縮節(jié)胺在脫毒馬鈴薯組織快繁中的應(yīng)用

張云帥 翟鑫娜 靳煒 劉毅強(qiáng) 田再民 龔學(xué)臣 馮琰 王寬 杜彥江

摘 要：為了明確縮節(jié)胺在馬鈴薯組培快繁中的作用，采用夏波蒂、冀張薯8號、克新1號等3個馬鈴薯品種作為試驗(yàn)材料，研究了不同濃度縮節(jié)胺對脫毒馬鈴薯試管苗生長、根長、苗高的影響。結(jié)果表明：不同濃度縮節(jié)胺對脫毒馬鈴薯的影響不同，低濃度可以促進(jìn)馬鈴薯的生長，高濃度則起到了抑制作用。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯;縮節(jié)胺;組織快繁;培養(yǎng)基;應(yīng)用

中圖分類號 S64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2021）16-0056-03

Application of Mepiquat in Tissue Rapid Propagation of Virus Free Potato

ZHANG Yunshuai1 et al.

（1Hebei North University， Zhangjiakou 075000， China）

Abstract： In order to study the effect of Mepiquat on the tissue culture and rapid propagation of potato， the effects of Mepiquat with different concentrations on the growth， root length and seedling height of virus-free potato plantlets were studied by using three potato varieties， shapoti， jizhangshu 8 and Kexin 1. The results showed that the effects of different concentrations of Mepiquat on the growth of virus-free potato， low concentration can promote the growth of potato， high concentration can inhibit the growth.

Key words： Potato; Ketamine; Tissue rapid propagation; Medium; Application

馬鈴薯含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，是重要的糧菜兼用作物之一[1]。自2015年我國提出馬鈴薯主糧化以來，馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，種植面積達(dá)世界第一。在馬鈴薯生產(chǎn)中，馬鈴薯的退化現(xiàn)象是世界普遍存在的難題。馬鈴薯莖尖培養(yǎng)脫毒及快繁，是目前應(yīng)對馬鈴薯退化問題應(yīng)用最多、最廣泛和最有效的方法。而應(yīng)用植物生長調(diào)節(jié)劑對馬鈴薯進(jìn)行化學(xué)調(diào)控也是有效方法之一。

縮節(jié)胺是一種生長延緩劑，可以使植物節(jié)間縮短，植株變矮，莖變粗，葉色加深。近年來，生長延緩物質(zhì)已被廣泛應(yīng)用于植物組織培養(yǎng)技術(shù)中，其在提高愈傷組織分化、促進(jìn)芽的增殖、壯苗培養(yǎng)等方面都取得了良好的效果[2]?？s節(jié)胺對馬鈴薯試管薯的誘導(dǎo)起著促進(jìn)作用，這與現(xiàn)有關(guān)于植物生長延緩劑如CCC、B9和PP333對馬鈴薯試管薯的誘導(dǎo)有促進(jìn)作用的報道是一致的[3，4]。

1 材料與方法

1.1 儀器和藥品

1.1.1 準(zhǔn)備室 儀器、藥品稱量、培養(yǎng)基制作滅菌。設(shè)備儀器：立式壓力蒸汽滅菌器（LDZX-75KBS）、電子天平、搪瓷杯、電磁爐、培養(yǎng)瓶（罐頭瓶）、冰箱、洗滌池、500ml燒杯、封口膜、稱量紙、玻璃棒。

1.1.2 無菌室 進(jìn)行無菌操作，設(shè)紫外線殺菌燈，超凈工作臺。設(shè)備儀器：酒精燈、剪刀、鑷子、培養(yǎng)皿等。

1.1.3 培養(yǎng)室 LRH-250-G型光照培養(yǎng)箱，電光培養(yǎng)架若干個，溫度控制設(shè)備，濕度控制設(shè)備，培養(yǎng)架應(yīng)具有2000～3000Lx的光照強(qiáng)度，室溫應(yīng)在20～30℃內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

1.1.4 培養(yǎng)基的配制 制作培養(yǎng)基時，30g培養(yǎng)基，蒸餾水750mL，稱取縮節(jié)胺分別按5、10、20、40、150、300mg/L，蒸餾水混合加熱沸騰后倒入培養(yǎng)瓶中，然后用封口膜封口，放進(jìn)高壓滅菌鍋，溫度達(dá)121℃，保持20min，滅菌后靜置冷卻備用。以MS培養(yǎng)基為空白試驗(yàn)，附加不同濃度的縮節(jié)胺，MS培養(yǎng)基作為對照，配制7種培養(yǎng)基（表1）。

1.2 試驗(yàn)材料

1.2.1 供試品種 供試馬鈴薯品種為河北北方學(xué)院旱作農(nóng)業(yè)研究中心提供的夏波蒂、克新1號、冀張薯8號等3個品種。

1.2.1 試驗(yàn)地點(diǎn) 2020年8—10月，張家口河北北方學(xué)院西校區(qū)農(nóng)科實(shí)驗(yàn)樓組培實(shí)驗(yàn)室。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)操作 在滅菌后超凈工作臺上，雙手用酒精棉擦拭消毒，將所用剪刀鑷子在酒精燈上灼燒滅菌，用剪刀剪取1～2個葉原基的莖尖分別接種在添加不同濃度的縮節(jié)胺的培養(yǎng)基上。每瓶剪取10個馬鈴薯苗，隨后將瓶口在酒精燈上灼燒，封口后做好標(biāo)記，15d后統(tǒng)計其馬鈴薯苗的生根數(shù)，根長，側(cè)芽數(shù)，苗高，共7個處理，每個處理3次重復(fù)。

1.3.2 培養(yǎng)觀察 在2000Lx光照強(qiáng)度，25℃的室溫下培養(yǎng)，15d后進(jìn)行第1次觀察，隨后每隔7d觀察記錄1次，根據(jù)馬鈴薯的各項數(shù)據(jù)觀察記錄，并對結(jié)果進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度縮節(jié)胺對夏波蒂生長的影響 由表2可知：處理1～3對夏波蒂的生根、側(cè)芽數(shù)、苗高、根長都有一定的促進(jìn)作用，且隨著縮節(jié)胺濃度的提升，對生根數(shù)、側(cè)芽數(shù)、苗高、根長的促進(jìn)作用越明顯，在40mg/L的時效果最明顯。處理4～6對夏波蒂生根、側(cè)芽數(shù)、苗高、根長表現(xiàn)為抑制作用，且隨著縮節(jié)胺濃度的提升，對生根數(shù)、側(cè)芽數(shù)、苗高、根長的抑制作用越明顯，在300mg/L的時作用最明顯。

2.2 不同濃度縮節(jié)胺對冀張薯8號生長的影響 由表3可知，處理1～3對冀張薯8號的生根、側(cè)芽數(shù)、根長都有一定的促進(jìn)作用，且隨著縮節(jié)胺濃度的提升，對生根數(shù)、側(cè)芽數(shù)、根長的促進(jìn)作用越明顯，在40mg/L的時效果最明顯。處理4～5對冀張薯8號生根、側(cè)芽數(shù)、根長表現(xiàn)為抑制作用，且隨著縮節(jié)胺濃度的提升，對生根數(shù)、側(cè)芽數(shù)、根長的抑制作用越明顯，在300mg/L的時作用最明顯。在統(tǒng)計縮節(jié)胺對冀張薯8號苗高的影響作用時發(fā)現(xiàn)，處理1、2、3、5、6都呈現(xiàn)為抑制作用，序號4相比對照有一定促進(jìn)作用。這應(yīng)該是冀張薯8號對縮節(jié)胺的敏感性強(qiáng)，以后可以設(shè)定更小的濃度梯度，來研究調(diào)節(jié)冀張薯8號苗高的縮節(jié)胺濃度。

2.3 不同濃度縮節(jié)胺對克新1號生長的影響 由表4可知，處理1～4對克新1號的生根、側(cè)芽數(shù)都有一定的促進(jìn)作用，且隨著縮節(jié)胺濃度的提升，對生根數(shù)、側(cè)芽數(shù)的促進(jìn)作用越明顯，在40mg/L的時效果最明顯。處理4～6對克新1號生根、側(cè)芽數(shù)、表現(xiàn)為抑制作用，且隨著縮節(jié)胺濃度的提升，對生根數(shù)、側(cè)芽數(shù)的抑制作用越明顯，在300mg/L的時作用最明顯。不同濃度的縮節(jié)胺對苗高生長都呈現(xiàn)抑制作用，這和對冀張薯8號的作用相似。處理1～4中，隨著縮節(jié)胺濃度的提升對苗高的抑制作用減弱。處理5～6，隨著縮節(jié)胺濃度的提升對苗高的抑制作用增強(qiáng)。除處理4外，不同濃度的縮節(jié)胺對根長都呈現(xiàn)抑制作用。處理1～3中，隨著縮節(jié)胺濃度的提升對根長的抑制作用減弱。處理5、6，隨著縮節(jié)胺濃度的提升對根長的抑制作用增強(qiáng)。

3 討論與結(jié)論

研究表明，脫毒種薯可使馬鈴薯增產(chǎn)30%以上，解決了生產(chǎn)上馬鈴薯因病毒侵染和加代累積所致的種性退化、產(chǎn)量和品質(zhì)下降的問題[5-6]，越來越受到廣大馬鈴薯種植栽培者的青睞。脫毒種薯繁育對馬鈴薯產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展有著特殊的重要意義[7-8]。馬鈴薯脫毒組培苗組培快繁是脫毒種薯繁育體系的基礎(chǔ)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，是一項科技含量高的生物應(yīng)用技術(shù)，有關(guān)莖尖脫毒培養(yǎng)、快繁培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件以及組培的生理生化基礎(chǔ)等生物學(xué)理論與技術(shù)層面已有了大量的深入研究[9-10]。

馬鈴薯苗在試管培養(yǎng)條件下，常出現(xiàn)生長細(xì)、弱和葉嫩黃，培養(yǎng)時間稍長就易產(chǎn)生爛梢及移栽成活率低等現(xiàn)象。加入適量的生長調(diào)節(jié)劑可以獲得較好的效果，既達(dá)到快繁，又培養(yǎng)大量可供移栽的試管壯苗的目的[11]。前人的研究表明，NAA、B9和6-BA是馬鈴薯試管苗擴(kuò)繁生長有效的外源調(diào)節(jié)物質(zhì)[12]，其中，NAA可促進(jìn)細(xì)胞伸長生長和細(xì)胞分裂，6-BA是組織培養(yǎng)中常見的細(xì)胞分裂素，可促進(jìn)細(xì)胞分裂和擴(kuò)大，同時能使莖增粗[13];而B9是一種植物生長延緩劑，可防止試管苗徒長在離體培養(yǎng)中起壯苗生根的作用。許端祥等[14]研究認(rèn)為，B9使用濃度與莖粗之間成正比例遞增關(guān)系，表現(xiàn)為矮化壯苗。

本研究中，冀張薯8號試管苗的生根數(shù)、苗高、根長明顯高于夏波蒂和克新1號，尤其高于克新1號，克新1號生長較緩慢。分析發(fā)現(xiàn)高濃度不利于馬鈴薯芽的增殖，數(shù)據(jù)顯示濃度為5mg/L利于芽的增殖。在縮節(jié)胺濃度為5、10、20mg/L的情況下，對馬鈴薯3個品種的生根數(shù)、根長、側(cè)芽數(shù)均有明顯的促進(jìn)生長的作用，而在縮節(jié)胺濃度為40、100、300mg/L的情況下，對其馬鈴薯3個品種的生根數(shù)、根長、側(cè)芽數(shù)均有一定的抑制其生殖生長的作用。此次試驗(yàn)所設(shè)定的縮節(jié)胺濃度對苗高的促進(jìn)作用并不明顯，只有在40mg/L的時候?qū)?個品種苗高生長有促進(jìn)作用。在縮節(jié)胺濃度為5、10、20mg/L的情況下，對3個馬鈴薯品種的苗高抑制作用減弱;在縮節(jié)胺濃度為100、300mg/L的情況下，對苗高的抑制作用增強(qiáng)。本試驗(yàn)由于縮節(jié)胺在馬鈴薯組織快繁方面參考較少，所設(shè)定的濃度相差較大。但總體上可以看出，縮節(jié)胺對馬鈴薯的作用為低濃度促進(jìn)生長，高濃度抑制生長。不同品種對縮節(jié)胺的敏感程度因品種而異，今后可以設(shè)定深度為20～40mg/L左右的處理，進(jìn)一步探究縮節(jié)胺在馬鈴薯快繁中對根和苗的影響。

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（責(zé)編：張宏民）