不同濃度CCC對(duì)R6抗性基因馬鈴薯試管苗生長(zhǎng)的影響

吳艷清，王游游，趙旭鵬，李成斌

不同濃度CCC對(duì)R6抗性基因馬鈴薯試管苗生長(zhǎng)的影響

吳艷清，王游游，趙旭鵬，李成斌

（保定學(xué)院生化系，河北保定071000）

以MS為基本培養(yǎng)基，R6試管苗為實(shí)驗(yàn)材料，研究矮壯素（CCC)在馬鈴薯試管苗快繁移栽中的影響.研究結(jié)果表明:(1)CCC能有效抑制植株徒長(zhǎng)，縮短植株節(jié)間距，增加莖粗，擴(kuò)大有效擴(kuò)繁節(jié)段數(shù)，同時(shí)CCC能有效增加葉片數(shù)，提高光合效率.(2)在馬鈴薯試管苗擴(kuò)繁過(guò)程中，當(dāng)加入30～40 mg·L-1的CCC能最有效的達(dá)到壯苗和快繁的目的.(3)CCC能夠有效的增加根數(shù)，根粗，縮短根長(zhǎng).可見，在移栽試管苗過(guò)程中CCC可有效減弱移栽對(duì)根部造成的傷害,提高成活率.

矮壯素；馬鈴薯試管苗；壯苗；成活率

馬鈴薯（Solanum tuberosum L）又名土豆、山藥蛋、洋芋、荷蘭薯等［1］，產(chǎn)量高、耐瘠薄、耐旱，產(chǎn)品耐儲(chǔ)運(yùn)，糧、菜、飼、加工皆可，種植效益好［2］，且具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，素有“地下蘋果”和“第二面包”之稱，其價(jià)值早已為許多國(guó)家和人民所重視［3］.目前，我國(guó)普遍存在種薯退化的現(xiàn)象，利用組織培養(yǎng)對(duì)馬鈴薯苗進(jìn)行莖尖脫毒快繁，可有效解決此問(wèn)題.但目前馬鈴薯試管苗組織培養(yǎng)中常出現(xiàn)嚴(yán)重的徒長(zhǎng)現(xiàn)象，莖桿細(xì)弱，節(jié)間過(guò)長(zhǎng)，節(jié)數(shù)少，葉片小，葉片顏色淡，光合作用不足，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)，移栽成活率低等現(xiàn)象.馬鈴薯組培苗的快速擴(kuò)繁除了與馬鈴薯基因型這一內(nèi)因有關(guān)外，還受多種外界因素影響，如溫度、光周期、激素、培養(yǎng)基等環(huán)境因素.如赤霉素、生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、植物生長(zhǎng)延緩劑等外源誘導(dǎo)劑的作用已得到廣泛認(rèn)同［4］；溫度和光照等環(huán)境因素作用的研究已相當(dāng)深入［5］；基因型及試管苗發(fā)育對(duì)試管微型薯的誘導(dǎo)效應(yīng)也有較多報(bào)道［6］.

許多學(xué)者在研究馬鈴薯試管苗壯苗培養(yǎng)基上做出了大量工作，認(rèn)為在MS培養(yǎng)基中適當(dāng)添加一定量的植物激素如：6-BA、GA、NAA、PP333、CCC等都能有效改善馬鈴薯苗的生長(zhǎng)狀況，達(dá)到壯苗效果.矮壯素（CCC)是一種高效低毒的植物生長(zhǎng)延緩劑，可使試管苗生長(zhǎng)健壯，抗逆性增強(qiáng)，移栽成活率顯著提高［7］，這種效果在葡萄和生姜等植物組織培養(yǎng)中已有詳細(xì)報(bào)道［8-9］.但具體的應(yīng)用在馬鈴薯試管苗擴(kuò)繁壯苗中的作用還未見詳細(xì)報(bào)道.本實(shí)驗(yàn)以R6抗性基因馬鈴薯無(wú)菌苗為材料，深入研究了CCC對(duì)馬鈴薯試管苗生長(zhǎng)狀況的影響，從而探究了一條培育優(yōu)質(zhì)試管苗的新方法，此方法可用于工廠化生產(chǎn).

1 材料與方法

1.1 供試材料

以河北大學(xué)生命科學(xué)院提供的R6抗性基因馬鈴薯試管苗為基礎(chǔ)苗；R系列試管苗是國(guó)際馬鈴薯研究中心（CIP）培育的一套帶有11個(gè)單顯性抗性基因和1個(gè)感病基因r的標(biāo)準(zhǔn)生理小種鑒別的馬鈴薯原代試管苗，包括R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、r.我們所使用的R6試管苗具有敏感的生長(zhǎng)環(huán)境感受能力，對(duì)于激素的反應(yīng)較為靈敏，是我們研究不同濃度CCC對(duì)馬鈴薯試管苗的生長(zhǎng)影響的最佳樣本.

以北京博奧拓達(dá)科技有限公司生產(chǎn)的高純CCC為誘導(dǎo)激素；培養(yǎng)瓶為600 mL的中型罐頭瓶.

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 培養(yǎng)基

以MS為基本培養(yǎng)基，附加不同濃度CCC（表1），瓊脂7 g·L-1,蔗糖30 g·L-1,pH調(diào)為5.8.每瓶加入約150 mL培養(yǎng)基，采用常規(guī)高壓蒸汽滅菌方法滅菌.

1.2.2 培養(yǎng)條件

光照強(qiáng)度2 000 Lux左右，培養(yǎng)溫度23℃±2℃，每天光照16 h，暗培養(yǎng)8 h.

1.2.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

將預(yù)先處理的試管苗按其生長(zhǎng)點(diǎn)1 cm處切段，并接種于不同激素濃度的培養(yǎng)瓶中，每種濃度處理30瓶，每瓶接5段.培養(yǎng)四周后對(duì)試管苗株高、莖粗、節(jié)間長(zhǎng)度、葉片數(shù)、可用繁殖節(jié)段數(shù)、根數(shù)、根長(zhǎng)、根粗、移栽成活率分別測(cè)定并做記錄.以上各個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程均重復(fù)3次.

2 結(jié)果分析

2.1不同CCC濃度對(duì)馬鈴薯試管苗根上部分生長(zhǎng)狀況的影響

2.1.1 不同CCC濃度對(duì)馬鈴薯試管苗株高的影響

在培養(yǎng)基中加入不同濃度的CCC時(shí)，試管苗的生長(zhǎng)狀況受到了顯著的影響.由表1可見，CCC能有效抑制株高，并隨著CCC濃度的增加，株高顯著變矮.但由于高濃度的CCC對(duì)試管苗株高影響過(guò)于強(qiáng)烈，致使處理6的幼苗出現(xiàn)株高過(guò)度低矮，葉片反卷，葉片黃化并脫落等嚴(yán)重毒害現(xiàn)象（圖1-a），結(jié)果導(dǎo)致大部分幼苗死亡.結(jié)果表明只有CCC濃度在30～40 mg·L-1時(shí)，該激素對(duì)馬鈴薯幼苗株高的影響效果最好，濃度大于50 mg·L-1時(shí)表現(xiàn)出毒害作用.

2.1.2 不同CCC濃度對(duì)馬鈴薯試管苗莖粗的影響

馬鈴薯幼苗的莖粗代表著試管苗的健康程度，莖粗可直接影響到移栽過(guò)程中的成活率.由表1數(shù)據(jù)分析，當(dāng)CCC濃度在適宜的濃度范圍內(nèi)，試管苗的莖粗可隨CCC濃度的增加而增加.處理1、2與處理3、4相比差異達(dá)到顯著水平，當(dāng)CCC濃度處于30～40 mg·L-1時(shí)，從莖粗角度分析壯苗效果最好（圖1-b）.

2.1.3 不同CCC濃度對(duì)馬鈴薯試管苗葉片數(shù)的影響

由表1數(shù)據(jù)可知，當(dāng)CCC濃度處于合適的濃度范圍內(nèi)，試管苗的葉片數(shù)可隨CCC濃度增加而增加，此時(shí)葉片變大變厚，葉色濃綠，光合作用面積顯著增加，即CCC促進(jìn)了植株的橫向的生長(zhǎng)（圖1-b）.處理1,2和處理3,4相比差異達(dá)到顯著水平，數(shù)據(jù)表明當(dāng)CCC濃度為30～40 mg·L-1時(shí)植株橫向葉片生長(zhǎng)效果最佳.

2.1.4 不同CCC濃度對(duì)馬鈴薯試管苗可用繁殖節(jié)數(shù)的影響

由表1可見，CCC能有效控制試管苗節(jié)間高度，促進(jìn)植株橫向生長(zhǎng)，在合適的CCC濃度范圍內(nèi)能增加植株的葉片數(shù)，提高植株光合作用面積（圖1-c）.這一系列的結(jié)果都影響了試管苗可用繁殖節(jié)數(shù)的數(shù)量，決定了繁殖系數(shù).從表1中數(shù)據(jù)來(lái)看，處理3,4的可用節(jié)數(shù)均比處理1,2,5多，即植株過(guò)高過(guò)矮都不利于植株切段繁殖.當(dāng)CCC濃度處于30～40 mg·L-1時(shí)，試管苗可用繁殖節(jié)數(shù)最多.

表1 不同CCC濃度對(duì)馬鈴薯試管苗根上部分生長(zhǎng)狀況的影響

圖1 不同處理、不同部位的馬鈴薯植株對(duì)比

表2 不同CCC濃度對(duì)馬鈴薯試管苗根部生長(zhǎng)的影響

圖2 馬鈴薯植株根的對(duì)比

2.2不同CCC濃度對(duì)馬鈴薯試管苗根部生長(zhǎng)狀況的影響

由表2中數(shù)據(jù)分析可見，CCC對(duì)試管苗根部的生長(zhǎng)產(chǎn)生了明顯的影響.在CCC濃度適宜的范圍內(nèi)，隨著CCC濃度的增加，試管苗根數(shù)明顯減少（如圖2所示）.處理3、4與處理1、2相比差異達(dá)到顯著水平.從測(cè)量的根長(zhǎng)數(shù)據(jù)來(lái)分析，根長(zhǎng)因受CCC的影響而變短，并且在CCC的影響下根莖顯著加粗，處理4的根粗顯著高于其他處理.綜上分析30～40 mg·L-1的CCC能有效增加根數(shù)，縮短根長(zhǎng)，增加根粗，最終結(jié)果有利于減弱試管苗在移栽過(guò)程中對(duì)根部造成的損傷，并且保證了試管苗移栽后保持穩(wěn)定的吸水吸肥能力.

表3 不同CCC濃度對(duì)試管苗移栽的影響

2.3不同CCC濃度對(duì)試管苗移栽的影響

從表3數(shù)據(jù)分析，MS基本培養(yǎng)基附加30～40 mg·L-1的CCC能提高試管苗移栽成活率，成活率能達(dá)到90%以上.處理2,3,4與處理1相比，移栽后的試管苗長(zhǎng)勢(shì)有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在新葉抽出時(shí)間短，葉片大而舒展，葉色濃綠,充分體現(xiàn)出CCC的壯苗效應(yīng).但較高濃度的CCC對(duì)試管苗產(chǎn)生了一定的毒害作用，沒(méi)能達(dá)到提高成活率的目的.從緩苗時(shí)間來(lái)分析，CCC對(duì)緩苗時(shí)間影響不明顯.

3 討論

馬鈴薯試管苗的增殖擴(kuò)繁是生產(chǎn)馬鈴薯原種的重要環(huán)節(jié)，壯苗又是決定這一環(huán)節(jié)成敗的基本因素［10-17］.由于馬鈴薯試管苗在培育過(guò)程中常出現(xiàn)幼苗徒長(zhǎng)，株莖纖細(xì)，葉片小而稀疏，不利于光合作用等問(wèn)題，其結(jié)果直接影響了后期試管苗移栽的成活率.此外，前人研究表明植物生長(zhǎng)延緩劑可抑制試管苗徒高生長(zhǎng)，縮短節(jié)間距，提高繁殖系數(shù)［18］.本研究所用的CCC即為一種生長(zhǎng)延緩劑，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果與這種說(shuō)法相符.在本試驗(yàn)中當(dāng)CCC濃度為30～40 mg·L-1時(shí)對(duì)試管苗的壯苗效果最好.

CCC是一種植物生長(zhǎng)延緩劑，它對(duì)試管苗的徒長(zhǎng)有明顯的抑制作用.適宜濃度的CCC能使試管苗矮化，節(jié)間距縮短，促進(jìn)幼苗橫向生長(zhǎng)，主莖加粗，葉片數(shù)增加，葉片變大變厚，葉色更為濃綠.這一綜合結(jié)果使植株光合作用效率顯著提高，積累了更多的有機(jī)物，達(dá)到了壯苗的目的.適宜濃度的CCC還能促進(jìn)根數(shù)增加，縮短根長(zhǎng)，增加根粗，最終的結(jié)果是有效地減弱試管苗移栽過(guò)程中對(duì)根部造成的損傷，提高試管苗的移栽成活率.從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，不同濃度的CCC沒(méi)有體現(xiàn)出對(duì)馬鈴薯幼苗緩苗時(shí)間產(chǎn)生明顯影響.這與趙建萍等［4］的CCC實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同.初步分析，這可能和試管苗的品種及移栽后的生長(zhǎng)環(huán)境差異有關(guān).

本試驗(yàn)結(jié)果表明，在MS基本培養(yǎng)基中添加30～40 mg·L-1的CCC可明顯達(dá)到壯苗效果，增加試管苗快繁過(guò)程中可用繁殖節(jié)段數(shù).適宜濃度的CCC在改變植株生長(zhǎng)狀況的同時(shí)，大大提高了移栽試管苗的成活率.綜合考慮，適宜濃度的CCC在試管苗的培育中明顯的提高了生產(chǎn)效率，節(jié)省了人力、物力、時(shí)間，降低了生產(chǎn)成本，有利于大規(guī)模生產(chǎn).

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Different Doncentration of CCC Effects on the Growth of R6 Resistance Genes Potato Tube Seedings

WU Yan-qing,WANG You-you,ZHAO Xu-peng,LI Cheng-bin (Department of Biochemistry，Baoding University，Baoding 071000，Hebei，China)

In the experiment,MS was the basic culture medium,and R6 resistance genes potato test-tube seedlings was experimental material.It studied the effects of different concentration of CCC on growth of potato test-tube seedlings.The results were:（1）CCC could effectively inhabit the growth of plants,shorten the plant spacing,increase stem diameter,expand the effective propagation segment number.At the same time,CCC could effectively increase the number of blades,to improve the efficiency of photosynthesis.（2）In the process of potato expanding propagation,the CCC could effectively improve seedling and expanding propagation when MS medium was with CCC(30-40mg·L-1).（3）CCC could effectively increase the number of root and the diameter of root,shorten the length of root.The results showed that CCC could effectively weaken the root damage and improve the survival rate in the transplanting process.

CCC;potato plantlets;seeding;survival rate

Q945.8

：A

：1007-5348（2015）04-0041-05

（責(zé)任編輯：邵曉軍）

2015-02-21

河北省自然科學(xué)基金(C2015104014)；保定學(xué)院博士基金項(xiàng)目(2013Z01).

吳艷清(1982-)，男，河北河間人，保定學(xué)院生化系講師，碩士；研究方向：植物病理.