紫甘薯莖尖分生組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基的優(yōu)化研究

曹立娜 劉 洋 張 恭 杜德玉揭 琴 石 穎 崔紹玉 張 震 陳明月

（廊坊市農(nóng)林科學(xué)院 河北 廊坊 065000）

甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)是重要的糧食及工業(yè)原料作物，同時(shí)也是生產(chǎn)燃料乙醇的理想原材料。我國(guó)是甘薯種植大國(guó)，種植面積居世界首位，據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)統(tǒng)計(jì)資料顯示，2020年我國(guó)甘薯收獲面積達(dá)到225萬(wàn)公頃，其在國(guó)家的糧食安全和能源安全中扮演著重要角色。紫甘薯，又稱“黑紅薯”，是一種薯皮紫黑色、薯肉紫紅色的甘薯品種。其富含豐富的花青素類色素、多糖、蛋白質(zhì)、維生素、礦質(zhì)元素等多種營(yíng)養(yǎng)成分，具有清除自由基抗氧化、抗腫瘤、預(yù)防和治療心血管疾病、抑菌等多種藥用功能，國(guó)內(nèi)外越來(lái)越關(guān)注對(duì)紫甘薯的研究。甘薯屬于營(yíng)養(yǎng)繁殖，在種植過(guò)程中容易受到病毒侵染。目前，國(guó)內(nèi)外尚未培育出高抗病毒病的優(yōu)良品種，也無(wú)行之有效的化學(xué)防治方法，利用莖尖分生組織離體培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)脫毒種薯(苗)是目前防治甘薯病毒病最有效的措施。而在莖尖脫毒培養(yǎng)過(guò)程中，培養(yǎng)基中添加的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑種類和配比是影響莖尖成活重要因素。本研究以紫甘薯“京薯6號(hào)”為供試材料，采用正交試驗(yàn)方法，比較了植物激素6-芐氨基腺嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)和吲哚乙酸(IAA)不同組合及濃度對(duì)紫甘薯莖尖誘導(dǎo)的作用及影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料。試驗(yàn)于2021～2022年在廊坊市農(nóng)林科學(xué)院中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。供試材料為紫甘薯“京薯6號(hào)”。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。以“京薯6號(hào)”組培苗為材料，在顯微鏡下剝?nèi)?.1～0.3 mm(帶1～2個(gè)葉原基)的莖尖分生組織作為外植體，接種到莖尖分生組織誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基上。該培養(yǎng)基以MS為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，添加不同濃度比例的6-BA(0、0.5 ml、1.0 ml、1.5 ml、2.0 ml)、NAA(0、0.125 ml、0.25 ml、0.5 ml、0.75 ml)和IAA(0、0.25 ml、0.5 ml、0.75 ml、1.0 ml)，采用L25(53)正交設(shè)計(jì)，共設(shè)置25個(gè)組合。于27±1℃、光強(qiáng)3 000 1x、每天13 h光照處理?xiàng)l件下培養(yǎng)。20 d觀察莖尖誘導(dǎo)情況，并轉(zhuǎn)入MS培養(yǎng)基記錄成苗率，以篩選莖尖分生組織誘導(dǎo)分化的最佳培養(yǎng)基。

1.3 數(shù)據(jù)處理及分析。用Microsoft Excel 2007和SPSS 21.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

采用L25(53)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以MS培養(yǎng)基為基礎(chǔ)添加不同濃度比例的6-BA、NAA和IAA三種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，根據(jù)成苗率篩選出適合紫甘薯莖尖誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基。根據(jù)極差大小可以得出影響不定芽誘導(dǎo)率的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑主次效應(yīng)大小順序?yàn)椋篒AA＞6-BA＞NAA。

三種激素的最優(yōu)水平分別為：6-BA 1.0 mg·L-1、NAA 0 mg·L-1、IAA 0.5 mg·L-1。由正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果得出，激素IAA對(duì)紫甘薯莖尖的誘導(dǎo)分化有極顯著影響(P≤0.01)，激素6-BA對(duì)紫甘薯莖尖的誘導(dǎo)分化有顯著影響(P≤0.05)。通過(guò)本試驗(yàn)最終確定的紫甘薯莖尖誘導(dǎo)分化的最佳培養(yǎng)基組合為：MS+6-BA 1.0 mg·L-1+IAA 0.5 mg·L-1。

3 討論

在莖尖離體培養(yǎng)條件下，添加生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類及配比是誘導(dǎo)莖尖分化成苗的關(guān)鍵。常用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑包括6-BA、NAA、IAA、GA3等。其中NAA及IAA同屬生長(zhǎng)素類激素，6-BA與NAA配合使用有利于愈傷組織的形成，6-BA與IAA的配合使用有利于芽的分化。而不同的甘薯品種對(duì)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的種類及用量的敏感程度也不同。董芳[1]等人研究表明，6-BA和NAA的使用有利于湘薯莖尖的分化。閆明明[2]等人研究NAA、6-BA和IAA及5種有機(jī)物在甘薯莖尖分生組織培養(yǎng)過(guò)程中起的作用，結(jié)果表明：IAA和6-BA的配合作用下，有利于誘導(dǎo)不定芽分化、側(cè)芽的萌發(fā)與生長(zhǎng)。本研究采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，考慮到多因素之間的交互作用，最終篩選出最佳激素配比組合：MS+6-BA 1.0 mg·L-1+IAA 0.5 mg·L-1，成苗率達(dá)到92.5%。相比較楊賢松[3]等人的研究，成苗率有顯著提高。此研究結(jié)果為紫甘薯脫毒苗的工廠化生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。