不同配方凝固劑對馬鈴薯脫毒試管苗生長及其微型薯生產(chǎn)的影響

徐 銀，宋 剛，曹 正，黃小忠

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術學院，江蘇 句容 212400）

不同配方凝固劑對馬鈴薯脫毒試管苗生長及其微型薯生產(chǎn)的影響

徐 銀，宋 剛*，曹 正，黃小忠

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術學院，江蘇 句容 212400）

冷凝膠是一種食品工業(yè)中應用的新型凝固劑，其在脫毒馬鈴薯生產(chǎn)中的使用效果尚未有報道。試驗研究了4種不同配方冷凝膠凝固劑和對照“倍力凝”凝固劑對馬鈴薯組培苗生長、微型薯產(chǎn)量的影響，以期篩選出最佳凝固劑配方；并比較了5種配方凝固劑的使用成本。結(jié)果表明，A1配方的馬鈴薯組培苗生長高度優(yōu)于B1、B2和對照、形成新葉數(shù)較多、根系強壯；定植后其匍匐莖微型薯結(jié)薯數(shù)較高，＞4 g大薯比率與對照差異不顯著。與其他配方比較，A1配方冷凝膠使用添加量少，其成本最低。

凝固劑；冷凝膠；脫毒馬鈴薯；匍匐莖；微型薯

曾有學者提出在馬鈴薯組培苗培養(yǎng)中以液體培養(yǎng)方式代替固體培養(yǎng)[1]，但生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)液體培養(yǎng)與固體培養(yǎng)相比雖然繁殖周期短、組培苗也較健壯，但是存在繁殖系數(shù)低，污染相對較重，組培苗易沉入培養(yǎng)液中窒息而死等缺點，不利于大規(guī)模工廠化生產(chǎn)。固體培養(yǎng)能夠支撐外植體，養(yǎng)分分布比較均勻，能夠保持植物原有的植物學形態(tài)，并且有效地防止液體培養(yǎng)中出現(xiàn)的上述問題，所以目前固體培養(yǎng)方式仍是馬鈴薯組培苗生產(chǎn)的主流方式。凝固劑是添加到培養(yǎng)基中的一種高分子糖類，本身并不提供任何營養(yǎng)，其凝固性和添加濃度對培養(yǎng)物的支持和營養(yǎng)物質(zhì)擴散有影響[2]，不同凝固劑的使用成本也各不相同。生產(chǎn)上對固體培養(yǎng)基中使用的各種凝固劑的效果和成本的探討，一直沒有間斷。目前已有對食用型瓊脂[2]、馬鈴薯淀粉[2]、紅薯淀粉[2]、魔芋粉[3]和卡拉膠[4]這些常用凝固劑使用效果的研究報道。在馬鈴薯組培苗培養(yǎng)基制作中，通常涉及到的凝固劑有瓊脂、卡拉膠和倍力凝[5]，但均須加熱溶解灌裝滅菌后使用。食品行業(yè)使用的冷凝膠是一種新型凝固劑，特點是無需加熱，可直接灌裝，可節(jié)省能源和人工，目前對其在馬鈴薯組培苗生產(chǎn)上的使用效果尚未有報道。

本研究以不同配方冷凝膠與目前流行的倍力凝做為馬鈴薯增殖培養(yǎng)基凝固劑，對馬鈴薯組培苗在組培增殖與定植階段的生長和結(jié)薯量的影響進行試驗比較，并對企業(yè)規(guī)?；a(chǎn)使用不同凝固劑的成本進行了探討。

1 材料與方法

1.1試驗材料與設備

1.1.1 試驗材料

‘Favorita’脫毒組培苗、冷凝膠A、B（主要成分是葡萄糖、葡萄糖醛酸和鼠李糖為基本單元構(gòu)成的高分子線性多聚糖，又叫結(jié)冷膠）2種配方（江南大學食品系提供）、倍力凝（網(wǎng)購）、MS培養(yǎng)基母液、植物生長調(diào)節(jié)劑母液（0.5 mg/mL 6-BA、1 mg/ mL NAA、1 mg/mL IBA）、白砂糖、瓊脂、1mol/L NaOH、1mol/L HCl、蒸餾水、精密pH試紙、無菌水、無菌紙、95%和70%乙醇。

1.1.2 試驗設備

電子天平、180 mL組培瓶、電加熱真空滅菌鍋、多功能超凈工作臺、組培架。

1.2試驗設計與方法

1.2.1 試驗設計

培養(yǎng)基配方除凝固劑外其余均相同。

凝固劑配方設5個處理：處理1冷凝膠配方A1（按3.5 g/L使用冷凝膠A）；處理2冷凝膠配方A2（按4.5 g/L使用冷凝膠A）；處理3冷凝膠配方B1（按3.5 g/L使用冷凝膠B）；處理4冷凝膠配方B2（按4.5 g/L使用冷凝膠B）；CK：倍力凝7 g/L。

1.2.2 試驗方法

轉(zhuǎn)接的‘Favorita’脫毒組培苗均用二葉一心帶生長點的莖段，每瓶12株苗。每個處理和對照均接5瓶苗，共60株苗。統(tǒng)一采用180 mL的培養(yǎng)瓶，用一張封口膜和一張硫酸紙封瓶口。

培養(yǎng)光照強度為3 000 lx，光照時間16 h；溫度與光照同步變化，光照時為23℃，黑暗時為17℃。接苗后21 d調(diào)查組培苗的根系長勢、株高和葉片數(shù)以及培養(yǎng)基的透明度。根系長勢采用“+++”（根長度長于8 cm、數(shù)量達到10根左右）、“++”（根系長度為5～8 cm，數(shù)量10根以下）和“+”（根系長度短于5 cm，數(shù)量較少）3個等級表示。

定植后70 d收獲，收獲后統(tǒng)計大薯（＞4 g）粒數(shù)及其百分比。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003統(tǒng)計分析，多重比較采用Duncan's法。

2 結(jié)果與分析

2.1不同凝固劑對馬鈴薯組培苗生長的影響

轉(zhuǎn)苗21 d后馬鈴薯組培苗在不同處理下的生長情況如表1所示。對馬鈴薯組培苗植株株高進行比較，A1處理植株株高最高，CK植株株高最低。A1與B1、B2、CK間株高差異顯著，與A2差異不顯著。A2配方與CK間差異顯著，但與B1、B2配方間差異并不顯著。B1、B2配方與CK間差異不顯著。形成新葉方面，A1處理新葉片數(shù)最多，B2形成新葉片數(shù)最少。A1、A2與B2間差異顯著，其余配方間差異不顯著。組培苗根系強度方面，從描述結(jié)果可看出A1處理生根長勢最強，平均達到+++，其余處理均只有++。因此，綜合3方面生長指標比較，A1是對馬鈴薯組培苗生長效果最佳的凝固劑。

表1 不同配方凝固劑對植株生長的影響Table 1 Effects of various coagulant formulas on plant growth

2.2不同凝固劑對定植苗匍匐莖和微型薯形成的影響

定植70 d后統(tǒng)計不同處理匍匐莖數(shù)和微型薯結(jié)薯數(shù)以及＞4 g大薯所占比率，結(jié)果見表2。

由表2可知，在形成匍匐莖數(shù)量方面，A2處理最高，B1最低。相同配方成分之間，A2高于A1、B2高于B1，且差異顯著，說明相同配方成分下按4.5 g/L使用量效果要優(yōu)于3.5 g/L使用量。與對照比較，使用效果較好的A2、B2與對照間差異并不顯著，但A2、B2間差異顯著。由此可推測，定植苗匍匐莖形成與不同凝固劑的成分和使用量可能有關。另外，4種配方和對照對匍匐莖結(jié)薯數(shù)影響差異不顯著。從微型薯產(chǎn)量看，比較每株苗結(jié)薯數(shù)試驗結(jié)果，A配方顯著高于對照，對照顯著高于B配方；A1、A2和B1、B2相互間差異不顯著，說明每株苗結(jié)薯數(shù)可能主要與不同凝固劑成分有關。

在各處理收獲微型薯中＞4 g的大薯所占比例方面，A1、B2、CK 3個處理分別為56.8%、57.1%、57.0%，彼此相差不大；而A2、B1處理只有45.4%和49.1%，與上述3個處理間差異顯著。以＞4 g大薯率為評判微型薯質(zhì)量指標，A1、B2、CK 3個處理較好，但不同配方間規(guī)律性并不明顯。

根據(jù)以上分析，綜合評價看A1凝固劑處理下定植苗的微型薯單株產(chǎn)量和大薯率2指標均較高，可作為凝固劑的首選配方。

2.3不同凝固劑透明度比較

透明度好有利于對苗的生長進行觀察，當出現(xiàn)污染等異?，F(xiàn)象時能夠及時發(fā)現(xiàn)和解決。經(jīng)肉眼觀察，CK的培養(yǎng)基透明度最佳，A2和B1的透明度較好，A1和B2的透明度一般。

表2 不同配方凝固劑對匍匐莖和微型薯形成的影響Table 2 Effects of various coagulant formulas on stolon and minituber

2.4不同凝固劑的成本比較

本試驗中不同配方的凝固劑價格及使用添加量彼此不同，經(jīng)計算制作每升培養(yǎng)基的凝固劑成本如表3所示。從結(jié)果比較能看出倍力凝價格最高，達到1.4元/L。B1、A1價格最低，均為0.445元/L，僅為CK倍力凝的約1/3。因此，在大量生產(chǎn)組培苗時，使用冷凝膠配方A1、B1有價格優(yōu)勢，有利于降低生產(chǎn)成本。

3 討論與結(jié)論

冷凝膠作為凝固劑在微生物培養(yǎng)方面已有應用。Janssen等[6]利用DNB培養(yǎng)基，并分別用普通瓊脂和冷凝膠作為凝固劑對土壤微生物進行分離，結(jié)果表明采用冷凝膠作為凝固劑的培養(yǎng)基菌落數(shù)明顯高于普通瓊脂的。蔡瑩等[7]研究蝦池中細菌培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)結(jié)冷膠作為平板凝固劑表現(xiàn)出高保濕性、高菌落數(shù)和高細菌多樣性的特點。金一荻[8]研究也發(fā)現(xiàn)結(jié)冷膠相比瓊脂可從富營養(yǎng)化水體中更容易獲得更多種類的細菌。盡管植物生長發(fā)育過程的影響條件較微生物培養(yǎng)更加復雜，但不可否認的是，以上來自微生物培養(yǎng)中結(jié)冷膠使用效果的報道，與本試驗結(jié)果有類似之處。

表3 不同凝固劑配方的成本比較Table 3 Cost comparison of various coagulant formulas

馬鈴薯匍匐莖是由地下部分莖節(jié)上的腋芽伸長而成，其頂端膨大后能形成塊莖，即微型薯。韓忠才等[9]研究發(fā)現(xiàn)，匍匐莖的數(shù)量與微型薯的產(chǎn)量成正相關。本試驗中，定植苗形成匍匐莖最多的A2處理，微型薯產(chǎn)量也是最高的，進一步印證了其試驗結(jié)果，但是A2大薯率并非最高，具體原因還有待深入研究。本試驗主要從冷凝膠凝固劑功能方面探討了其對馬鈴薯組培苗生長的作用，冷凝膠在使用過程中是否還有其他生理生化作用，也需進一步研究。在本試驗5種凝固劑處理中，使用A1配方對馬鈴薯脫毒組培苗瓶苗的生長及定植后微型薯產(chǎn)量和質(zhì)量的效果綜合評比為最佳，且其添加量少、使用成本低。因此，實際生產(chǎn)中可選擇冷凝膠A 3.5 g/L作為凝固劑使用。

[1]郝文勝,田文鋒,張富榮,等.馬鈴薯品種Favorita試管苗培養(yǎng)基的優(yōu)化篩選[J].中國馬鈴薯,2008,22(3):158-160.

[2] 劉忠玲.不同凝固劑在馬鈴薯試管苗培養(yǎng)中的對比試驗[J].陜西農(nóng)業(yè)科學,2002(12):11-12.

[3] 謝慶華,吳毅歆,張勇飛.固定物對馬鈴薯脫毒試管苗生長的影響[J].中國馬鈴薯,2001,15(1):20-21.

[4] 羅智敏,王炳君.卡拉膠和瓊脂為固定物對馬鈴薯脫毒組培苗生長的影響[J].馬鈴薯雜志,1997,11(2):73-75.

[5] 滕偉麗,楊琦.倍力凝在馬鈴薯脫毒試管苗生產(chǎn)中的應用研究[J].中國馬鈴薯,1999(4):202-204.

[6] Janssen P H,Yates P S,Grinton B E,et al.Improved culturability of soil bacteria and isolation in pure culture of novel members of the divisions Acidobacteria,Actinobacteria,Proteobacteria,and Verrucomicrobia[J].Applied and Environmental Microbiology, 2002,68(5):2391-2396.

[7]蔡瑩,李志江,田蘊,等.蝦池沉積物細菌多樣性分析和若干可培養(yǎng)技術的優(yōu)化探討[J].廈門大學學報:自然科學版,2010,49 (5):731-737.

[8] 金一荻.基于結(jié)冷膠培養(yǎng)基的烏梁素海富營養(yǎng)化水體中可培養(yǎng)細菌的多樣性分析[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學,2011.

[9] 韓忠才,張勝利,孫靜,等.氣霧栽培法生產(chǎn)脫毒馬鈴薯營養(yǎng)液配方的篩選[J].中國馬鈴薯,2014,28(6):328-330.

Effects of Various Coagulant Formulations on Growth of Plantlets in vitro and Minituber Production

XU Yin,SONG Gang*,CAO Zheng,HUANG Xiaozhong

(Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry,Jurong,Jiangsu 212400,China)

Abstrraacctt::"Cold-gel",as a new kind of coagulant in food industry,has not been reported for use in the production of virus-free seed potatoes.In this research,four"cold-gel"coagulant formulations and Polygel(control)were studied for their effects on the growth of plantlets in vitro and minituber production,and also the cost of the five coagulant formulations was compared in orderto selectforthe bestcoagulantformulation.The results showed that,A1 formulation was superiorto B1,B2 and control in plant height,formed more new leaves and had more vigor roots;minituber number set per stolon of plant transplanted was higher for A1 formulation and large-sized minituber(＞4 g)percentage in this treatment was not different fromcontrol.The results also indicated thatcompared to otherfourformulations,the costofA1 was the lowest.

coagulant;cold-gel;virus-free potato;stolon;minituber

S532

B

1672－3635（2015）06-0325-04

2015-02-04

徐銀（1982-），女，講師，博士研究生，主要研究方向為食品添加劑應用、園藝植物采后與保鮮。

宋剛，副教授，主要研究方向為植物生理，E-mail:sgdxxx@126.com。