不同碳源和活性炭對馬鈴薯脫毒試管苗生長的影響

摘 要：以脫毒馬鈴薯早大白試管苗為材料，研究6種不同碳源和活性炭對其生長的影響。結果表明：蔗糖和綿白糖優于其他4種碳源，兩者在株高和葉片數上分別比單糖葡萄糖高64.8%、18.4%和104.2%、67.2%；在生根數方面比葡萄糖、可溶性淀粉多26.9%、10%；在根長方面比D-果糖長245.6%、221.5%。此外研究表明蔗糖與綿白糖濃度為20g/L或25g/L時較好，濃度太高反而不利于馬鈴薯脫毒苗的生長；活性炭濃度0.1%～0.2%較適宜，可促進馬鈴薯脫毒苗生長，有利于生根。

關鍵詞：碳源；活性炭；馬鈴薯脫毒試管苗

中圖分類號 S532 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2013）03-30-02

Effect of Different Carbon Sources and Activated Charcoal on Virus-free Potato in Vitro

Guo Jing et al.

（College of Bioengineering，Dalian Polytechnic University，Dalian 116034，China）

Abstract：The effect of different carbon sources and activated charcoal on Zaodabai Virus-free Potato in vitro were analyzed in this research.The results showed sucrose and soft sugar were better than other carbon sources，they were 64.8%，18.4% higher than glucose and had 104.2%，67.2% more blades，root more than glucose and soluble starch 26.9% and 10%，root length longer than D-fructose 245.6% and 221.5%.The better concentration of sucrose and soft sugar were 20g/L or 25g/L， their concentration were too high to Virus-free Potato in vitro.The better concentration of activated charcoal was 0.1%～0.2%，promoted the growth and rooting of virus-free potato in vitro.

Key words：Carbon source；Activated charcoal；Virus-free potato

馬鈴薯具有產量高、營養豐富、適應性強、分布廣、經濟價值較高等特點，是世界第三大糧食作物[1]。生產上，各類病毒病和類病毒的危害是馬鈴薯種薯退化的主要原因[2-5]，而脫毒技術的應用能很好地解決這一問題。脫毒馬鈴薯組培苗在移栽過程中，苗的健壯程度直接影響移栽苗的質量和成活率等[6]。由于試管苗在實驗室無菌條件下培養，隨著培養時間延長和繼代次數增多，往往出現長勢弱和易倒伏等不利的現象[7]。為了提高移栽成活率，降低生產成本，已有很多學者進行了相關研究。劉琳等[8]、吳瑕等[9]分別對不同碳源對鈣果組培苗及草原櫻桃組培苗繁育的影響進行了研究，表明組培苗培養時最佳碳源為蔗糖和白砂糖，生產上為了降低成本，建議選用白砂糖。趙文魁[10]、王英[11]等也對碳源進行研究，對于不同品種的馬鈴薯脫毒苗在培養時應采用適合的碳源。活性炭作為一種吸附劑在組織培養中經常使用，其主要作用是吸附培養過程中植物細胞分泌的及培養基中的有害物質，有利于生根[12]。韓文璞等[13]在甜櫻桃組織培養中，在培養基中加入0.1%活性炭，生根率達100%，根系發達、潔白，移栽成功率高。余曉麗等[14]在野生黃薔薇離體培養基中加入0.2%活性炭，生根效果較好。目前關于馬鈴薯脫毒苗培養中添加活性炭研究很少，鑒于此，本試驗主要研究不同碳源和活性炭對馬鈴薯脫毒苗早大白生長的影響。篩選出該品種最佳碳源、濃度及活性炭濃度，為降低成本和高效低耗生產提供依據，也為其他品種提供參考。

1 材料與方法

11 材料 馬鈴薯早大白脫毒苗，由大連工業大學生物工程學院提供。

12 方法

121 馬鈴薯脫毒苗的接種和培養 選擇生長較為一致的脫毒試管苗在同一天進行轉接，用剪刀剪取大小一致1葉1芽的莖段，用鑷子將其輕輕插入培養基內，每瓶（100 mL三角瓶）1段，每處理接5瓶，3次重復。

培養條件控制為光照強度3 000lx，光照時間14h/d，培養溫度（23±2）℃。每5d記錄1次株高、葉片數、生根數、根長和莖粗等性狀，共培養25d。

122 不同碳源對馬鈴薯脫毒苗的影響 分別設置6種不同的碳源：蔗糖（分析純）、綿白糖（市售，一級）、葡萄糖（分析純）、D

果糖（分析純）、D

麥芽糖（生化試劑）和可溶性淀粉（分析純），添加量3%，并以基本MS為對照（ck）。選擇效果較好的碳源，分別按20%、25%、30%、35%、40%添加，尋找該碳源的最佳添加量。

123 不同濃度活性炭對馬鈴薯脫毒苗的影響 在MS中分別添加01%、02%、03%、04%、05%的活性炭（分析純），觀察生長情況，尋找最佳添加量。

2 結果與分析

21 不同碳源對馬鈴薯脫毒苗的影響 脫毒苗的生產成本和繁殖效率主要取決于試管苗的生長速度和繁殖系數，其中株高和節數反映了生長速度，植株越高和有效節數越多則繁殖系數會越大。而葉片數越多、根系越發達則表明試管苗的質量越好。

從表1可看出，在不同碳源中，以蔗糖和綿白糖為最佳碳源，二者之間的生長情況相似，但明顯優于其他4種碳源。兩者在株高、葉片數方面分別比葡萄糖高648%、184%和1042%、672%；在生根數方面比葡萄糖、可溶性淀粉高269%、10%；在根長方面比D

果糖高2456%、2215%。它們的葉色濃綠、莖稈粗壯，長勢旺盛。工業上綿白糖價格低廉，綿白糖完全可以作為碳源應用于馬鈴薯脫毒苗早大白的快繁生產中，這樣可以大大降低生產成本。

注：表中數值為25d時3次重復的平均值，不同大寫字母表示001水平差異顯著，下同。

22 不同濃度的蔗糖和綿白糖對馬鈴薯脫毒苗的影響 表2結果表明，蔗糖和綿白糖的濃度不同，對于早大白脫毒苗的影響顯著，蔗糖和綿白糖濃度為20%或25%較適宜。與對照相比，它們在株高上相應地分別增加395%、36%和58%、21%，且它們的葉色濃綠，生長旺盛，繁殖系數大，脫毒苗質量好。而質量分數增大反而不利于脫毒苗的生長，各生長指標呈下降趨勢。濃度太高，滲透壓大，不僅要求高胞液濃度與之維持平衡，而且還對細胞形成反滲透，使細胞很難獲得分裂增殖所需要的大量水分和養分，造成“糖害”。

23 不同濃度的活性炭對馬鈴薯脫毒苗的影響 從表3中可以看出，添加不同濃度活性炭的試管苗大多數生長指標明顯優于對照。其中，濃度限制在01%～02%較好，與對照相比，它們的株高增高517%、242%；葉片數增加276%、172%；生根數多619%、429%；根長長225%、355%；且莖稈粗壯，生長旺盛。因為活性炭的添加為脫毒苗生根提供了有利的暗環境。但濃度過大（大于02%）反而不利于脫毒苗生長，脫毒苗的質量與生根均有所下降。活性炭作為一種吸附劑，濃度過大可能吸附培養基中的營養物質，不僅起不到促進生長作用，反而抑制脫毒苗生長。

3 結論與討論

濃度均為20%～25%的蔗糖和綿白糖較適合于馬鈴薯脫毒苗早大白的快繁與促壯。其中綿白糖（主要成分是97%蔗糖）用量少，且價格低廉，有利于降低生產成本[15]。此結果與王英[11]研究結果稍有不一致，原因可能在于選用的馬鈴薯苗品種不同，而不同的品種均應有自己最適合的培養條件，這些需要更深入的研究。

添加活性炭濃度01%～02%較適宜，濃度過大則不利于脫毒試管苗的生長與生根[16-17]。在培養基中加入活性炭有利于吸附一些有害物質，如植物在生長過程中其生長代謝會分泌多酚化合物，氧化后在培養基中形成褐色的醌類物質，對試管苗有毒害抑制作用；培養基經過高壓高溫處理后，其中一些成分如蔗糖會產生5

羥甲基糠醛，也會抑制外植體的生長[18]。

參考文獻

[1]梁秀芝，劉根科，杜珍馬鈴薯脫毒技術及其應用[J]內蒙古農業科技，2002（2）：23-25

[2]Wang Biao， Ma Yanli， Zhang Zhibo，et al Potato viruses in China[J]Crop protection，2011， 30（9）：1 117-1 123

[3]Ling Kaishu， Harrison H F， Simmons A M，

et al Experimental host range and natural reservoir of sweet potato leaf curl virus in the United States[J]Crop Protection，2011，30（8）： 1 055-1 062

[4]Loebenstein G， Gaba V Chapter 6-Viruses of Potato[J]Advances in Virus Research， 2012，84：209-246

[5]Ling Kaishu， Michael J D， Harrison H F，et alField evaluation of yield effects on the USA heirloom sweet potato cultivars infected by Sweet potato leaf curl virus [J]Crop Protection，2010， 29（7）：757-765

[6]馬淑珍，柳學勤，謝文斌馬鈴薯脫毒瓶苗快繁技術[J]中國馬鈴薯，2008，22（3）：175-177

[7]鄭萍，朱淑婉，王火旭馬鈴薯脫毒試管苗促壯研究[J]北方園藝，2008（1）：186-188

[8]劉琳，劉國杰不同碳源對鈣果組培苗的影響[J]北方園藝，2005（5）：68

[9]吳瑕，張濤，楊鳳軍，等不同碳源及濃度對草原櫻桃組培苗繁育的影響[J]黑龍江八一農墾大學學報，2007，19（5）：26-29

[10]趙文魁，王惠群，田梅，等MS培養基不同碳源和矮壯素濃度對馬鈴薯試管苗農藝性狀的影響[J]現代生物醫學進展，2007，7（8）：1 147-1 150

[11]王英，于麗麗，劉志文不同水源和碳源對脫毒馬鈴薯快繁的影響[J]河南農業科學，2011，40（5）：148-150

[12]王清連植物組織培養[M]北京：中國農業出版社，2000：16

[13]韓文璞，袁明蓮活性炭在甜櫻桃組織培養中的應用[J]落葉果樹，2001（3）：7-8

[14]余曉麗，王世茹，褚學英野生黃薔薇離體培養再生體系的建立[J]江蘇農業科學，2007（3）：117-118

[15]Lin Kai， Miller J B， Copeland L Glycemic effect of potatoes[J]Food Chemistry，2012，133（4）： 1230-1240

[16]孫占育，孫志強，曹斌活性炭在促進組培苗植物生根中的作用[J]湖南農業科學，2010（7）：3-5

[17]Devesa R， Bustosb G， Cruzj J M， et al Optimisation of entrapped activated carbon conditions to remove coloured compounds from winery wastewaters [J]Bioresource Technology， 2011，102（11）：6 437-6 442

[18]季彪俊，孫依斌活性炭在幾種植物莖尖培養中的作用[J]福建農業學報，2006，21（4）：379- 383

（責編：徐世紅）