馬鈴薯試管薯生產(chǎn)技術(shù)研究

柴生武，王拴福，姬青云，穆艷娥，鄧?yán)麗?ài)，張東紅

（山西省薯類脫毒中心，山西 太原 030006）

馬鈴薯試管薯生產(chǎn)技術(shù)研究

柴生武，王拴福，姬青云，穆艷娥，鄧?yán)麗?ài)，張東紅

（山西省薯類脫毒中心，山西 太原 030006）

利用液體 MS+蔗糖 8%+5 mg/L BA＋不同激素水平（500 mg/L CCC、0.05 mg/L PP333、0.01 mg/L PP333、0.5 mg/L PP333）培養(yǎng)基作為誘導(dǎo)培養(yǎng)基，對(duì)馬鈴薯早熟品種“費(fèi)烏瑞它”和中晚熟品種“同薯20號(hào)”進(jìn)行試管薯誘導(dǎo)，研究其實(shí)用化的生產(chǎn)技術(shù)。結(jié)果表明，添加0.5 mg/L PP333、0.1 mg/L PP333的誘導(dǎo)培養(yǎng)基分別可作為“同薯20號(hào)”和“費(fèi)烏瑞它”的試管薯生產(chǎn)的誘導(dǎo)培養(yǎng)基。

馬鈴薯；試管薯；誘導(dǎo)培養(yǎng)基

馬鈴薯試管薯是指馬鈴薯脫毒試管苗在培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)通過(guò)誘導(dǎo)，于葉腋間形成的微型薯塊。試管薯生產(chǎn)期間處在無(wú)菌環(huán)境中，杜絕了常規(guī)網(wǎng)室生產(chǎn)微型薯過(guò)程中外來(lái)病原體的侵染，使試管薯具有同試管苗相近的質(zhì)量，不僅具有試管苗的所有優(yōu)點(diǎn),而且由于體積小、重量輕，貯藏、運(yùn)輸、種植都很方便。馬鈴薯試管薯的誘導(dǎo)與生產(chǎn),還具有不受氣候影響，可全年生產(chǎn)的特點(diǎn)，為工業(yè)化生產(chǎn)提供了切實(shí)可行的手段，同時(shí)更便于優(yōu)良種質(zhì)的保存、運(yùn)輸和推廣，有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

近些年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)試管薯的誘導(dǎo)作了大量的研究，對(duì)各種影響誘導(dǎo)的因素和誘導(dǎo)方法都作了較多的報(bào)道，同時(shí)也報(bào)道了不同品種（具有不同的基因型）對(duì)于同一誘導(dǎo)條件的反應(yīng)有所不同。另外，試管薯生產(chǎn)操作繁雜、成本較高也是制約試管薯在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵所在。所以針對(duì)特定品種研究相應(yīng)的適宜誘導(dǎo)條件，對(duì)于試管薯生產(chǎn)至關(guān)重要，同時(shí)規(guī)范操作程序、降低成本也是必須考慮的因素。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)研究馬鈴薯兩個(gè)不同品種對(duì)誘導(dǎo)條件的反應(yīng),并對(duì)實(shí)驗(yàn)流程進(jìn)行優(yōu)化，探索針對(duì)特定品種的可以提高誘導(dǎo)效率、降低生產(chǎn)成本的適用于規(guī)?；a(chǎn)的技術(shù)方法。

1 材料與方法

1.1 材料

本實(shí)驗(yàn)研究在山西省薯類脫毒中心組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)材料選用馬鈴薯早熟品種“費(fèi)烏瑞它”和中晚熟品種“同薯20號(hào)”的脫毒試管苗，由山西省薯類脫毒中心提供。脫毒試管苗擴(kuò)繁應(yīng)用MS固體培養(yǎng)基，培養(yǎng)條件為光照強(qiáng)度2 000～3 000 lx、光照16 h/d、溫度23±2℃，為誘導(dǎo)結(jié)薯提供來(lái)源一致的基礎(chǔ)試管苗。試驗(yàn)使用的試劑矮壯素 （CCC）和BA （6-芐基腺嘌呤，62benzylam inopu rine)、多效唑（PP333）等均為分析純制劑。培養(yǎng)瓶為220 mL的玻璃瓶。

1.2 試驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)分兩步進(jìn)行，第一步先用液體壯苗培養(yǎng)基培養(yǎng)成苗，然后加入液體誘導(dǎo)培養(yǎng)基進(jìn)行誘導(dǎo)結(jié)薯。

1.2.1 壯苗培養(yǎng)

在無(wú)菌條件下，將脫毒試管苗剪去頂芽，切取帶3～4個(gè)腋芽的莖段，轉(zhuǎn)接到裝有液體培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶?jī)?nèi)。培養(yǎng)基采用楊元軍等研制的PBM液體培養(yǎng)基 （2×PBM大量元素，1×PBM微量元素,蔗糖19 g/L，有機(jī)物同MS），pH5.8，利用濾紙作橋，經(jīng) 121 ℃滅菌 20 min，每瓶裝入20 mL左右的培養(yǎng)基，接入5個(gè)莖段，培養(yǎng)條件為光照強(qiáng)度 2 000～3 000 lx、光照 16 h/d、溫度 23±2 ℃，3周左右即可長(zhǎng)成有5～7節(jié)的壯苗。

1.2.2 誘導(dǎo)培養(yǎng)

成苗后，培養(yǎng)液基本吸收完畢，如有殘余將其倒出，然后加入經(jīng)高壓滅菌的液體誘導(dǎo)培養(yǎng)基。誘導(dǎo)培養(yǎng)基采用液體MS培養(yǎng)基+蔗糖8%+不同激素處理 （表1），pH均為5.8，每瓶加入20 mL，每處理3瓶，重復(fù)3次。培養(yǎng)條件為光照強(qiáng)度1 500～2 500 lx、光照時(shí)間8 h/d、溫度23/18℃。培養(yǎng)期間定期觀察，從第10 d開(kāi)始紀(jì)錄各處理中形成試管薯（直徑大于3 mm）的數(shù)量。誘導(dǎo)培養(yǎng)50 d后收獲，統(tǒng)計(jì)、測(cè)量各品種不同處理的結(jié)薯時(shí)間、試管薯產(chǎn)量(每瓶薯重、單瓶結(jié)薯粒數(shù))等指標(biāo),來(lái)評(píng)價(jià)各處理的效果。

2 結(jié)果

2.1 不同激素處理的誘導(dǎo)效果

在8 h/d光照、溫度23/18℃條件下，各處理均能誘導(dǎo)形成試管薯（見(jiàn)圖1）。試管薯的形成主要集中在誘導(dǎo)培養(yǎng)后10～22 d，25 d后，幾乎所有處理形成的試管薯都接近最終數(shù)量。不同基因型對(duì)不同種類和濃度的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑反應(yīng)各不相同，“同薯20號(hào)”在0.05 mg/L～0.5 mg/L PP333條件下形成試管薯的速度隨濃度的增加而增快，在0.5 mg/L PP333條件下對(duì)試管薯的誘導(dǎo)速度最快，500 mg/L CCC的誘導(dǎo)速度次之，但明顯高于0.1 mg/L和0.05 mg/L PP333。 “費(fèi)烏瑞它”對(duì) PP333的反應(yīng)較“同薯20號(hào)”更為敏感，在0.1 mg/L PP333時(shí)產(chǎn)生薯塊形成速度快，次之是500 mg/L CCC，而在0.5 mg/L PP333時(shí)試管薯形成的數(shù)量反而大幅下降。

表1 不同激素處理的誘導(dǎo)培養(yǎng)基

表2 各品種在不同處理下試管薯的產(chǎn)量

圖1 不同品種對(duì)不同激素處理的反應(yīng)

2.2 不同激素處理的試管薯產(chǎn)量

不同激素種類和濃度對(duì)試管薯的產(chǎn)量有明顯的影響，并且不同基因型表現(xiàn)也是不同的?！巴?0號(hào)”在0.5 mg/L PP333（T4）處理下平均每瓶結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重均最高，同其他處理差異顯著，500 mg/L CCC（T2）處理相比較T0、T1、T3產(chǎn)量要高且達(dá)到顯著水平；而“費(fèi)烏瑞它”在0.1 mg/L PP333（T3）處理下平均每瓶結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重均最高，同其他處理差異顯著，500 mg/L CCC（T2）處理相比較T0、T1、T3產(chǎn)量高且達(dá)到顯著水平。而試管薯平均粒重與結(jié)薯數(shù)并無(wú)相對(duì)應(yīng)的關(guān)系。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，液體MS+蔗糖8%+5mg/L BA+0.5 mg/L PP333可作為“同薯20號(hào)”試管薯生產(chǎn)的誘導(dǎo)培養(yǎng)基，而液體MS+蔗糖8%+5 mg/L BA+0.1 mg/L PP333可作為“費(fèi)烏瑞它”試管薯生產(chǎn)的誘導(dǎo)培養(yǎng)基。

3 討論

在試管薯的誘導(dǎo)中，粗壯的基礎(chǔ)苗更易形成試管薯，在本實(shí)驗(yàn)中也觀察到同樣的效果，因此培養(yǎng)健壯的基礎(chǔ)苗是提高試管薯效率的前提。一般研究者多以MS作為培養(yǎng)基進(jìn)行脫毒苗的擴(kuò)繁，而一些研究則認(rèn)為MS培養(yǎng)基中N濃度對(duì)馬鈴薯來(lái)說(shuō)偏高，楊元軍設(shè)計(jì)了PBM培養(yǎng)基，在本研究中也得到了成功的應(yīng)用。試驗(yàn)表明，利用PBM大量元素加倍液體培養(yǎng)基得到的脫毒苗，較MS培養(yǎng)基莖稈粗壯、葉片肥大，可能與降低N濃度和提高K、Ca、Mg濃度有關(guān)。在僅有5 mg/L BA的參與下最終能形成試管薯，不過(guò)形成的效率較低。在本研究中，“費(fèi)烏瑞它”在0.1 mg·L-1的PP333處理下誘導(dǎo)試管薯能早結(jié)薯,每瓶結(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，與張志軍以夏波蒂為材料的研究結(jié)果相同；而“同薯20號(hào)”則在0.5 mg/L PP333處理下結(jié)薯效率和產(chǎn)量最高，可能與基因型有關(guān)，與多數(shù)研究者的研究相同。500 mg·L-1 CCC在本研究中對(duì)兩個(gè)差別較大基因型都具有較好的誘導(dǎo)效果，可作為要求較粗放的通用培養(yǎng)基。8 h/d光照條件在有激素條件下通過(guò)變溫處理可以形成試管薯，與一些研究者認(rèn)為全黑暗是誘導(dǎo)試管薯和增加結(jié)薯數(shù)的必要條件有所不同。變溫處理可能是促進(jìn)試管薯形成的有利條件，本實(shí)驗(yàn)仍采用兩步法進(jìn)行生產(chǎn)，增加了操作的復(fù)雜性。研究利用固體培養(yǎng)基給予適當(dāng)?shù)募に靥幚砗瓦m當(dāng)?shù)牡鸵箿靥幚碇苯诱T導(dǎo)，可能是簡(jiǎn)化試管薯生產(chǎn)的途徑，有待進(jìn)一步研究。

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1005-2690（2013）04-0050-03

S532.035.2

A

2013-04-03

柴生武(1973-)，男，山西廣靈人，碩士，農(nóng)藝師，主要從事蔬菜育種和馬鈴薯脫毒種薯繁育技術(shù)研究。