內(nèi)蒙古馬鈴薯主栽品種試管薯誘導(dǎo)因子研究

李樹生，郝文勝*，韓志剛

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯繁育中心，內(nèi)蒙古呼和浩特010031；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010031）

內(nèi)蒙古馬鈴薯主栽品種試管薯誘導(dǎo)因子研究

李樹生1，郝文勝1*，韓志剛2

（1.內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯繁育中心，內(nèi)蒙古呼和浩特010031；2.內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)科學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010031）

［目的］探討各誘導(dǎo)因子對(duì)內(nèi)蒙古馬鈴薯主栽品種試管薯的影響。［方法］設(shè)置不同水平，探討4種外源植物生長(zhǎng)物質(zhì)多效唑、矮壯素、α-萘乙酸和6-芐基腺嘌呤對(duì)馬鈴薯主栽品種試管薯的影響。［結(jié)果］馬鈴薯品種費(fèi)烏瑞它適宜結(jié)薯的外源植物生長(zhǎng)物質(zhì)濃度分別為：α-萘乙酸1 mg/L、多效唑1 mg/L、矮壯素6 mg/L、BA 10 mg/L。馬鈴薯品種克新1號(hào)適宜結(jié)薯的外源植物生長(zhǎng)物質(zhì)濃度分別為：α-萘乙酸3 mg/L、多效唑0.1 mg/L、矮壯素4 mg/L、BA 8 mg/L。［結(jié)論］在有外源植物生長(zhǎng)物質(zhì)添加的情況下，馬鈴薯品種費(fèi)烏瑞它及克新1號(hào)均會(huì)表現(xiàn)促進(jìn)結(jié)薯。

馬鈴薯；主栽品種；試管薯；誘導(dǎo)因子

馬鈴薯試管薯（microtuber）是通過組織培養(yǎng)的方法在培養(yǎng)容器中培養(yǎng)小苗，通過誘導(dǎo)于葉腋內(nèi)所形成的小薯，其直徑在2～10 mm［1］。作為一種特殊的種質(zhì)形式和繁育材料，試管薯具有如下特點(diǎn)：生產(chǎn)不受季節(jié)限制。只要有簡(jiǎn)單的無菌設(shè)備和培養(yǎng)條件，可周年在器內(nèi)（試管或三角瓶等容器）生產(chǎn)［2］；無病毒和其他病原（真菌、細(xì)菌）再侵染的危險(xiǎn)［2-3］。這是由于生產(chǎn)過程中是無菌操作，昆蟲傳毒、接觸傳毒和真菌傳毒均可被避免。試管薯體積小、重量輕，便于種質(zhì)資源的保存和交流［3］；較常規(guī)的大田繁殖方法大大縮短脫毒種薯的生產(chǎn)周期，提高繁殖速度和繁殖系數(shù)［3］；及時(shí)誘導(dǎo)試管薯可解決脫毒苗多次繼代繁殖易導(dǎo)致生長(zhǎng)衰退或重現(xiàn)病毒的問題［4］。正是由于具有上述特點(diǎn)，試管薯具有廣泛的用途：用于種質(zhì)資源保存和交流［2］；在馬鈴薯基因工程研究中作為基因轉(zhuǎn)移的受體材料；離體條件下誘導(dǎo)馬鈴薯塊莖的形成也是研究馬鈴薯塊莖形成機(jī)理較為理想的方法［5］；作為一個(gè)體系在塊莖生理（如休眠機(jī)制、碳水化合物的代謝調(diào)節(jié)等）研究中應(yīng)用［6］；還可以用來進(jìn)行抗性育種的快速鑒定工作［6］；替代脫毒試管苗，用于生產(chǎn)迷你薯（minituber，國(guó)標(biāo)中級(jí)別為“原原種”）。

20世紀(jì)70年代中期，開始有了用組織培養(yǎng)方法誘導(dǎo)試管薯的報(bào)道［7］。1982年，世界上首次報(bào)道批量生產(chǎn)試管薯。我國(guó)關(guān)于試管薯最早的研究開始于1988年［3］，其后自20世紀(jì)90年代初開始，陸續(xù)有人參與該領(lǐng)域的研究［5，7-13］。從文獻(xiàn)發(fā)表的情況來看，關(guān)于試管薯的研究自21世紀(jì)初以來進(jìn)入興盛期，近年從事該方面研究的單位仍然不少。針對(duì)內(nèi)蒙古的2個(gè)主栽品種費(fèi)烏瑞它和克新1號(hào)（2011年馬鈴薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系統(tǒng)計(jì)，內(nèi)蒙古地區(qū)克新1號(hào)57.33萬hm2，費(fèi)烏瑞它6.67萬hm2），該研究針對(duì)馬鈴薯試管薯各誘導(dǎo)因子（包括外源植物生長(zhǎng)物質(zhì)、培養(yǎng)容器、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)光照、培養(yǎng)基中的碳源等）進(jìn)行了全面研究，并形成一套完善的試管薯生產(chǎn)技術(shù)體系。

1　材料與方法

1.1材料

內(nèi)蒙古馬鈴薯主栽品種克新1號(hào)和費(fèi)烏瑞它脫毒試管苗。

1.2方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)。4種外源植物生長(zhǎng)物質(zhì)［多效唑（設(shè)計(jì)3個(gè)水平，即0.01、0.10、1.00 mg/L）、矮壯素（設(shè)計(jì)2、4、6、8、10 mg/L 5個(gè)水平）、α-萘乙酸（設(shè)計(jì)1、2、3、4、5 mg/L 5個(gè)水平）和6-芐基腺嘌呤（6水平：2、4、6、8、10、12 mg/L）。培養(yǎng)容器（三角瓶、廣口瓶和組培專用瓶）。培養(yǎng)溫度（15～27℃，每3℃為1個(gè)梯度）。培養(yǎng)光照（0～24 h/d，每4 h為1個(gè)梯度）。碳源（食用白糖和蔗糖，設(shè)梯度為60、80、100、120 g/L）。

1.2.2試驗(yàn)的具體措施及調(diào)查指標(biāo)。首先以健壯無污染的馬鈴薯試管苗接種到MS固體培養(yǎng)基上，每瓶接種20個(gè)單節(jié)切段，常規(guī)培養(yǎng)（溫度為25℃，光照16 h/d，光強(qiáng)2 000～3 000 lx）15 d，按各外源植物生長(zhǎng)物質(zhì)的設(shè)計(jì)濃度添加到不同容器內(nèi)（20 mL），培養(yǎng)容器、培養(yǎng)溫度、碳源加入20 mL MS液體培養(yǎng)液，在全黑暗（光照時(shí)間處理除外）的培養(yǎng)情況下進(jìn)行培養(yǎng)，40 d后收獲試管薯，調(diào)查試管薯的結(jié)薯數(shù)、重量和小薯直徑。

表1　α-萘乙酸對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

2　結(jié)果與分析

2.1外源植物生長(zhǎng)物質(zhì)對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

2.1.1α-萘乙酸對(duì)試管薯結(jié)薯的影響。品種費(fèi)烏瑞它中，處理①（1 mg/L）結(jié)薯數(shù)、薯塊直徑、單薯重均為最高，隨著處理濃度的增加，調(diào)查的3項(xiàng)指標(biāo)有下降的趨勢(shì)；品種克新1號(hào)中，處理②（2 mg/L）和處理③（3 mg/L）表現(xiàn)最好，說明早熟品種在較低濃度下對(duì)結(jié)薯就有較好的促進(jìn)作用，而晚熟品種則需在一定的濃度下才表現(xiàn)出較好效果。總之，該激素隨著濃度增加，會(huì)表現(xiàn)出對(duì)結(jié)薯的抑制作用（表1）。

2.1.2多效唑?qū)υ嚬苁斫Y(jié)薯的影響。在費(fèi)烏瑞它品種中，處理③（1 mg/L）在結(jié)薯數(shù)、塊莖直徑、單薯重均為最高，分別為14.3個(gè)、0.43 cm、0.089 g，超出對(duì)照26.5%、53.5%、144.4%。在克新1號(hào)品種中，處理②（0.1 mg/L）在結(jié)薯數(shù)的指標(biāo)上優(yōu)于對(duì)照。試驗(yàn)中，處理③（1 mg/L）莖稈粗壯，節(jié)間極短，說明該處理對(duì)試管苗的生長(zhǎng)有極強(qiáng)的抑制作用，對(duì)試管薯的生長(zhǎng)有促進(jìn)作用（表2）。

2.1.3矮壯素對(duì)試管薯結(jié)薯的影響。費(fèi)烏瑞它品種中，處理③（6 mg/L）結(jié)薯數(shù)最多，各處理薯塊直徑變化不大，隨著處理濃度的增加，單薯重有上升的趨勢(shì)?？诵?號(hào)品種中，處理②（4 mg/L）結(jié)薯數(shù)、塊莖直徑、單薯重均排名第1，同時(shí)呈現(xiàn)出低濃度和高濃度在這3項(xiàng)調(diào)查指標(biāo)中有下降趨勢(shì)，中等濃度表現(xiàn)好的現(xiàn)象（表3）。

2.1.46-芐基腺嘌呤對(duì)試管薯結(jié)薯的影響。費(fèi)烏瑞它品種中，處理⑤（10 mg/L）結(jié)薯數(shù)最多，隨著處理濃度的增加，單薯重有上升的趨勢(shì)，說明高濃度下，有利于塊莖的干物質(zhì)積累?？诵?號(hào)品種中，處理④（8 mg/L）結(jié)薯多，塊莖大，薯塊重，分別較對(duì)照增加16.7%、26.3%、63.6%（表4）。2.2培養(yǎng)容器對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

表2　多效唑?qū)υ嚬苁斫Y(jié)薯的影響

表3　矮壯素對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

表4　6-芐基腺嘌呤對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

試驗(yàn)的2個(gè)品種使用組培專用瓶在結(jié)薯數(shù)的指標(biāo)中明顯超出三角瓶和廣口瓶，超出1倍左右。而三角瓶和廣口瓶由于結(jié)薯數(shù)較少，薯塊大而且重（表5）。2.3培養(yǎng)溫度對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

表5　培養(yǎng)容器對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

參加試驗(yàn)的2個(gè)品種在21～24℃時(shí)，結(jié)薯數(shù)最多。隨著溫度從15～27℃的變化中，結(jié)薯數(shù)由少變多再變少（一般情況，超過28℃，試管苗停止生長(zhǎng)）。在低溫度的條件下，薯塊重量有所增加，說明低溫有利于干物質(zhì)的積累（表6）。

表6　培養(yǎng)溫度對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

2.4光照時(shí)間（光周期）對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

0 h（全黑暗）光照處理，在2個(gè)參試品種上的結(jié)薯數(shù)均表現(xiàn)最好，隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)，結(jié)薯數(shù)、塊莖直徑、單薯重均出現(xiàn)下降的趨勢(shì)。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)0 h處理，由于沒有光照，試管苗出現(xiàn)黃化現(xiàn)象；全光照或接近全光照（20～24 h）處理，結(jié)薯時(shí)間延長(zhǎng)，且薯塊小而輕（表7）。

表7　光照時(shí)間（光周期）對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

2.5碳源對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

食用白糖和蔗糖在參試的2個(gè)品種各個(gè)處理中沒有明顯差別。隨著碳源濃度的由低到高，結(jié)薯數(shù)、塊莖直徑、單薯重均出現(xiàn)由低到高再降低的拋物線變化，以80～100 g/L為最佳濃度。這說明適當(dāng)?shù)母邼舛鹊奶荚矗梢哉T導(dǎo)試管薯的形成（表8）。

3　結(jié)論與討論

（1）費(fèi)烏瑞它適宜結(jié)薯的外源植物生長(zhǎng)物質(zhì)濃度分別為：α-萘乙酸1 mg/L、多效唑1 mg/L、矮壯素6 mg/L、BA 10 mg/L?？诵?號(hào)適宜結(jié)薯的外源植物生長(zhǎng)物質(zhì)濃度分別為：α-萘乙酸3 mg/L、多效唑0.1 mg/L、矮壯素4 mg/L、BA 8 mg/L。在有外源植物生長(zhǎng)物質(zhì)添加的情況下，2個(gè)品種均會(huì)表現(xiàn)促進(jìn)結(jié)薯。所需濃度的不同是因?yàn)樵嚬苊缱陨硪矔?huì)合成激素，自身合成的數(shù)量不同，對(duì)外加的激素要求也會(huì)不同。

（2）在培養(yǎng)容器、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)光照、碳源2個(gè)品種需要的條件一致。選用組培專用瓶，適宜溫度21～24℃，全黑暗的條件下培養(yǎng)，利于結(jié)薯。由于食用白糖與蔗糖沒有顯著區(qū)別，在生產(chǎn)中可以用食用白糖替代蔗糖，適宜濃度為80～100 g/L。在生產(chǎn)中，為了避免黃化或白化苗子出現(xiàn)，誘導(dǎo)試管薯時(shí)，在一天的光周期中可增加4～8 h的光照。

表8　碳源對(duì)試管薯結(jié)薯的影響

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（責(zé)任編輯張楊林）

Study on Inducing Factors for Microtuber of Main Potato Varieties in the Inner Mongolia

LI Shu-shenget al.（Potato Breeding Center of the Inner Mongolia Autonomous Region，Hohhot，Inner Mongolia 010031）

［Objective］The aim was to explore the effects of inducing factors on microtuber of main potato varieties in the Inner Mongolia.［Method］The effects of different inducing factors on microtuber of main potato varieties in the Inner Mongolia were studied，by setting different levels.［Result］The results showed that the exogenous plant growth substance concentrations for appropriate junction potato of variety Feiwuruita were as follows：Alpha naphthyl acetic acid 1 mg/L，Multi-effect azole 1 mg/L，CCC 6 mg/L，BA10mg/L；and the exogenous plant growth substance concentrations for appropriate junction potato of variety Kexin 1 were as follows：Alpha naphthyl acetic acid 3 mg/L，Multi-effect azole 0.1 mg/L，CCC 4 mg/L，BA 8mg/L.［Conclusion］Potato chips of potato varieties Feiwuruita and Kexin 1 would all be promoted，under the condition of adding exogenous plant growth substances.

Potato；Main variety；Microtuber；Inducing factors

S532

A

2095-0896（2015）12-053-04

內(nèi)蒙古自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2011MS0301）。

李樹生（1973-），男，內(nèi)蒙古牙克石人，助理研究員，從事馬鈴薯育種與繁育技術(shù)研究。*通訊作者，副研究員，博士，從事馬鈴薯育種與生物技術(shù)研究。

2015-12-12