、4、8,與處理 6、1 無(wú)顯著差異。處理 5 與最優(yōu)組合一致。

表7 不同處理的脫毒紫色馬鈴薯試管苗有效莖節(jié)數(shù)的差異顯著性Tab.7 Significent difference of functional nodes of virus-free coloured potatoes plants of inside test tuber of different treatments

2.4 不同處理對(duì)脫毒紫色馬鈴薯試管苗根數(shù)的影響

由表8可見(jiàn),紫色馬鈴薯試管苗根數(shù)各因素的主次影響力為D＞B＞A＞C。

由各實(shí)驗(yàn)因子可見(jiàn),A取A3,B取B3,C取C3,D取D1為好,但在考慮交互作用的情況下,可得回歸方程:式(4)中,復(fù)相關(guān)系數(shù)為 0.9912,剩余標(biāo)準(zhǔn)差為0.4397,調(diào)整的決定系數(shù)為0.9645。得出各因子間存在交互作用,其中A×C的交互作用最明顯,C×D交互作用最弱,因此最優(yōu)組合取A3B3C3D1。

由表9可見(jiàn),處理9顯著高于各處理,處理9與最優(yōu)組合一致。

表8 不同因素對(duì)脫毒紫色馬鈴薯試管苗根數(shù)的直觀和方差分析Tab.8 The ocular analysis、variance analysis of number of roots t on different factors to virus-free coloured potatoes plants of inside test tube

表9 不同處理的脫毒紫色馬鈴薯試管苗根數(shù)的差異顯著性T ab.9 Significant difference of number of roots of virus-free coloured potatoes plants of inside test tuber of different treatments

2.5 不同處理對(duì)脫毒紫色馬鈴薯試管苗綜合生長(zhǎng)力的影響

由表10可見(jiàn),處理5的試管苗生長(zhǎng)能力最強(qiáng),處理5極顯著高于其它各處理;處理4和8效果最不明顯,較處理5分別減少了 99.1%、99.6%。因此 ,處理 5(MS+6-BA 0.25 mg/L+IBA 0.25 mg/L+蔗糖40 g/L)的紫色脫毒馬鈴薯試管苗在30 d時(shí)綜合生長(zhǎng)力最強(qiáng)。

表10 不同處理的脫毒紫色馬鈴薯試管苗綜合生長(zhǎng)力的差異顯著性Tab.10 Significant difference of growth of synthesized of virus-free coloured potatoes plants of inside test tube of different treatments

3 討論

國(guó)內(nèi)外已有將正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)法應(yīng)用于植物組織培養(yǎng)的報(bào)道[9-11],但彩色馬鈴薯試管苗壯苗實(shí)驗(yàn)尚未見(jiàn)報(bào)道。在培養(yǎng)基方面,不同品種的馬鈴薯對(duì)培養(yǎng)基的要求不同。郎賢波等[12]報(bào)道,MS培養(yǎng)基最適合于馬鈴薯脫毒試管苗的增殖生長(zhǎng),1/2 MS只對(duì)根的生長(zhǎng)有利,而2 MS則只促進(jìn)莖粗的增加。本實(shí)驗(yàn)研究表明,2 MS培養(yǎng)基對(duì)彩色馬鈴薯試管苗的莖粗、莖節(jié)數(shù)有顯著影響,1/2 MS對(duì)彩色馬鈴薯試管苗的根數(shù)的生長(zhǎng)非常有利。

竇國(guó)杰等[13]的試驗(yàn)結(jié)果表明,6-BA為0.5～3.0 mg/L時(shí),對(duì)試管苗的生長(zhǎng)有良好的促進(jìn)作用。馬春紅等[14]的研究表明,0.3 mg/L IBA+0.3 mg/L KT培養(yǎng)出的試管苗效果好,根系多,植株生長(zhǎng)健壯。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明,0.5 mg/L 6-BA對(duì)彩色馬鈴薯試管苗的莖粗有顯著影響,0.25 mg/L IBA對(duì)彩色馬鈴薯試管苗的株高也有顯著影響。

李承永[15]以白糖替代蔗糖,得出5%～6%的白糖濃度對(duì)試管苗長(zhǎng)勢(shì)非常適合且可降低成本。本實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果表明,5%的蔗糖濃度也對(duì)彩色馬鈴薯試管苗的株高、莖節(jié)數(shù)及試管苗的根數(shù)有顯著影響。這說(shuō)明低濃度的蔗糖對(duì)試管苗壯苗的影響較大。

4 結(jié)論

綜上所述,處理5(MS+6-BA 0.25 mg/L+IBA 0.25 mg/L+蔗糖40 g/L)可得到莖桿直立、粗壯、可用節(jié)間多且短、根系較發(fā)達(dá)的試管苗,因此處理5(MS+6-BA 0.25 mg/L+IBA 0.25 mg/L+蔗糖40 g/L)是彩色馬鈴薯脫毒試管苗壯苗的最佳培養(yǎng)基。

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Filtrate of Different Vigorous Seedings Medium
to Virus-Free Coloured Potatoes Plants inside Test Tube

HUA Lei1,LüGuohua2,J IA Xiaoying2
(1 Department of Horticulture,Shihezi university,Shihezi 832003,China;
2 Research and Development Center for Greenhouse Biological Seedling,Shihezi 832000,China)

In this experiment,processing coloured potatoes were selected as a testing materials.To study the effect on differenence medium of vigorous seedings of virus-free coloured potatoes plants inside test tube were in orthgonal design thogonal experiments of four factors and three levels.In order to select the best medium of vigorous seedlings of virus-free coloured potatoes plants inside test tube,some elements were adjusted and made variance analysis based on the seedling height,stem thick,the number of stems and the number of roots after cultivate 40 days.The result showed that the best medium for growth of synthesized of virus-free coloured potatoes plants of inside test tube was MS+6-BA 0.25 mg/L+IBA 0.01 mg/L+sugar 50 g/L.

coloured potatoes;vigorous seedlings;orthgonal design;the best medium

S532 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

A

2010-01-11

華蕾(1982-),女,碩士生,專業(yè)方向?yàn)槭卟松砩鷳B(tài)。

呂國(guó)華(1963-),男,教授,從事設(shè)施園藝與生理生態(tài)、生物種苗研究;e-mail:lgh@shzu.edu.cn。