外源激素茉莉酸對馬鈴薯微型薯品質(zhì)的影響

趙發(fā)海 許海寧 季生媛

摘要：

本實(shí)驗(yàn)用馬鈴薯試管苗作為材料，在人工誘導(dǎo)條件下研究茉莉酸（JA）對試管馬鈴薯品質(zhì)的作用，用傳統(tǒng)的MS培養(yǎng)馬鈴薯微型薯的幼苗，再用不同濃度的茉莉酸作為外援激素對各個實(shí)驗(yàn)處理，結(jié)果表明： JA能提高微型薯的結(jié)薯率，其中最適JA的度為20mg/L.JA對提高品種的薯重沒有明顯作用。

關(guān)鍵詞：

馬鈴薯;愈傷組織;茉莉酸

中圖分類號：S-3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：1019754/jnyyjs20190315013

前言

馬鈴薯（SoLanum tuberosum）屬茄科茄屬雙子葉植物，它是世界上僅次于小麥、水稻、玉米的第四大糧食作物，由于其適應(yīng)性強(qiáng)，生育期短，產(chǎn)量高，即可作糧食作物，又可作為蔬菜和工業(yè)原料，還可用于救災(zāi)，扶貧以及休閑食品等，所以在世界范圍內(nèi)普遍種植。但在馬鈴薯產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的同時(shí)，伴隨著各種病害的發(fā)起，如馬鈴薯的晚疫病等，都嚴(yán)重的影響和制約著馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)。1952年，Morel得到了無病毒苗微莖培養(yǎng)法，從這時(shí)起，病毒危害得以解決。但除用莖尖培養(yǎng)獲得無毒苗已取得巨大成就外，其它諸項(xiàng)方法和技術(shù)的研究大多數(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)階段。所以對馬鈴薯離體培養(yǎng)技術(shù)和再生植株的研究就顯的尤為重要。

在早期的植物病理反應(yīng)信息，逆境脅迫等，人們開始關(guān)注JAs，即茉莉酸類的物質(zhì)。但是，把該物質(zhì)運(yùn)用至馬鈴薯塊莖發(fā)育中，揭示了新生理功能。有日本的學(xué)者研究稱，在特殊誘導(dǎo)環(huán)境下，馬鈴薯葉片里所形成的塊莖物質(zhì)，JAs與其結(jié)構(gòu)類似，通過專項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，JA-茉莉酸和MJ-茉莉酸甲酯誘導(dǎo)活性最高，并且專項(xiàng)研究茉莉酸和水楊酸對于塊莖的作用，這也為馬鈴薯生產(chǎn)栽培，快速繁殖提供參考。

茉莉酸，JA，化學(xué)名3- 氧 -2-（2'- 戊烯基 ）- 環(huán)戊烷乙酸。對于植物可起到促衰、提抗性、抑制植物生長的作用。是一種植物中的內(nèi)源生長調(diào)節(jié)物質(zhì)。

茉莉酸甲酯JA_Me，為脂肪酸衍生物，與JA作用類似。

如，可以對氣孔起到誘導(dǎo)關(guān)閉的作用，對植物吸收N、P等有一定影響，同時(shí)還有研究證明，JAS、SA與抵抗病原的侵染相關(guān)，是植物受到外界傷害后所做出的反應(yīng)，如受到昆蟲的傷害、動物的傷害、機(jī)械的傷害等。

茉莉酸和茉莉酸甲酯的合成、非生物脅迫，鹽脅迫、高溫脅迫、低脅迫、干旱脅迫、水分脅迫、傷脅迫，以及生物脅迫，防蟲，防病原物入侵等方面的研究進(jìn)展，還有2個難點(diǎn)尚未研究解決，但茉莉酸的由于其具有特殊植物抗逆境的脅迫作用，被視為一種新的植物生長調(diào)節(jié)荊而在應(yīng)用，這2個研究難點(diǎn)，對JA的合成和調(diào)控有了進(jìn)一步的了解和認(rèn)識，但JAs在細(xì)胞學(xué)、分子學(xué)水平方面，研究還要深入，更進(jìn)一步的明確其作用機(jī)理。

1材料

馬鈴薯的2個加工品種大西洋以及其親屬2代均由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)馬鈴薯課題組提供，大西洋以及其其親屬2代試管苗有4個以上側(cè)芽。

11材料培養(yǎng)

試驗(yàn)用大西洋及其親屬2代的試管苗，把不同外植3～5mm[1] 連接于MS培養(yǎng)，不同的培養(yǎng)基里入入濃度不同的蔗糖（3%）、瓊脂（06%）、NAA、6-BA，所有的pH值調(diào)至58.以及加入不同濃度的茉莉酸溶液置于室內(nèi)散射光下自然生長。

12愈傷組織的誘導(dǎo)

將大西洋及其親屬2號的莖類（脫毒苗）[3]、葉圓片、莖段，分別接于4種不一樣的培養(yǎng)基，對愈傷組進(jìn)行誘導(dǎo)。一次處理6瓶，其中3瓶是進(jìn)行黑暗處理。觀察2組出愈的時(shí)間，愈傷狀態(tài)等。

13愈傷組織的繼代培養(yǎng)

培養(yǎng)一個月后，把誘導(dǎo)出來的愈傷組織轉(zhuǎn)移至繼代的培養(yǎng)基因，培養(yǎng)基用MS +2， 4- D 04mg /L+6- BA 10mg /L+GA3 05mg /L+3% 蔗糖+06% 瓊脂; （ 2） MS+NAA 10 mg /L +6-BA 10mg /L+GA3 05 mg /L+蔗糖（3%）+瓊脂（06%），pH調(diào)為58選擇φ=03cm，選擇那些色艷、不褐化，生長快的愈傷組織團(tuán)塊，每次繼代時(shí)間為25d，共繼代3次，培養(yǎng)環(huán)境為溫室，自然類條件。

14再生苗的誘導(dǎo)

選擇那些色鮮艷，生長快的愈傷組織轉(zhuǎn)至誘導(dǎo)培養(yǎng)基中，其組成為MS +6- BA15mg /L+NAA 05mg/L+GA3 50mg /L+3%蔗糖+06% 瓊脂; MS +6- BA 20mg /L +ZT 20mg /L+NAA 05 mg /L+GA3 50mg /L+3% 蔗糖+06%瓊脂， pH 值為58。在溫室環(huán)境下，每一套16h補(bǔ)充2 000 lx一次，將植株的分化率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)[4，9]。分化率（%）=（分化出根、不定芽的愈傷組織塊數(shù)/總接種的愈傷組織塊數(shù)）。[JP]

15生根培養(yǎng)基

細(xì)胞分裂素6-BA（05mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L）與生長素NA（005mg/L、 010mg/L、015mg/L）12種組合[7-8]。馬鈴薯2個加工品種西洋以及其其親屬2代愈傷組織誘導(dǎo)、分化及生根時(shí)，只需在MS基本培養(yǎng)基混合液添加相應(yīng)的激素濃度組合，其后在超凈工作臺分別接種莖段，放入人工培養(yǎng)培養(yǎng)箱中培養(yǎng)（2500LX的光強(qiáng)，25℃下，24h照射）。幼苗移栽之前應(yīng)進(jìn)行馬鈴薯再生苗的間苗，時(shí)間為2d左右。將發(fā)育良好的再生苗從培養(yǎng)瓶中用鑷子夾出，然后用自來水沖洗植株根部的培養(yǎng)基，移栽到蛭石與土的營養(yǎng)缽中，并覆蓋保鮮膜。7d后，待移栽苗換苗后，馬鈴薯再生苗生長期間每天澆水50mL/缽。

16茉莉酸對試管薯的誘導(dǎo)

取出三角瓶（1000ml容量，且經(jīng)過高壓滅菌）中繁殖的馬鈴薯品種，切為1節(jié)1段（無菌條件完成），每一瓶放10個莖段，放至加入了300ml的MS培養(yǎng)基中。

放置16d光照，25℃的環(huán)境下培養(yǎng)4個星期。4周后去掉培養(yǎng)基并加入茉莉酸，放置5個瓶中，每個瓶子的濃度不同，分別為0mg/l、02mg/l、2mg/l、20mg/l、50mg/l。同時(shí)在20±1℃的30ml中，在全黑暗的環(huán)境下誘導(dǎo)結(jié)薯。每次處理4瓶并重復(fù)3次，黑暗條件下誘導(dǎo)了結(jié)薯，2個月后收取，對單瓶的結(jié)薯數(shù)、試管薯產(chǎn)量進(jìn)行測定。

2結(jié)果測定與數(shù)據(jù)分析

21不同濃度的茉莉酸對馬鈴薯直徑的影響

表2中 F 檢驗(yàn)結(jié)果表明[5]， 10-4 mol/l對試管薯直徑影響不顯著，10-5mol/l和 10-6mol/l對試管薯直徑影響顯著但未達(dá)極顯著水平;區(qū)組（即重復(fù)）間差異不顯著;模型誤差極顯著，所以不必對各因素水平間作多重比較。

對葉圓片、莖段、莖類的3種外植體愈傷組織芽分化率對比，不同外植體在不同的培養(yǎng)基中差異水平明顯。最高的莖類分化率達(dá)773%，次之為莖段為438%，最無效的是192%的葉片，但不同根的問題正好反之。

23不同濃度茉莉酸對試管薯形成的影響

試驗(yàn)結(jié)果（見表4）表明：處理4（即當(dāng)所加茉莉酸20mg/L時(shí)）在誘導(dǎo)成薯的結(jié)薯率和單株薯率上最高，分別達(dá)625%和075，處理1、2、3、5等次之;在試管薯的薯塊單重上以處理2（即所用茉莉酸為02mg/L）最高，達(dá)到24 mg，處理5次之，為23mg;同時(shí)，當(dāng)這2種激素濃度較高時(shí)，如處理5，相對于較低濃度的處理2在各種結(jié)薯性狀上均較差說明高濃度的茉莉酸對，大西洋試管薯的形成有明顯的抑制作用。結(jié)合各方面的表現(xiàn)，以4處理效果最佳，處理3次之，說明20ml/L的茉莉酸的誘導(dǎo)成薯效果最好，最利于提高大西洋試管薯結(jié)薯數(shù)量和薯塊質(zhì)量的提高。

2結(jié)論

在本實(shí)驗(yàn)條件下，JA能提高微型薯的結(jié)薯率，其中最適JA的度為20mg/L.JA對提高品種的薯重沒有明顯作用， 低濃度茉莉酸處理對2個馬鈴薯品種大西洋和親屬2號的莖葉鮮重和根長、根數(shù)生長表現(xiàn)是促進(jìn)作用，而高濃度的則明顯抑制根、葉生長。不同品種對于同種濃度茉莉酸處理，有一定差異性。而在實(shí)驗(yàn)中看出，對大西洋葉片得用高濃度處理，其葉片數(shù)的對照差異也不顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]

欒雨時(shí)， 徐品三， 夏秀英， 等. 適于馬鈴薯莖段再生的植物激素配比選擇[J].中國馬鈴薯， 2004， 18（3）：143-144.

[2]司懷軍， 戴朝曦， 于品華， 等.菊花幼嫩花瓣愈傷組織的誘導(dǎo)和植株再生[J].甘肅農(nóng)業(yè)學(xué)學(xué)報(bào)， 1998（2）：175-177.

[3] 董桃杏，蔡昆爭，張景欣，等. 茉莉酸甲酯（MeJA）對水稻幼苗的抗旱生理效應(yīng)[J]. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào)，2007，16（4）：1261-1265.

作者簡介：

趙發(fā)海（1982-），男，青海湟中人，碩士研究生，助理工程師，研究方向：馬鈴薯脫毒育苗。