Ca（NO3）2對馬鈴薯脫毒試管苗生長的影響

呂金鳳，辛建華

Ca（NO3）2對馬鈴薯脫毒試管苗生長的影響

呂金鳳，辛建華

（石河子大學農學院園藝系，新疆石河子，832000）

以添加0、5、10、15、20 mmol/L Ca（NO3）2濃度的MS培養基對馬鈴薯尤金脫毒試管苗進行增殖培養，比較不同濃度的Ca（NO3）2對試管苗生長的影響。結果表明，15 mmol/L的Ca（NO3）2對馬鈴薯尤金脫毒試管苗的生長有顯著促進作用，并縮短了繼代周期。

脫毒馬鈴薯；試管苗；Ca（NO3）2

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）是重要的糧菜兼用農作物，富含淀粉、蛋白質和少量脂肪，還含有維生素B、C和N、P、K、Ca、Mg、Fe等多種礦質元素，是一種營養保健食品。它具有生長期短、產量高、適應性強，產量高的特點而被廣泛種植[1]。采用莖尖組織培養技術生產脫毒種薯是防治馬鈴薯病毒病最經濟有效的方法，目前已經在農業生產中廣泛應用并走向工業化，取得了巨大的經濟和社會效益。馬鈴薯試管苗培養是進行試管薯誘導和脫毒試管苗技術的基礎，但由于培養過程中需進行反復繼代培養，人工控制的生長條件波動性比較大，因此馬鈴薯脫毒試管苗常常出現生長過旺現象，具體表現為徒長、根細長、苗細弱、節間距長、節數少、葉柄較長、葉片小且薄、數量少、葉色淡，這種試管苗不僅影響到下一代擴繁，而且嚴重影響移栽成活率和結薯率[2]。為此脫毒試管苗的生產擴繁是馬鈴薯繁育體系中極其關鍵的環節之一，但目前的研究主要局限于單因素，如固定物、激素、碳源及水分等對試管苗生長的影響。鈣是作物生長發育必需的營養元素，鈣在維持細胞壁結構和細胞膜的完整性方面具有重要的作用。另外，鈣也是重要的信號分子，是植物生長發育的重要調節因子[3～4]，又是作物代謝的重要調控者。鈣對蛋白質的合成、對碳水化合物的輸送，以及對蔬菜體內有機酸的中和等都起著很大的作用[5]，在馬鈴薯生長發育過程中補鈣[6]，不僅可減少地下莖的發生數量，促進主莖增粗，減少塊莖形成的數量，增加商品產量，而且可以增加塊莖內鈣的含量，延長塊莖的貯藏期[7～8]。本試驗通過研究在MS培養基中添加不同濃度的Ca（NO3）2對試管苗生長的影響，為探索高產量、高品質、高效率和低成本的馬鈴薯脫毒試管苗調控生產技術提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為脫毒馬鈴薯品種尤金，脫毒試管苗由石河子大學園藝系組織培養實驗室提供。

1.2 試驗方法

培養基為MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.01 mg/L+瓊脂0.6%+蔗糖3%+不同濃度的Ca（NO3）2處理（pH值5.8），Ca（NO3）2濃度為：處理 1：0 mmol/L；處理 2：5 mmol/L；處理3：10 mmol/L；處理4：15 mmol/L；處理5：20 mmol/L。各處理培養基用無離子水配制，分裝入50 mL三角瓶中，每個處理15瓶，經高壓滅菌20 min，取出放到無菌室冷卻備用。選繼代培養30 d的帶6～8片葉的脫毒苗在無菌條件下剪成帶1片腋芽的莖段植入培養基中，每瓶5株。接種后7，14，21，28 d分別從每處理中隨機抽取3瓶測量，并記錄試管苗有效莖節數、株高、莖粗、鮮質量、干質量、根數、葉片數，使用SPSS 16.0分析軟件，用新復極差法進行方差分析。

1.3 培養條件

培養光強4 000 lx，光照12 h/d，溫度（26±2）℃。

2 結果與分析

2.1 Ca（NO3）2對試管苗有效莖節數的影響

由表1可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理試管苗的有效莖節數也隨之增加，處理2，3，4，5與處理1（即CK）相比在7 d時分別提高了25%，36%，52%，41%；在14 d時分別提高了12.3%，19.6%，95.4%，92.7%；在21 d時分別提高了8.6%，39.1%，169%，128%；在28 d時分別提高了13.5%，21.7%， 90.7%，90.4%。

結果表明，各處理對試管苗的有效莖節數均有促進作用，在0～15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度范圍內，試管苗的有效莖節數隨Ca（NO3）2濃度增加而增加，在15～20 mmol/L的Ca（NO3）2濃度范圍內有效莖節數有所下降，但仍要優于10 mmol/L，所以15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度是對馬鈴薯品種尤金脫毒試管苗有效莖節數最有利的，其次是20 mmol/L和10 mmol/L，CK的表現最差。在7 d時各處理的有效莖節數差異不明顯，在14，21，28 d時，處理4，5的有效莖節數較處理1（CK）差異顯著，分別達到了95.4%，169%和90.7%，并且21 d較14 d時增長較快 （1.4～2.7節），28 d較 21 d增長變慢 （0.5～1.0節），說明在試管苗的有效莖節數方面，21 d時達到生長高峰。

2.2 Ca（NO3）2對試管苗株高的影響

由表2可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理的試管苗株高也隨之增加，處理2、3、4、5比處理1（即CK）在7 d時分別提高了10.7%，26.7%，36%，32%；在14 d分別提高了46.7%，55.3%，143.3%，104%；在 21 d時分別提高了 16.4%，51.4%，183.2%，153.6%；在 28 d分別提高了 1.97%，3.93%，154.51%，142.42%。

結果表明，不同濃度的Ca（NO3）2處理對脫毒試管苗株高生長均有一定的促進作用，在 0～15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度范圍內，試管苗的株高隨Ca（NO3）2濃度增加而增加，在 15～20 mmol/L的Ca（NO3）2濃度范圍內有所下降，但仍要優于 10 mmol/L，所以15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度是對馬鈴薯尤金脫毒試管苗株高生長最有利的，其次是20 mmol/L和10 mmol/L，CK的表現最差。各處理在7 d時差異均不明顯，從14 d開始，各處理的株高出現差異。在14 d，21 d，28 d，處理1，2，3與處理4，5差異較顯著；處理4的表現要優于處理5；7，14 d時生長較慢，21 d時生長較快，28 d時生長變慢，即15mmol/L的Ca（NO3）2濃度對馬鈴薯品種尤金脫毒試管苗的株高生長最有利，21 d時試管苗的株高生長達到高峰。

表1 不同濃度的Ca（NO3）2對試管苗有效莖節數、株高、莖粗的影響

2.3 Ca（NO3）2對試管苗莖粗的影響

由表1可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理試管苗莖粗也隨之增加，在7 d時處理2，3，4，5比處理1（即CK）分別提高了26.7%，26.7%，21.7%，8.3%；在14 d時分別提高了33.3%，34.8%，18.2%，10.6%；在21 d時分別提高了8.6%，20%，50%，45.7%；在 28 d時分別提高了 10.8%，21.6%，51.4%，41.9%。

結果表明，不同濃度的Ca（NO3）2處理對試管苗的莖粗也有一定的影響，在生長的初期即7 d和14 d時，各處理差異不顯著；21 d時各處理開始出現顯著差異，處理4、5要顯著優于處理1（即CK）；28 d時各處理的平均莖粗值為處理4＞處理5＞處理2＞處理3＞處理1，說明15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度對馬鈴薯品種尤金脫毒試管苗的莖粗有利，其次為20 mmol/L。但28 d時各處理較21 d時各處理增長減緩。

2.4 Ca（NO3）2對試管苗干鮮質量的影響

由表2可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理試管苗鮮質量也隨之增加，在7 d時處理2，3，4，5比處理1（即CK）分別提高了12.3%，20.5%，26.7%，15.1%；在14 d分別提高了11.9%，15.6%，109.4%，107.2%；在21 d分別提高了10.5%，15.6%，79.7%，79.7%；在 28 d時分別提高了 2.2%，58.4%， 365.4%，172.4%。各處理試管苗的干質量與鮮質量表現類似，隨鈣濃度的增加也呈現增加的趨勢，在7 d時處理2，3，4，5比處理1（即CK）分別提高了5.9%，23.5%，29.4%，11.8%；在14 d分別提高了50%，95.8%，104.2%，120.8%；在 21 d分別提高了 26.2%，71.4%，80.9%，69.0%；在 28 d分別提高了4.8%，22.2%，46.0%，36.5%。

結果表明，不同濃度的Ca（NO3）2處理對試管苗的干質量和鮮質量也有一定的促進作用。在7 d時各處理差異不大，在14 d和21 d時，試管苗的鮮質量和干質量均表現為處理4、5顯著大于處理 1、2、3；28 d時鮮質量除處理1與處理2差異不顯著外，其余處理間差異均顯著；干質量處理4，5顯著大于處理1，2，3；其余處理間差異不顯著。說明15 mmol/L的Ca（NO3）2濃度對馬鈴薯品種尤金脫毒試管苗的干鮮質量的影響是有利的，其次為20 mmol/L。

2.5 Ca（NO3）2對試管苗根數的影響

由表3可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理試管苗根數也呈現增多的趨勢，在 7 d時處理2，3，4，5比處理1（即CK）分別提高了0，0，57.6%，42.4%；在14 d分別提高了0，103%，406%，606%；在 21 d時分別提高了 54.7%，94.2%，365.1%，327.9%；在 28 d時分別提高了 25.6%，50.4%，225.6%，199.2%。

結果表明，不同濃度的Ca（NO3）2處理對試管苗的根數有一定的影響。各處理在7 d時差異不顯著，14 d時處理4，5與處理1，2差異顯著，處理3與處理1，2，4差異不顯著，與處理5差異顯著；21 d時平均根數除處理4與5、處理2與3差異不顯著外，其余處理間差異顯著；28 d時處理1、2、3與4、5差異顯著。處理4、5在21 d和28 d時根數均顯著多于處理1；28 d與21 d各處理相比根數增長不大。說明15，20 mmol/L的Ca（NO3）2濃度對馬鈴薯品種尤金脫毒試管苗的根數有利，15 mmol/L要優于20 mmol/L。

2.6 對試管苗葉片數的影響

由表3可以看出，隨鈣濃度的增加，各處理試管苗葉片數也呈現增多的趨勢，在 7 d時處理2，3，4，5比處理 1（即 CK）分別提高了 14.6%，28.8%，28.8%，14.6%；在14 d時分別提高了7.9%，7.9%，130.9%，84.8%；在 21 d時分別提高了17.6%，46.9%，194%，162.6%；在28 d時分別提高了11.6%，58.7%，119.8%，111.6%。

表2 不同濃度的Ca（NO3）2對試管苗鮮質量、干質量的影響

表3 不同濃度的Ca（NO3）2對試管苗根數、葉片數的影響

結果表明，培養基中加入不同濃度的Ca（NO3）2處理對試管苗的葉片數產生一定的影響。在7 d時各處理的葉片數差異不明顯，在14 d、21 d、28 d三個時期處理4、5的葉片數要顯著多于處理1、2、3，處理4（即15 mmol/L）的葉片數在這三個時期均優于處理5，但與處理5差異不顯著。

3 結論

試驗結果表明，培養基中添加不同Ca（NO3）2處理后，處理4、5有效莖節數、株高、干鮮質量、根數、葉片數6個指標均與處理1、2、3在14 d、21 d、28 d時有顯著差異，而莖粗在21 d和28 d時處理4、5與處理1、2、3有顯著差異。說明適當提高培養基中的鈣離子濃度有利于試管苗的生長，這與前人的研究結果[9～10]相似，但由于馬鈴薯的種間差異，適宜的鈣離子濃度也會有差異。雖然處理4與處理5各指標差異不明顯，但各個指標的均值處理4均要大于處理5，即15 mmol/L的Ca（NO3）2處理要優于20 mmol/L的處理。因此，在培養基中添加15 mmol/L的Ca（NO3）2對馬鈴薯尤金試管苗的增殖壯苗有重要作用。

各處理在7 d時差異均不明顯，到14 d時開始表現差異，并在14～21 d這段時間迅速生長，21～28 d生長減緩，表現試管苗的生長趨勢為慢-快-慢。因此，在21 d左右時即可進行擴繁，縮短繼代周期。

綜上所述，培養基中加入15 mmol/L的Ca（NO3）2對馬鈴薯試管苗的生長具有顯著的促進作用，因此，在培養基中加入鈣來促進馬鈴薯脫毒試管苗生長是完全可行的。方法簡便易行，只需在配制培養基時加入即可。但由于馬鈴薯的品種、產地不同，其有效的鈣種類和濃度也可能不同，所以，該試驗結果和方法僅供參考，具體使用時，為避免以上原因帶來的差異，最好針對特定馬鈴薯品種研究相應濃度配方，做預備試驗加以檢驗。

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Effect of Ca(NO3)2on Potato Virus-free Plantlet in Vitro

LV Jinfeng,XIN Jianhua
(Department of Horticulture,College of Agriculture,Shihezi University,Shihezi,Xinjiang 832000)

The plantlets in vitro potato propagation were treated by MS medium containing 0,5,10,15 and 20 mmol/L of Ca(NO3)2for multiplicated.The effect on the in vitro growth of virus-free potato of different concentration of Ca(NO3)2was compared.The results showed that MS medium containing 15 mmol/L of Ca(NO3)2had significant effect on plant height of plantlets,and it was most suitable for growth of potato virus-free plantlets.And the propagation cycle was also cut down.

Virus-free potato;Test tube plantlet;Ca(NO3)2

10.3865/j.issn.1001-3547.2010.10.007

呂金鳳（1980-），女，碩士研究生，研究方向為遺傳育種，電話：15886935481

辛建華（1968-），男，通信作者，博士，副教授，從事蔬菜遺傳育種和生理研究，電話：13899050869，E-mail：xjhfbl@vip.sina.com。

2010-02-11