3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯試管苗生長(zhǎng)的影響

邱 甜 牛力立 朱 江 蔡甫格 王慶偉

（1安順學(xué)院農(nóng)學(xué)院，561000，貴州安順；2安順市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，561000，貴州安順）

馬鈴薯（SolanumtuberosumL.）屬茄科，是一年生草本植物，在國(guó)內(nèi)外廣泛種植，我國(guó)是馬鈴薯生產(chǎn)第一大國(guó)，2018年我國(guó)馬鈴薯種植面積為475.81萬hm2，總產(chǎn)量1798.37萬t（數(shù)據(jù)來自國(guó)家統(tǒng)計(jì)局），對(duì)保障我國(guó)糧食安全和農(nóng)民持續(xù)增收起著重要的作用[1]。在生產(chǎn)上，馬鈴薯絕大多數(shù)是通過塊莖無性繁殖，在生產(chǎn)過程中容易受到病毒感染，出現(xiàn)植株矮化、長(zhǎng)勢(shì)衰弱和葉片卷縮，導(dǎo)致馬鈴薯商品性狀和產(chǎn)量下降，最終失去利用價(jià)值[2]。

莖尖分生組織脫毒培養(yǎng)技術(shù)能夠有效減少病毒對(duì)馬鈴薯的危害，利用組織培養(yǎng)技術(shù)進(jìn)行試管苗擴(kuò)繁，有效提高了馬鈴薯的生產(chǎn)速度[3]，然而馬鈴薯試管苗在使用過程中隨著瓶苗繼代時(shí)間的延長(zhǎng)和次數(shù)的增加，會(huì)遇到種薯退化的問題，使試管苗擴(kuò)繁難度增加、繁殖系數(shù)降低以及污染率大幅提高，并嚴(yán)重影響試管苗的質(zhì)量[4]，因此在有限時(shí)間內(nèi)提高繁殖速度和增加繼代次數(shù)是推進(jìn)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要措施。試管苗的生長(zhǎng)受到外界環(huán)境條件的影響，其中植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能夠調(diào)控馬鈴薯試管苗的生長(zhǎng)發(fā)育，可縮短快繁周期[5]。閆沖沖等[6]研究結(jié)果表明，皖馬鈴薯2號(hào)最適壯苗培養(yǎng)基是MS+1.0mg/L NAA+0.1mg/L 6-BA。馬爽[7]研究表明，單獨(dú)使用6-BA會(huì)使試管苗生長(zhǎng)勢(shì)減弱，甚至不生根、不生長(zhǎng)，脫落酸（ABA）和S3307濃度小于0.1mg/L時(shí)馬鈴薯試管苗長(zhǎng)勢(shì)較好，氯吡脲的濃度在0.1mg/L時(shí)，試管苗比對(duì)照長(zhǎng)勢(shì)好，因此添加ABA和S3307濃度要小于0.1mg/L。前人有關(guān)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯試管苗的影響多集中在生長(zhǎng)調(diào)節(jié)及對(duì)瓶苗生長(zhǎng)的影響，而關(guān)于水楊酸（SA）和油菜素內(nèi)酯（BR）的研究較少，因此，本試驗(yàn)研究不同濃度的SA和BR對(duì)馬鈴薯試管苗生長(zhǎng)的影響，并探索試管苗移栽后生長(zhǎng)特性的變化特征，為馬鈴薯擴(kuò)繁及生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用延薯4號(hào)脫毒苗為試驗(yàn)材料，由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院蔬菜實(shí)驗(yàn)室提供，生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑6-BA（細(xì)胞分裂素）、SA和BR由福建超大浩倫植物生長(zhǎng)劑有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 以MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基，培養(yǎng)基pH 5.8，其中蔗糖濃度30g/L，瓊脂用量8g/L，在繼代培養(yǎng)基中分別加入不同濃度的6-BA、SA和BR，具體見表1。配制好的培養(yǎng)基裝入250mL的培養(yǎng)瓶中，封口進(jìn)行高壓滅菌，冷卻后存放在溫度25℃、光照時(shí)間16h/d、光照強(qiáng)度2000lx的培養(yǎng)室中4d，選擇無染菌現(xiàn)象的備用。

表1 各處理生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑類型及濃度Table 1 Type and concentration of growth regulators in each treatment

1.2.2 基礎(chǔ)苗培養(yǎng) 取1株帶有5個(gè)有效莖節(jié)的試管苗，在無菌條件下切成單節(jié)莖段，轉(zhuǎn)入到盛有60mL的MS培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶中培養(yǎng)，培養(yǎng)條件同培養(yǎng)基預(yù)培養(yǎng)。待試管苗長(zhǎng)至約有5個(gè)莖節(jié)時(shí)，進(jìn)行多次擴(kuò)繁，為試驗(yàn)提供基礎(chǔ)苗。

1.2.3 接種培養(yǎng) 在超凈工作臺(tái)上將基礎(chǔ)苗剪成長(zhǎng)約1cm的帶有1個(gè)葉片和腋芽的莖段，直接植入準(zhǔn)備好的培養(yǎng)基中，每瓶接種12株，每個(gè)處理接種20瓶，在恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)條件同培養(yǎng)基預(yù)培養(yǎng)。接種30d后，進(jìn)行各指標(biāo)的測(cè)定。

1.2.4 試管苗的移栽和管理 在培養(yǎng)后，以干凈的河沙為移栽基質(zhì)，在定植前將培養(yǎng)基質(zhì)澆透，將試管苗取出，用蒸餾水沖洗干凈試管苗根系上的培養(yǎng)基，將幼苗栽入基質(zhì)中，將育苗盤置于透光小拱棚中，每周澆水1次，每?jī)芍車娛┥倭咳~面肥。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 取出組培苗，清洗干凈附著的培養(yǎng)基，用干凈濾紙吸干植株表面水分，測(cè)定各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)，用刻度尺測(cè)定株高和根長(zhǎng)；用游標(biāo)卡尺測(cè)量莖粗（主莖的最粗處）；將試管苗從培養(yǎng)瓶中取出，清洗干凈表面的培養(yǎng)基并用濾紙吸干水分，進(jìn)行稱重，測(cè)量鮮重。

1.3.2 葉綠素含量及根活力的測(cè)定 將試管苗取出后去掉根系，稱取0.5g，參考李合生[8]的方法，采用乙醇-丙酮浸提法測(cè)定葉綠素含量；采用氯化三苯基四氮唑法測(cè)定根系活力[9]。

1.3.3 移栽后成活率及結(jié)薯特性的測(cè)定 將培養(yǎng)基中培養(yǎng)30d的試管苗定植于育苗盤中，每盤定植50株，每個(gè)處理重復(fù)3次，定植后兩周統(tǒng)計(jì)成活株數(shù)。成活率（%）=成活株數(shù)/定植株數(shù)×100，在全部收獲后，計(jì)算單株結(jié)薯數(shù)并測(cè)定單株結(jié)薯重。大薯率的計(jì)算：全部收獲后，計(jì)算單個(gè)薯重超過20g的個(gè)數(shù)占總收獲薯個(gè)數(shù)的百分比。

2 結(jié)果與分析

2.1 3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯試管苗生長(zhǎng)狀況的影響

由表2可知，3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯試管苗植株生長(zhǎng)狀況影響不同，除A3、B3、C1和C2處理外，其他處理株高均顯著高于CK，在6-BA和SA處理下，隨濃度的增加株高呈先升高后下降的變化趨勢(shì)，B2處理最高，顯著高于其他處理，比CK高出51.13%，在BR處理下，株高隨濃度的增加呈逐漸上升的趨勢(shì)，C3處理顯著高于CK 14.24%；3種調(diào)節(jié)劑對(duì)莖粗影響的變化趨勢(shì)相似，A2、B2和C3處理顯著高于CK，分別高出10.67%、13.33%和8.00%；鮮重在A1、A2、B1、B2和C3處理下顯著高于CK，分別比CK高出22.19%、52.98%、28.43%、79.01%和28.96%；各處理的平均根長(zhǎng)均顯著高于CK，其中，A1、A2和A3分別比CK高出30.05%、83.95%和4.50%，B1、B2和B3分別比CK高出43.64%、122.23%和55.03%，C1、C2和C3分別比CK高出22.64%、53.34%和128.74%，C3處理最高；各處理的根條數(shù)均顯著高于CK，其中，A1、A2和A3分別比CK高出25.88%、84.88%和54.18%，B1、B2和B3分別比CK高出58.84%、147.55%和71.56%，其中B2處理最高，C1、C2和C3分別比CK高出25.88%、50.41%和91.12%；葉片數(shù)變化趨勢(shì)和株高相似，在A1和A2處理下顯著高于CK，分別高出25.68%和43.25%，A2處理的葉片數(shù)最多。B1和B2處理下顯著高于CK，分別高出3.48%和33.42%，B3顯著低于CK 11.77%，在BR處理下，C1處理顯著低于CK 11.41%，C3處理顯著高于CK 24.89%。

表2 3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯試管苗生長(zhǎng)狀況的影響Table 2 Effects of three growth regulators on the growth of potato test-tube seedlings

2.2 3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯試管苗葉綠素含量的影響

由圖1可知，在3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下馬鈴薯試管苗葉綠素含量存在顯著差異，在6-BA處理下，隨濃度的增加呈現(xiàn)先升高后下降的變化趨勢(shì)，A2處理達(dá)到最大值，顯著高于CK 34.56%。SA處理下變化趨勢(shì)和6-BA相似，B2處理顯著高于CK，高出32.47%。在BR處理下，葉綠素含量隨BR濃度的增加呈逐漸上升的變化趨勢(shì)，C2和C3處理顯著高于CK，分別高出16.52%和28.73%。

圖1 3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯試管苗葉綠素含量的影響Fig.1 The effects of three growth regulators on the chlorophyll content of potato test-tube seedlings

2.3 3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯試管苗根活力的影響

由圖2可知，在3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下馬鈴薯試管苗根活力存在顯著差異，在6-BA處理下，隨6-BA濃度的增加呈現(xiàn)先升高后下降的變化趨勢(shì)，A1和A2顯著高于CK，分別高出9.60%和34.59%。SA處理變化趨勢(shì)和6-BA相似，B2和B3顯著高于CK，分別高出51.59%和18.42%。在BR處理下，根活力隨其濃度的增加呈逐漸上升的變化趨勢(shì)，C1、C2和C3處理均顯著高于CK，分別高出22.90%、36.46%和37.97%。

圖2 3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯試管苗根活力的影響Fig.2 The effects of three growth regulators on the root vitality of potato test-tube seedlings

2.4 3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯試管苗移栽后成活率和結(jié)薯特性的影響

由表3可知，在3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑處理下，馬鈴薯試管苗移栽后的生長(zhǎng)狀況存在顯著差異，使用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑顯著提高了幼苗移栽的成活率，除了A1和B3處理外，其他處理均顯著高于CK，在6-BA和SA處理下，隨濃度的增加呈先升高后下降的變化趨勢(shì)，B2處理株高最高，顯著高于其他處理，比CK高出75.76%，在BR處理下，平均成活率隨濃度的增加呈逐漸上升的變化趨勢(shì)，C1、C2和C3處理均顯著高于CK。單株結(jié)薯數(shù)和平均成活率變化趨勢(shì)相似，在A2、B2、C2、C3處理下顯著高于CK，分別高出24.15%、34.69%、18.71%和41.16%；單株結(jié)薯重在6-BA處理下隨濃度的增加呈逐漸增加的變化趨勢(shì)，A2和A3顯著高于CK，分別高出48.30%和88.44%，在SA處理下，隨濃度的增加呈先升高后下降的變化趨勢(shì)，B2處理顯著高于其他處理，比CK高出123.13%；CK處理的大薯率為0，在6-BA處理下，隨濃度的增加呈逐漸降低的變化趨勢(shì)，在SA和BR處理下，呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢(shì)。

表3 3種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)馬鈴薯試管苗移栽后成活率和結(jié)薯特性的影響Table 3 Effects of three growth regulators on the survival rate of potato test-tube seedlings and tuber formation characteristics after transplanting

3 討論

馬鈴薯組織培養(yǎng)是保持品種特性和克服品種退化的有利手段。但不斷地繼代培養(yǎng)常造成試管苗莖稈細(xì)弱和植株徒長(zhǎng)等現(xiàn)象。試管苗的生長(zhǎng)發(fā)育狀況直接影響移栽后的生長(zhǎng)，因此，只有在培養(yǎng)出葉色濃綠、莖稈粗壯和根系發(fā)達(dá)的試管苗，才能有效保持品種特性，提高馬鈴薯生產(chǎn)速度，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是具有植物激素生理活性的有機(jī)化合物，已成為植物組織培養(yǎng)中培養(yǎng)基的重要組成物質(zhì)，能夠有效地改變?cè)嚬苊绲纳L(zhǎng)狀態(tài)[10]。趙克蓉[11]研究表明，在使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑B9和CCC的培養(yǎng)下，馬鈴薯試管苗生長(zhǎng)受到不同程度的調(diào)控。楊瀾等[12]研究表明，利用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可改善蘭花組培苗品質(zhì)，與對(duì)照組相比，顯著降低了8個(gè)基因型蘭花的株高，抑制根的伸長(zhǎng)，促進(jìn)莖與根的橫向生長(zhǎng)。本研究結(jié)果表明，6-BA、SA和BR均在不同程度上影響馬鈴薯試管苗的生長(zhǎng)，株高、莖粗、鮮重、葉片數(shù)和葉綠素含量在6-BA和SA處理下隨濃度的增加呈現(xiàn)先升高后下降的變化趨勢(shì)，說明濃度過高會(huì)抑制馬鈴薯試管苗的生長(zhǎng)，產(chǎn)生負(fù)向調(diào)控作用可能是由于誘導(dǎo)產(chǎn)生的氧化脅迫。在0.4mg/L SA處理下最高，說明在該處理下，能夠促進(jìn)壯苗。

只有試管苗根系發(fā)達(dá)，才能吸收更多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供其生長(zhǎng)發(fā)育，因此試管苗根系發(fā)達(dá)與否是壯苗的一個(gè)重要標(biāo)志[13]。卜朝陽等[14]研究表明，植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、培養(yǎng)時(shí)間以及培養(yǎng)階段的光照條件對(duì)蝴蝶蘭組培苗根系生長(zhǎng)發(fā)育均有一定的影響。本研究表明，6-BA、SA和BR均在不同程度上促進(jìn)試管苗根系生長(zhǎng)，提高根活力，BR在1mg/L處理下平均根長(zhǎng)最大，SA在0.4mg/L處理下根條數(shù)和根活力最高，說明在該處理下，提高了根系活力，促進(jìn)了根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而促進(jìn)根系的生長(zhǎng)發(fā)育，而6-BA和SA濃度過高抑制根系生長(zhǎng)可能是促進(jìn)頂端優(yōu)勢(shì)，使試管苗生長(zhǎng)細(xì)弱。

將馬鈴薯脫毒試管苗進(jìn)行移栽，觀測(cè)其生長(zhǎng)狀況是檢測(cè)苗是否健壯的有效手段，楊喜珍[15]研究表明，使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑培養(yǎng)的試管苗，其移栽成活率受到不同程度的影響，可用移栽成活率、結(jié)薯數(shù)、結(jié)薯合格率和大薯率等為指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

4 結(jié)論

在0.4mg/L SA處理下馬鈴薯試管苗移栽成活率最高，單株結(jié)薯數(shù)最多，單株結(jié)薯重最大，主要是在該處理下馬鈴薯試管苗根系生長(zhǎng)狀況較好，植株達(dá)到了苗壯的目標(biāo)，移栽后生存能力提高，從而提高了成活率，增加了結(jié)薯數(shù)和薯重。因此，3種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑均能在一定程度上促進(jìn)試管苗生長(zhǎng)，提高移栽幼苗的成活率和結(jié)薯特性，綜合各指標(biāo)可知，在SA 0.4mg/L濃度處理下對(duì)試管苗和移栽后效果較好。