矮壯素對(duì)二季作區(qū)主栽馬鈴薯組培苗的生長(zhǎng)調(diào)控及其解除

張淑青 相叢超 封志明

摘要：以石薯1號(hào)（SH1）、中薯3號(hào)（Z3）、費(fèi)烏瑞它（W1）3個(gè)二季作區(qū)馬鈴薯主栽品種組培苗為試材，研究矮壯素（CCC）對(duì)馬鈴薯組培苗生長(zhǎng)的影響及其經(jīng)組培繼代培養(yǎng)后抑制作用解除效應(yīng)。結(jié)果表明，隨CCC濃度的增大，3個(gè)馬鈴薯品種的株高、葉片大小及品種Z3莖葉干鮮質(zhì)量總體呈下降趨勢(shì)，3個(gè)品種的全株干鮮質(zhì)量、根干鮮質(zhì)量及品種SH1、W1的莖葉干鮮質(zhì)量總體呈先增大后減小趨勢(shì)，而根長(zhǎng)、莖粗變化規(guī)律性不強(qiáng)，根長(zhǎng)均大于對(duì)照未用CCC處理的;CCC處理的SH1、Z3、W1組培苗經(jīng)不添加CCC的培養(yǎng)基繼代培養(yǎng)3次，CCC對(duì)組培苗的抑制作用可完全解除。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯;組培苗;矮壯素;抑制作用;解除

中圖分類號(hào)：S532.043 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2019）14-0099-05

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）為茄科茄屬多年生草本植物，營(yíng)養(yǎng)豐富[1]，目前已成為世界第四大糧食作物[2]。我國(guó)是世界上最大的馬鈴薯生產(chǎn)與消費(fèi)國(guó)，2015年原農(nóng)業(yè)部提出“馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略”，這對(duì)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了更高要求，使馬鈴薯產(chǎn)業(yè)在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中居于重要地位[3-4]。

馬鈴薯獲得豐產(chǎn)的關(guān)鍵是使用優(yōu)良種薯[5]，而優(yōu)良種薯的獲得關(guān)鍵是優(yōu)良馬鈴薯種質(zhì)資源的獲得及其種苗莖尖脫毒，這就涉及到馬鈴薯種質(zhì)資源的收集、保存及其組培苗生產(chǎn)、繼代培養(yǎng)等過程。目前，對(duì)馬鈴薯種質(zhì)資源的保存主要有田間保存、組培苗離體保存、微型薯保存等方式[6]，其中，組培苗通過添加適宜濃度植物的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑進(jìn)行離體保存是行之有效的方法之一[7]，而如何科學(xué)合理地安排馬鈴薯組培苗批量生產(chǎn)的銜接，是其保存、繼代培養(yǎng)存在的主要問題。本研究通過研究矮壯素（CCC）對(duì)二季作區(qū)馬鈴薯主栽品種組培苗生長(zhǎng)的影響及其抑制作用解除效果，探究CCC對(duì)馬鈴薯組培苗的生長(zhǎng)調(diào)控規(guī)律，以期為馬鈴薯組培苗的保存和生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2017年5—6月在石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院蔬菜研究所馬鈴薯組培室進(jìn)行，品種石薯1號(hào)、中薯3號(hào)、費(fèi)烏瑞它組培苗由石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院提供，這3個(gè)馬鈴薯品種的特征、特性見表1。試驗(yàn)中使用到的儀器設(shè)備主要有 101-1AB 型電熱鼓風(fēng)干燥箱、直尺、游標(biāo)卡尺、OHAUS GT410型電子秤、上海博泰產(chǎn)SPX-GB-300型光照培養(yǎng)箱。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 CCC對(duì)馬鈴薯組培苗的生長(zhǎng)調(diào)控 分別截取3個(gè)馬鈴薯品種生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)均一、大小為1 cm的莖段250個(gè)，轉(zhuǎn)接于含CCC濃度分別為0、0.03、0.06、0.09、0.12、0.15、0.18、0.21、0.24、0.27 g/L的培養(yǎng)基上，以0 g/L CCC處理為空白對(duì)照（CK）;隨機(jī)擺放于光照培養(yǎng)架上培養(yǎng)45 d，調(diào)查3個(gè)馬鈴薯品種組培苗的株高、莖粗、根長(zhǎng)、葉片大小、植株鮮質(zhì)量、莖葉鮮質(zhì)量、根鮮質(zhì)量、植株干質(zhì)量、莖葉干質(zhì)量、根干質(zhì)量。每瓶5株，每瓶為1次重復(fù)，每處理重復(fù)5次。

1.2.2 CCC對(duì)馬鈴薯組培苗抑制作用的解除 分別截取3個(gè)馬鈴薯品種生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)均一、大小為1 cm的莖段450個(gè)，轉(zhuǎn)接于含CCC濃度分別為0（CK）、0.03、0.06、0.09、0.12、0.15、0.18、0.21、0.24、0.27 g/L的培養(yǎng)基上培養(yǎng)45 d，每個(gè)濃度梯度9瓶，每瓶5株;對(duì)組培瓶?jī)?nèi)每株組培苗截取大小為1 cm的莖段1個(gè)，轉(zhuǎn)接于不添加CCC的培養(yǎng)基中進(jìn)行第1次繼代培養(yǎng)25 d，并分別從各處理的9個(gè)瓶苗中隨機(jī)選取3瓶，測(cè)量株高并計(jì)算其生長(zhǎng)抑制率，每瓶為1次重復(fù)，重復(fù)3次，剩余6瓶組培苗參照第1次繼代培養(yǎng)的方法，再次轉(zhuǎn)接于不添加CCC的培養(yǎng)基上進(jìn)行第2次繼代培養(yǎng)25 d，分別隨機(jī)選取3瓶，測(cè)量株高并計(jì)算其生長(zhǎng)抑制率;對(duì)剩余的3瓶組培苗同樣進(jìn)行第3次繼代培養(yǎng)25 d，測(cè)量株高并計(jì)算其生長(zhǎng)抑制率。生長(zhǎng)抑制率計(jì)算公式為：

生長(zhǎng)抑制率=（CK株高-處理組株高）/CK株高×100%。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2010、DPS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 CCC處理對(duì)馬鈴薯組培苗長(zhǎng)勢(shì)的影響

2.1.1 株高 由表2可見，CCC對(duì)3個(gè)馬鈴薯品種組培苗株高均有明顯的抑制作用，且隨CCC使用濃度的增大，組培苗株高整體呈下降趨勢(shì);CCC濃度為0 g/L處理（CK）的馬鈴薯品種SH1、W1、Z3組培苗株高相對(duì)最高，分別為13.200、19.458、17.058 cm，CCC濃度為0.27 g/L處理的SH1、W1及CCC濃度為0.21 g/L處理的Z3組培苗株高相對(duì)最小，分別為3.450、4.733、4.429 cm，分別較對(duì)照顯著降低73.86%、75.68%、74.04%（P0.05），而顯著高于其他濃度處理;CCC處理的馬鈴薯品種W1、Z3組培苗株高均顯著低于對(duì)照;CCC濃度為0.24、0.27 g/L 處理的3個(gè)馬鈴薯品種組培苗株高相互間差異不顯著。

2.1.2 葉片大小 由表2可見，CCC處理對(duì)3個(gè)馬鈴薯品種組培苗葉長(zhǎng)、葉寬也有一定的抑制作用，且隨CCC使用濃度的增大，葉長(zhǎng)、葉寬整體呈下降趨勢(shì);對(duì)照處理的SH1、Z3、W1組培苗葉長(zhǎng)和葉寬相對(duì)最大，分別為2.250、1.242、1.583 cm和1.517、1.125、1.367 cm，CCC濃度為0.27 g/L處理的馬鈴薯品種SH1、Z3、W1組培苗葉長(zhǎng)和葉寬相對(duì)最小，分別為 1.458、0.833、0.950 cm和1.125、0.683、0.675 cm，較對(duì)照分別顯著減小35.20%、32.93%、39.99%和25.84%、39.29%、50.62%（P0.05）。

2.1.3 根長(zhǎng)、莖粗 由表2可見，CCC對(duì)3個(gè)馬鈴薯品種組培苗莖粗、根長(zhǎng)有一定影響，但沒有明顯的規(guī)律性;除CCC濃度為0.24、0.27 g/L處理的馬鈴薯品種SH1組培苗根長(zhǎng)顯著小于對(duì)照（P0.05）;各處理的Z3、W1組培苗莖粗相互間差異不顯著，CCC濃度為0.03～0.21 g/L處理Z3組培苗及CCC濃度為0.06、0.24 g/L處理W1組培苗，對(duì)其根生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用，根長(zhǎng)顯著高于對(duì)照。

2.2 CCC對(duì)馬鈴薯組培苗生長(zhǎng)量的影響

2.2.1 整株質(zhì)量 由表3可見，隨CCC濃度的增大，馬鈴薯組培苗全株鮮、干質(zhì)量大致呈先增加后降低趨勢(shì)，且SH1、Z3組培苗全株鮮、干質(zhì)量在CCC濃度為0.24～0.27 g/L（高濃度）時(shí)趨于穩(wěn)定，相互間差異不顯著（P>0.05）;SH1組培苗全株鮮質(zhì)量在CCC處理濃度為0.27 g/L時(shí)相對(duì)最小，為 0.834 g，與對(duì)照相比差異不顯著，在CCC處理濃度為 0.06 g/L 時(shí)相對(duì)最大，為1.195 g，較對(duì)照顯著增加35.33%。

2.2.2 莖葉質(zhì)量 由表3可見，CCC對(duì)馬鈴薯組培苗莖葉鮮、干質(zhì)量有一定影響，且不同品種呈現(xiàn)出不同的規(guī)律性;SH1組培苗莖葉鮮質(zhì)量在CCC處理濃度為0.27 g/L時(shí)相對(duì)最小，為0.392 g，較對(duì)照顯著降低31.35%（P0.05），顯著低于其他各處理，莖葉干質(zhì)量隨CCC濃度增大總體呈先增大后減小趨勢(shì)，在CCC處理濃度為0.27 g/L時(shí)相對(duì)最小，為0.071 g，較對(duì)照顯著降低20.22%，與CCC處理濃度為0.03、0.24 g/L的相比差異不顯著，在CCC處理濃度為0.15 g/L時(shí)相對(duì)最大，為0.108 g，較對(duì)照顯著增加21.35%，與CCC處理濃度為0.09、0.12 g/L的相比差異不顯著;隨CCC使用濃度的增加，Z3組培苗莖葉鮮、干質(zhì)量總體呈下降趨勢(shì)，對(duì)照處理的相對(duì)最大，CCC處理濃度為0.24 g/L的相對(duì)最小，鮮、干質(zhì)量分別較對(duì)照顯著降低30.50%、30.14%;CCC處理對(duì)W1組培苗莖葉鮮、干質(zhì)量表現(xiàn)出低濃度有促進(jìn)、高濃度有抑制作用的現(xiàn)象，莖葉鮮、干質(zhì)量均在CCC處理濃度為0.03 g/L時(shí)相對(duì)最大，分別較對(duì)照顯著增加32.29%、18.07%，在CCC處理濃度為0.27 g/L時(shí)最小，分別較對(duì)照顯著減小46.29%、19.28%。

2.2.3 根部質(zhì)量 由表3可見，CCC對(duì)馬鈴薯組培苗根鮮、干質(zhì)量有明顯影響;SH1組培苗根鮮、干質(zhì)量對(duì)照處理的相對(duì)最小，分別為0.312、0.021 g，在CCC處理濃度為0.09 g/L時(shí)相對(duì)最大，分別為0.614、0.031 g，分別較對(duì)照顯著增加 96.79%、47.62%（P

2.3 CCC對(duì)馬鈴薯組培苗抑制作用的解除

由圖1可見，將CCC處理后的組培苗經(jīng)第1次繼代培養(yǎng)25 d，SH1組培苗在CCC濃度為0.03～0.09 g/L處理時(shí)其生長(zhǎng)抑制率與對(duì)照相比差異不顯著（P>0.05），說明CCC濃度≤0.09 g/L處理的SH1組培苗經(jīng)第1次繼代培養(yǎng)其抑制作用即可解除，而其他CCC濃度處理的抑制作用均未完全解除;Z3、W1組培苗在CCC濃度為0.03 ?g/L處理時(shí)其生長(zhǎng)抑制率與對(duì)照相比差異不顯著，說明CCC濃度0.03 g/L處理的這2個(gè)馬鈴薯品種組培苗經(jīng)第1次繼代培養(yǎng)其抑制作用即可解除，而其他CCC濃度處理的抑制作用均未完全解除。由圖2可見，SH1組培苗經(jīng)第2次繼代培養(yǎng)25 d，CCC濃度為 0.03～0.15 g/L處理的SH1組培苗其生長(zhǎng)抑制率與對(duì)照相比差異不顯著，CCC濃度≤0.15 g/L處理的SH1組培苗經(jīng)第2次繼代培養(yǎng)其抑制作用即可解除，而其他CCC濃度處理的抑制作用均未完全解除;同理可見，CCC濃度≤0.09 g/L處理的Z3組培苗經(jīng)第2次繼代培養(yǎng)其抑制作用即可解除，CCC濃度≤0.12 g/L處理的W1組培苗經(jīng)第2次繼代培養(yǎng)其抑制作用即可解除，而其他CCC濃度處理的均未完全解除。試驗(yàn)結(jié)果表明，CCC處理的3個(gè)馬鈴薯組培苗經(jīng)3次繼代培養(yǎng)，各處理生長(zhǎng)抑制率與對(duì)照無差異，說明在試驗(yàn)最大濃度范圍內(nèi)，CCC處理的組培苗經(jīng)3次繼代培養(yǎng)其抑制作用即可解除。

3 結(jié)論與討論

楊喜珍研究認(rèn)為，適當(dāng)濃度的矮壯素（CCC）應(yīng)用于春薯5號(hào)組培苗生產(chǎn)，可以有效降低其生長(zhǎng)量[8]。艾辛等研究表明，適宜濃度的CCC可有效延長(zhǎng)組培苗的培養(yǎng)時(shí)間，可應(yīng)用于馬鈴薯種質(zhì)資源的保存和生長(zhǎng)調(diào)控[9-10]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，矮壯素處理可明顯抑制SH1、Z3、W1馬鈴薯組培苗的生長(zhǎng)，隨CCC濃度的增大，3個(gè)馬鈴薯品種的株高、葉片大小及品種Z3莖葉干鮮質(zhì)量總體呈下降趨勢(shì)，而株高的降低可有效提高組培瓶空間利用效率，物質(zhì)積累的降低說明營(yíng)養(yǎng)消耗減少，進(jìn)而可以延長(zhǎng)組培瓶、培養(yǎng)基的使用時(shí)間;CCC處理的SH1、Z3、W1組培苗經(jīng)不添加CCC的培養(yǎng)基繼代培養(yǎng)3次，CCC對(duì)組培苗的抑制作用可完全解除，這為馬鈴薯種質(zhì)資源保存期的延長(zhǎng)提供了可能。須補(bǔ)充說明的是，3個(gè)不同基因型馬鈴薯組培苗生長(zhǎng)對(duì)CCC的響應(yīng)存在一定差異，可能是由于CCC通過抑制赤霉素的合成來抑制植株的伸長(zhǎng)[11]，而不同基因型馬鈴薯的赤霉素合成途徑不同[9，12]。

目前，對(duì)馬鈴薯應(yīng)用CCC的研究主要集中在對(duì)植株、組培苗[11，13-15]的抑制、促壯作用等方面，對(duì)CCC處理的組培苗其抑制作用解除研究相對(duì)較少。本研究表明，經(jīng)CCC處理的馬鈴薯組培苗，在不添加CCC的培養(yǎng)基上第1次繼代培養(yǎng)，CCC濃度≤0.09 g/L處理的SH1組培苗、CCC濃度≤0.03 g/L 處理的Z3、W1組培苗，其抑制作用可解除，組培苗可正常生長(zhǎng);經(jīng)第2次繼代培養(yǎng)，CCC濃度≤0.15 g/L處理的SH1組培苗、CCC濃度≤0.09 g/L處理的Z3組培苗及CCC濃度≤0.12 g/L處理的W1組培苗，其抑制作用可解除，組培苗可正常生長(zhǎng);經(jīng)第3次繼代培養(yǎng)，在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，3個(gè)馬鈴薯品種組培苗均可恢復(fù)生長(zhǎng)。

綜合而言，SH1、Z3、W1這3個(gè)馬鈴薯品種在進(jìn)行組織培養(yǎng)保存時(shí)，CCC推薦處理濃度分別為0.09、0.03、0.03 g/L，既可有效控長(zhǎng)，又可在不添加CCC的繼代培養(yǎng)中解除抑制，以便更好地銜接生產(chǎn)。參考文獻(xiàn)：

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