蔗糖濃度、溫度及光照強度對試管薯誘導的影響

邱 甜 牛力立 朱 江 蔡甫格 嚴云剛

(1.安順學院農(nóng)學院，貴州 安順561000)(2、3、4、5.安順市農(nóng)業(yè)科學院，貴州 安順561000)

馬鈴薯是世界上繼水稻、玉米和小麥后的第四大糧食作物，已經(jīng)逐漸開始替代谷物等傳統(tǒng)糧食作物，馬鈴薯需求量不斷增加。馬鈴薯系無性繁殖作物，生長發(fā)育過程中存在病毒侵染、品質(zhì)退化等問題且十分突出，隨之導致產(chǎn)量、品質(zhì)、口感等下降[1]，利用脫毒試管苗誘導試管薯可以有效解決種薯繁育問題。

試管薯誘導是自身基因型、培養(yǎng)條件等多因素發(fā)生生物化學反應的綜合[2]。馬鈴薯試管薯誘導受培養(yǎng)環(huán)境影響較大[3]，本文采用一步法誘導試管薯，誘導期間不換培養(yǎng)基，從培養(yǎng)基蔗糖濃度，培養(yǎng)時的溫度和光照強度三個方面，研究其對試管薯誘導效果的影響，旨在篩選出馬鈴薯試管薯最適誘導條件，來指導馬鈴薯試管薯的工廠化生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試的馬鈴薯脫毒試管苗均取自于安順市農(nóng)業(yè)科學院組培室，品種為費烏瑞它。選取脫毒試管苗長有6-7片葉時，去掉頂芽，取中部4-5個莖段進行一步法馬鈴薯試管薯誘導培養(yǎng)。培養(yǎng)基采用基本MS液體培養(yǎng)基。

1.2 試驗方法

本試驗分為兩個階段，第一階段為單因素篩選試驗，第二階段為三因素正交試驗。第一階段單因素篩選試驗結(jié)束后，選取每個因素中最好的3個水平作為第二階段三因素3水平正交試驗的試驗因素水平。

1.2.1 不同蔗糖濃度對試管薯的影響試驗

接種到MS液體培養(yǎng)基中(pH5.8，不含任何激素)，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基蔗糖濃度分別為20g·L-1、40g·L-1、60g·L-1、80g·L-1、100g·L-1，每瓶10個莖段，每處理15瓶，重復三次。轉(zhuǎn)接后置于光照培養(yǎng)箱中，保持溫度20℃，光照強度60μmol·m-2·s-1，光照時間8h/d，培養(yǎng)4周后，全黑暗誘導4周。

1.2.2 不同溫度對試管薯的影響試驗

接種到MS液體接種培養(yǎng)中(pH5.8，蔗糖濃度60g·L-1，不含任何激素)，每瓶10個莖段，每處理15瓶，重復三次。轉(zhuǎn)接后置于光照培養(yǎng)箱中，保持光照強度60μmol·m-2．s-1，光照時間8h/d，調(diào)節(jié)培養(yǎng)溫度分別為18℃、20℃、22℃、24℃和26℃，培養(yǎng)4周后，全黑暗誘導4周。

1.2 .3 不同光照強度對試管薯的影響試驗

接種到MS液體培養(yǎng)基中(pH5 .8，蔗糖60g·L-1不含任何激素)，每瓶10個莖段，每處理15瓶。轉(zhuǎn)接后置于光照培養(yǎng)箱中，保持溫度20℃，光照時間為8h/d，調(diào)節(jié)光照強度分別為20μmol·m-2s-1、40μmol·m-2·s-1、60μmol·m-2·s-1、80μmol·m-2·s-1、100μmol·m-2·s-1，培養(yǎng)4周后，全黑暗誘導4周。

1.2.4 不同蔗糖濃度、溫度及光照強度對試管薯的影響正交試驗

按照三因素3水平正交試驗設計，對于篩選出來的三個因素3個水平進行組合，A因素為蔗糖濃度，B因素為溫度，C因素為光照強度。接種到MS液體培養(yǎng)基中(pH5.8，不含任何激素)，每瓶10個莖段，每處理15瓶，調(diào)節(jié)培養(yǎng)基相應的蔗糖濃度、溫度和光照強度。

1.3 數(shù)據(jù)調(diào)查

全黑暗誘導4周后進行收獲，分別調(diào)查記錄每瓶的大薯數(shù)、大薯重(≥0 .05g)、小薯數(shù)、小薯重(<0 .05g)；最后統(tǒng)計每150株試管苗誘導產(chǎn)生試管薯數(shù)量和重量；利用Excel、SPSS等對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蔗糖濃度對馬鈴薯試管薯的影響

黑暗誘導結(jié)束后，對試管薯進行測產(chǎn)，記錄大薯數(shù)、大薯重、小薯數(shù)和小薯數(shù)，測產(chǎn)結(jié)果如表1所示：

表1 不同蔗糖濃度對馬鈴薯試管薯的影響

從表1可以看出，結(jié)薯數(shù)最高的是處理3，為87.33粒，最低的是處理處理5，為65.00粒；結(jié)薯重最大的是處理3，為4.63g，最小的是處理1，為3.46g；對結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重進行方差分析和多重比較，表明不同處理對試管薯結(jié)薯數(shù)、結(jié)薯重的影響具有極顯著差異；處理3、處理4的結(jié)薯數(shù)顯著高于其他處理，結(jié)薯重極顯著高于其他處理。

2.2 不同溫度對馬鈴薯試管薯的影響

黑暗誘導結(jié)束后，對試管薯進行測產(chǎn)，記錄大薯數(shù)、大薯重、小薯數(shù)和小薯數(shù)，測產(chǎn)結(jié)果如表2所示:

表2 不同溫度對馬鈴薯試管薯的影響

從表2可以看出，結(jié)薯數(shù)最高的是處理1，為102粒，最低的是處理處理5，為72.67粒；結(jié)薯重最大的是處理1，為6.24g，最小的是處理5，為4.36g；隨著溫度的升高，試管薯的結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重都隨著下降，且不同處理對試管薯結(jié)薯數(shù)、結(jié)薯重的影響具有極顯著差異；處理1、處理2的結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重顯著高于其他處理。

2.3 不同光照強度對馬鈴薯試管薯的影響

黑暗誘導結(jié)束后，對試管薯進行測產(chǎn)，記錄大薯數(shù)、大薯重、小薯數(shù)和小薯數(shù)，測產(chǎn)結(jié)果如表3所示:

表3 不同光照強度對馬鈴薯試管薯的影響

從表3可以看出，結(jié)薯數(shù)最高的是處理4，為99粒，最低的是處理處理1，為83.33粒。結(jié)薯重最大的是處理5，為4.91g，最小的是處理1，為3.86g；隨著光照強度的增加，馬鈴薯試管薯結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重都有所增加，且不同處理對試管薯結(jié)薯數(shù)、結(jié)薯重的影響具有極顯著差異；處理3、處理4、處理5的結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重顯著高于其他處理。

2.4 不同蔗糖、溫度和光照強度對馬鈴薯試管薯的影響

黑暗誘導結(jié)束后，對試管薯進行測產(chǎn)，記錄大薯數(shù)、大薯重、小薯數(shù)和小薯數(shù)，測產(chǎn)結(jié)果如表4所示:

表4 不同蔗糖濃度、溫度和光照強度對馬鈴薯試管薯的影響

從表4可以看出，結(jié)薯數(shù)最多的是處理4，為106粒，最少的是處理3，為84.67粒；結(jié)薯重最重處理4，為6.21g，最輕的是處理3，為5.14g；不同處理組合對馬鈴薯試管薯結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重的影響具有極顯著差異；各處理之間相比處理4、處理5能顯著提高試管薯的結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重。

對結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重進行多因素方差分析結(jié)果如表5、表6所示：

表5 馬鈴薯試管薯結(jié)薯數(shù)多因素方差分析表

從表5得出，不同蔗糖濃度、溫度對馬鈴薯試管薯結(jié)薯數(shù)的影響具有極顯著差異，不同光照強度對馬鈴薯試管薯結(jié)薯數(shù)的影響不顯著。蔗糖濃度和溫度對馬鈴薯試管薯結(jié)薯數(shù)的影響沒有顯著效應，蔗糖濃度和光照強度、溫度和光照強度對馬鈴薯試管薯結(jié)薯數(shù)的影響具有極顯著交互效應。對馬鈴薯試管薯結(jié)薯數(shù)進行多重比較結(jié)果為A1cCA2aAA3bB，B1aAB2bBB3cC，C1aAC2aAC3aA，從中可以看出，A2極顯著高于A1、A3，A3極顯著高于A1；B1極顯著高于B2、B3，B2極顯著高于B3；C1、C2、C3相互之間沒有顯著差異。

表6 馬鈴薯試管薯結(jié)薯重多因素方差分析表

從表6得出，不同蔗糖濃度對馬鈴薯試管薯結(jié)薯重的影響具有極顯著差異，不同溫度對馬鈴薯試管薯結(jié)薯重的影響具有顯著差異，不同光照強度對馬鈴薯試管薯結(jié)薯重的影響不顯著。蔗糖濃度和溫度、蔗糖濃度和光照強度對馬鈴薯試管薯結(jié)薯重的交互效應不顯著，溫度和光照強度對馬鈴薯試管薯結(jié)薯重的交互效應極顯著。對馬鈴薯試管薯結(jié)薯重進行多重比較結(jié)果為A1cCA2aAA3bB，B1aAB2abABB3bB，C1aAC2aAC3aA，從中可以看出，A2極顯著高于A1、A3，A3極顯著高于A1；B1極顯著高于B3；C1、C2、C3相互之間沒有顯著差異。

3 結(jié)論與討論

在不同蔗糖濃度、溫度、光照強度單因素對試管薯誘導的影響試驗來看，控制蔗糖濃度60g·L-1和80g·L-1時，結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重達到最優(yōu)；隨著溫度的增加，誘導效果越來越差，溫度18℃和20℃時效果最好；隨著光照強度的增加，誘導效果越來越好，光照強度80μmol·m-2·s-1和100μmol·m-2·s-1時效果最好，能獲得一個較好的馬鈴薯試管薯結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重。

正交試驗結(jié)果表明，不同蔗糖濃度和溫度對試管薯結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重具有極顯著影響，光照強度對試管薯結(jié)薯數(shù)和結(jié)薯重的影響不顯著。以蔗糖濃度為60g·L-1，溫度18℃，光照強度為80μmol·m-2·s-1和60g·L-1，溫度20℃，光照強度為100μmol·m-2·s-1的誘導4周后，黑暗誘導4周的誘導效果最佳。

對馬鈴薯試管薯誘導效果的影響因素很多，除了蔗糖濃度、溫度和光照強度外，還包括光照與黑暗誘導時間和周期，馬鈴薯品種遺傳特性，試管苗轉(zhuǎn)接時莖段的大小位置、培養(yǎng)基的類型及配方等等。建立優(yōu)化馬鈴薯試管薯規(guī)模化生產(chǎn)體系還有待后續(xù)的相關(guān)試驗進一步進行研究。