山藥試管薯打破休眠技術(shù)研究

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(三明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院藥用植物研究所， 福建 沙縣 365051)

山藥具有補(bǔ)脾、補(bǔ)肺、固腎、益精的功效，一直是我國傳統(tǒng)的藥食同源植物和重要的出口商品之一。由于長期無性繁殖，許多優(yōu)良品種出現(xiàn)產(chǎn)量下降，品質(zhì)退化的現(xiàn)象。近年來，許多學(xué)者致力于山藥脫毒快繁及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究[1-3]，為山藥優(yōu)良品種的改良提供了一個重要手段。但在生產(chǎn)中，由于組培苗的移栽種植需要一定的設(shè)施和技術(shù)，如果直接提供給農(nóng)戶種植，會出現(xiàn)組培苗移栽成活率低的現(xiàn)象，嚴(yán)重制約了山藥脫毒快繁及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

在組培條下生產(chǎn)獲得的試管微型薯(簡稱試管薯)具有生產(chǎn)季節(jié)不受限制、易貯藏運輸、栽培成活率高等突出優(yōu)點，且在資源保存、交換、種薯生產(chǎn)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，國內(nèi)外許多學(xué)者開展了試管薯誘導(dǎo)的研究[4-5]，但對試管薯在生產(chǎn)上的應(yīng)用研究較少。試管薯和大田種植的普通薯一樣具有一定的休眠期，休眠期長且發(fā)芽極不整齊，直接播種后出苗時間長，不利于管理，極大地阻礙了試管薯在生產(chǎn)上的應(yīng)用。為了探索打破山藥試管薯休眠的方法，本試驗研究了2種不同濃度的化學(xué)藥劑浸種以及機(jī)械處理這3種方法在打破山藥試管薯休眠方面的效果，旨在為山藥微型薯在生產(chǎn)上的應(yīng)用及山藥脫毒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

福建地方山藥品種明溪淮山試管薯。

1.2 試驗方法

將試管薯取出，洗凈，晾干，30 d后，從同一批試管薯中選擇成熟度一致、大小較為均勻的試管薯作為試驗材料。

1.2.1 赤霉素處理山藥試管薯

分別用100，300，500，1 000 mg/L的赤霉素浸泡試管薯12 h和6 h，用蒸餾水沖洗2～3次，埋在沙盤中，用水澆濕，置于26 ℃培養(yǎng)箱內(nèi)催芽，分別以蒸餾水浸種12 h和6 h作為對照，每個處理山藥試管薯20粒，設(shè)2次重復(fù)，每天統(tǒng)計出芽數(shù)，并適時澆水保持濕潤。

1.2.2 雙氧水處理山藥試管薯

分別用5%、10%、20%、30%的雙氧水浸泡試管薯12 h和6 h，處理方法、培養(yǎng)方式同1.2.1。

1.2.3 機(jī)械處理

用鑷子輕刺試管薯，深約2 mm，埋在沙盤中，用水澆濕，置于26 ℃培養(yǎng)箱內(nèi)催芽。

2 結(jié)果與分析

2.1 赤霉素對試管薯發(fā)芽的影響

不同濃度赤霉素處理12 h，對種薯發(fā)芽影響不同，其中1 000 mg/L處理爛種率為40%，45 d時萌芽率10%；500 mg/L處理爛種率為40%，45 d時發(fā)芽率為零，300 mg/L處理爛種率為10%，45 d時萌芽率僅為20%，100 mg/L處理無爛種情況，45 d時萌芽率僅為20%。不同濃度赤霉素處理6 h，無爛種，但45 d時仍未發(fā)芽，說明不同赤霉素濃度處理6 h不能有效打破休眠。不同赤霉素濃度處理12 h打破休眠的效果好于處理6 h，表現(xiàn)為500 mg/L無萌芽，其它幾個均有萌芽的現(xiàn)象，說明高濃度處理和低濃度處理均優(yōu)于中等水平的處理。

2.2 雙氧水對試管薯發(fā)芽的影響

10%、20%、30%的雙氧水處理12 h在2周時爛種率為100%，5%雙氧水處理12 h爛種率為70%，余下的45 d后全部萌發(fā)。30%的雙氧水處理6 h在10 d后也逐漸出現(xiàn)爛種現(xiàn)象，40 d后爛種率達(dá)60%，20%雙氧水處理6 h爛種率為40%，10%和5%雙氧水處理6 h爛種率均為30%，但5%的雙氧水處理萌芽率略高于10%的處理。由此可見，高濃度的雙氧水不適合用于打破山藥試管薯的休眠，低濃度的雙氧水有一定作用，但效果也不好。

2.3 機(jī)械處理對試管薯發(fā)芽的影響

用鑷子刺傷的試管薯在播種后7～10 d開始萌芽，15 d達(dá)到50%，20 d達(dá)到70%。萌芽較為整齊。而對照在60 d后才逐漸開始萌發(fā)。這說明機(jī)械刺傷可以有效打破休眠，促進(jìn)發(fā)芽。

3 討 論

赤霉素是一種重要的植物生長調(diào)節(jié)激素，可以促進(jìn)種子萌發(fā)和生長，促進(jìn)植物細(xì)胞的伸長和分裂。前人試驗研究表明，赤霉素能有效打破馬鈴薯試管薯的休眠，提高其發(fā)芽率。苗利娟等[6]研究中表明，100 mg/L的赤霉素能夠使零余子提早出芽，并且能大大提高出芽率。但在本試驗中不同濃度的赤霉素對打破山藥試管薯休眠效果不顯著，這可能與赤霉素濃度和處理時間有關(guān)系。

在本試驗中，除蒸餾水浸種的對照處理外，其他處理均出現(xiàn)不同程度的試管薯腐爛的現(xiàn)象，尤其是30%和20%雙氧水處理12 h的爛種率達(dá)100%，可能是由于雙氧水濃度偏高、處理時間較長的原因。雙氧水是一種強(qiáng)氧化劑，對打破種皮比較堅硬種子的休眠效果較好，對試管薯這種類型的材料處理效果不好。

關(guān)于山藥零余子打破休眠期生理機(jī)制的研究報道較多[6-7]，但關(guān)于打破山藥試管薯休眠的研究報道較少，本研究在參照打破零余子休眠研究的基礎(chǔ)上，考慮試管薯與零余子之間存在大小、重量及成熟度的差異，將試驗的浸種時間縮短，但效果仍不理想，需要進(jìn)一步的補(bǔ)充試驗，調(diào)整赤霉素和雙氧水的用量和處理時間。

機(jī)械刺傷處理是本試驗中最有效的方法，能起到明顯的打破休眠、促進(jìn)早發(fā)芽的作用，但試驗中也發(fā)現(xiàn)，機(jī)械刺傷后，會出現(xiàn)輕微爛種的現(xiàn)象，這可能是由于試管薯體積偏小，受傷后增加了感染病菌的風(fēng)險，可進(jìn)一步試驗，使用一些化學(xué)藥劑對刺傷的試管薯進(jìn)行消毒滅菌，從而降低爛種率。

此外，朱海旺等[7]研究了長山藥休眠期相關(guān)酶活性和內(nèi)源激素變化規(guī)律，結(jié)果表明，山藥在儲藏60 d以后，休眠解除啟動開始。故很多關(guān)于零余子打破休眠的研究一般選用收獲后60 d的零余子進(jìn)行，本試驗中試管薯為收獲30 d的試管薯，通過機(jī)械處理可以有效打破休眠，這點也是零余子和試管薯之間的重大差異，可以進(jìn)一步深入研究。