蔗糖濃度及苗齡對馬鈴薯新品種‘麗薯6號’試管薯誘導的效果

李婉琳，郭華春，彭麗，楊亞嵐

（云南農業大學農學與生物技術學院薯類作物研究所，云南昆明650201）

蔗糖濃度及苗齡對馬鈴薯新品種‘麗薯6號’試管薯誘導的效果

李婉琳，郭華春*，彭麗，楊亞嵐

（云南農業大學農學與生物技術學院薯類作物研究所，云南昆明650201）

馬鈴薯試管薯誘導技術因其能有效加快脫毒馬鈴薯繁殖，縮短種薯生產周期，使種薯工廠化生產成為可能而受到重視。本研究以不同苗齡的高產抗病新品種‘麗薯6號’脫毒苗為試驗材料，在馬鈴薯適宜的8%～12%蔗糖濃度誘導區間內使用不同濃度的蔗糖誘導試管薯，探求其最適蔗糖濃度并觀察苗齡對試管薯形成的影響，旨在花費更少的成本和較短時間內誘導大量的試管薯，以便于建立原原種高效生產體系。綜合分析單株結薯數及單株結薯速率，結果表明：‘麗薯6號’誘導試管薯的最適苗齡為80 d，最適蔗糖濃度為10%。在此處理下單株結薯數最多，且結薯最早，生產效率高于其他處理。

馬鈴薯；試管薯；蔗糖；苗齡

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）為茄科茄屬草本塊莖植物，是一種分布廣、適應性強、產量高的經濟作物。然而因其為無性繁殖作物，極易導致病毒在塊莖內積累和傳遞，從而引起種薯退化，大幅度減產，嚴重時甚至不能留種。利用馬鈴薯脫毒種薯作種是防止病毒危害和增產的有效途徑[1]。在馬鈴薯脫毒種薯的生產中，馬鈴薯試管薯誘導技術的研究成功，加快了脫毒馬鈴薯的繁殖，縮短了種薯生產周期，為工業化生產提供了切實可行的手段。呂長文等[2]認為，8%～10%的蔗糖濃度適宜品種‘米拉’的試管薯誘導。韓德俊等[3]研究表明，0.5 mol/L水楊酸誘導下，最理想的蔗糖濃度是10%~12%。黨玉麗等[4]對‘東農303’的研究指出，塊莖的形成和發育雖然與試管苗的生理年齡有關，但并不是生理年齡大的切段就比幼苗切段易于結薯?？紤]到培養時間的延長又將導致生產上空間和時間的占用，且在8%~12%的適宜誘導區間內的最適蔗糖濃度仍未得到確定。本研究以2008年通過審定的高產抗病新品種‘麗薯6號’[5,6]為研究對象，探討不同蔗糖濃度對不同苗齡脫毒試管薯誘導結薯的影響。旨在為‘麗薯6號’脫毒種薯的高產、高效、低成本工廠化生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料及繁殖

‘麗薯6號’脫毒苗，經莖切段繁殖后培養為組培苗。將馬鈴薯脫毒苗在無菌條件下剪成單葉節莖段，轉移至不加任何激素的固體MS培養基（含3%蔗糖，pH 5.8）中，每瓶接入10個莖段，在光照強度3 000 lx、連續光照、溫度22±2℃的條件下培養，每15 d繁殖一代。

1.2 試管薯的誘導

當脫毒試管苗長有6~7片葉時，切取帶有1葉1節的莖段作外植體，于無菌條件下接種于MS固體培養基（含3%白糖，pH 5.8）中。每瓶接5個外植體，每個處理10瓶，重復3次。在光照強度3 000 lx、連續光照、溫度22±2℃條件下培養生長20 d、40 d、60 d、80 d后，對組培苗進行試管薯誘導試驗。在無菌條件下，用移液器對參試試管苗添加蔗糖濃度分別為8%、9%、10%、11%、12%的MS液體培養基20 mL，放入黑暗條件下培養。以瓶為單位設置處理，每處理10瓶，3次重復。每兩天對所有處理進行抽樣檢查，記錄90%以上試管苗開始結薯的日期為試管薯始發期。90%試管苗莖葉枯黃的日期記為收獲期。試管薯生長期為從試管薯始發期到收獲期的時間，總生長期=自誘導至收獲所經歷的時間+苗齡，并于收獲期對單瓶所收獲試管薯統計結薯數，計算單株結薯數及單株結薯速率。其中，單株結薯數=單瓶結薯數/單瓶株數；單株結薯速率=單株結薯數/總生長期。

2 結果與分析

2.1 不同苗齡試管苗生長情況

將試管苗置于蔗糖濃度為3%的固體MS培養基上生長，隨著培養時間的增加，脫毒苗生長旺盛，分枝逐漸增多，葉片逐漸伸展，培養20 d時每株生根6~8個，頂端多為幼嫩小芽。40 d時大葉明顯增多，瓶底開始出現盤結的根。培養60 d后少許葉片開始發黃，出現氣生根，并有極少數苗開始結薯。培養80 d后分支較多，更多葉片枯黃，出現大量氣生根。具體長勢情況見表1。

2.2 不同苗齡及蔗糖濃度對試管薯生育期的影響

由表2可以看出，苗齡對試管苗的結薯起到了關鍵作用，在蔗糖濃度為8%~11%的處理中培養80 d比培養60 d的脫毒苗平均早2~4 d開始結薯，且隨著苗齡的增加結薯的開始呈提前的趨勢。培養20 d的脫毒苗比培養40d結薯時間晚10d以上。對于苗齡為20 d的脫毒苗而言，8%、9%、10%蔗糖濃度的處理組，約50%的脫毒苗未能結薯，而11%和12%的處理組在誘導結束后25 d均開始結薯。且僅在12%蔗糖濃度的處理中，60 d苗齡比80 d苗齡提前3 d開始結薯，說明隨著蔗糖濃度的增加對結薯的發生也起到一定促進作用。苗齡為80 d、蔗糖濃度為8%、9%、10%的處理組結薯最快，加糖后6 d即開始結薯。苗齡為40 d、11%蔗糖濃度處理組試管薯生長期最長（39 d）。受苗齡的影響隨著苗齡的增加總生長期在逐漸增加，說明苗齡的增加可能會造成試管薯生產過程中對時間的占用，故應從結薯效率上考慮最短單位時間內的結薯狀況。

表1 不同苗齡試管苗生長情況Table 1 Growth situation of plantlet in different seedling ages

表2 不同苗齡及不同蔗糖濃度對試管薯生育期的影響（日/月）Table 2 Effects of seedling ages and sucrose concentration on growth period of microtuber（D/M）

2.3 不同苗齡及不同蔗糖濃度對試管薯單株結薯數的影響

圖1 不同苗齡及不同蔗糖濃度對試管薯單株結薯數的影響Figure 1 Effects of seedling ages and sucrose concentration on number of tuber per plant

從圖1可以看出，隨著苗齡的增長，單株結薯數總體呈現增長的趨勢。苗齡在20～60 d的處理中蔗糖濃度對結薯數的影響變化趨勢不明顯，苗齡為80 d的處理中隨著蔗糖濃度的增加單株結薯數呈現先增后減的趨勢。苗齡為80 d、10%蔗糖誘導下單株結薯數最高。苗齡為20 d、8%蔗糖誘導下結薯數最低。

2.4 不同苗齡及不同糖濃度對試管薯單株結薯速率的影響

從圖2可以看出，隨著苗齡的增長和蔗糖濃度的增加，試管薯單株結薯速率變化趨勢并不明顯。苗齡為20 d蔗糖濃度分別為8%、9%、10%的處理中因約50%的脫毒苗未能結薯，故沒有計算其總生長期和單株結薯速率。苗齡為80 d的處理中，雖然誘導前的培養時間最長，但添加蔗糖后能夠較快結薯，并且結薯數大于其他苗齡的處理，因此最終仍然表現為較高的結薯速率。苗齡為20 d蔗糖濃度為11%和12%的處理組，雖然總生長期最短，但受結薯數的影響生產效率較低。本試驗中，苗齡為80 d、10%的蔗糖處理下試管薯生產效率最高，單位時間內能收獲更多的試管薯。

圖2 不同苗齡及不同蔗糖濃度對試管薯單株結薯速率的影響Figure 2 Effects of seedling ages and sucrose concentration on speed of tuberization per plant

3 討論

‘麗薯6號’誘導試管薯的最適苗齡為80 d，最適蔗糖濃度為10%。在此處理下單株結薯數和單株結薯速率均大于其他處理，在生產上可以更快更多地生產試管薯。苗齡對試管薯的發生起到關鍵作用。隨著苗齡的增加，結薯更快，20 d的幼苗則需要更高濃度的蔗糖和更長時間才能誘發結薯的產生，且在隨后的結薯過程中表現較差，在黑暗環境中苗齡為20 d的植株更早死亡。而隨著苗齡的增加是否由于植株體內蔗糖合成量的相對增加而導致其在較低蔗糖濃度下可以更快誘導結薯成為值得關注的問題。

目前關于赤霉素對塊莖形成有強烈抑制作用，而赤霉素含量的減少是塊莖形成的必備條件的認識已得到公認[7]。郭華春等[8]研究發現，隨著培養基中蔗糖濃度的增加植株體內赤霉素的含量顯著降低，而內源脫落酸、細胞分裂素和生長素的含量出現明顯增加，其機理主要由于加入多量蔗糖使游離型赤霉素與蔗糖結合形成結合型赤霉素而不顯活性所致。表明塊莖誘導中加入高濃度蔗糖不但滿足了植物對碳源的需要，同時也通過改變植株的內源激素活性從而促進結薯。另一方面，段曉艷[9]的研究表明，高濃度的蔗糖可以專一或高效地誘導馬鈴薯塊莖主要貯藏蛋白及淀粉的合成與積累；且塊莖特異蛋白Patatin基因啟動子區域存在蔗糖誘導表達的順式作用元件，與啟動子區域特異性結合的核蛋白因子也可為蔗糖所誘導。蔗糖濃度雖然對試管薯的形成起到關鍵作用，但本試驗中當蔗糖濃度過高時，又會對結薯數和結薯速率產生不利影響。

姜秀芳等[10]指出，不同馬鈴薯品種在同一培養基上誘導效果并不相同，‘鄭薯5號’比‘費烏瑞它’誘導結薯早、數量多、薯塊大。崔翠等[11]認為，品種不同時，平均結薯率、平均單瓶薯重及平均最大鮮薯重均差異較大，并認為這與品種基因型有關。王春林等[12]的研究表明，不同品種試管薯結薯能力不同，在相同的誘導條件下，早熟品種試管薯結薯能力強于晚熟品種。故苗齡為80 d，10%蔗糖濃度誘導結薯的最適培養條件是否適用于其他馬鈴薯品種或某一類型馬鈴薯品種仍需進一步的研究。

[參考文獻]

[1]孫慧生,藏曰公,張振洪,等.馬鈴薯莖尖組織培養脫毒薯利用的研究[J].山東農業科學,1982(3)∶26-29.

[2]呂長文,王季春,何慶學,等.誘導法與營養液配方對馬鈴薯試管苗結薯的影響[J].西南農業大學學報(自然科學版）,2004, 26(1)∶30-34.

[3]韓得俊,陳耀鋒,王亞娟,等.水楊酸和不同蔗糖濃度對試管微型薯形成與生長的影響研究[J].西北植物學報,1999,19(6)∶92-96.

[4]黨玉麗,劉忠玲,寧愛民,等.不同苗齡及碳源對馬鈴薯試管薯誘導的影響[J].河南農業大學學報,2004,38(3)∶292-295.

[5]和國鈞,楊煊,和平根.馬鈴薯新品種‘麗薯6號’、‘麗薯7號’及其栽培技術[J].云南農業科技,2009(增刊)∶71-72.

[6]王紹林,和平根,和國鈞,等.馬鈴薯新品種‘麗薯6號’選育[J].中國馬鈴薯,2009,23(4)∶255.

[7]Aksenova N P,Konstantinova T N,Golyanovskaya S A,et al.Hormonal regulation of tuber formation in potato plants[J].Russian Journal of Plant Physiology,2012,59∶451-466.

[8]郭華春,肖關麗,沙本才,等.馬鈴薯塊莖誘導中培養基蔗糖濃度對內源激素活性的影響[C]//中國（昆明）第五屆世界馬鈴薯大會文集.昆明∶云南美術出版社,2004∶153-154.

[9]段曉艷.蔗糖誘導馬鈴薯塊莖形成及相關基因的表達[D].昆明∶云南師范大學,2008.

[10]姜秀芳,張改英,田煒,等.‘鄭薯5號’和‘費烏瑞它’試管苗培育、快繁及試管薯誘導培養基的篩選[J].中國馬鈴薯,2004, 18(5)∶280.

[11]崔翠,王季春,何鳳發,等.光照時間和碳源對試管薯形成的影響[J].山區開發,2002(2)∶12.

[12]王春林,程天慶.利用試管薯快速繁殖馬鈴薯[J].馬鈴薯雜志, 1992,6(2)∶82-85.

Effects of Sucrose Concentration and Seedling Age on Potato New Variety'Lishu 6'Microtuber Induction in vitro

LI Wanlin,GUO Huachun＊,PENG Li,YANG Yalan
(Root and Tuber Crops Research Institute,Yunnan Agricultural University,Kunming,Yunnan 650201,China)

As an efficientmethod to increase virus-free potato production and reduce the production period of potato seed, microtuber induction technique has received more attention.Virus-free potato seedlings of'Lishu 6'in different seedling ages were used to induce microtubers.Various sucrose conditions(8%-12%),which was considered to be suitable for microtuber induction,were used to explore the mostappropriate induction condition.The effects ofdifferentsucrose conditions and seedling ages on potato microtuberinduction were studied in orderto build high production system ofbreederseed.The results indicated thatmedium with 10%sucrose combined with 80 days ofseedling age was the bestcondition in inducing microtubers of'Lishu 6'. Under this condition,not only did the tuberization begin earlier,the production and the speed of tuberization also had the best performance.

potato;microtuber;sucrose;seedling age

S532

B

1672-3635（2013）02-0072-04

2013-03-18

國家現代農業產業技術體系建設專項資金（CARS-10），國家自然科學基金（31260342）資助。

李婉琳（1988-），女，碩士，主要從事薯類作物栽培與生理研究。

郭華春，教授，從事薯類作物研究，E-mail：ynghc@126.com。