植物激素對馬鈴薯試管苗生長的影響

何小謙，黃凱，李德明，王娟，李亞杰，王瑞英，羅磊，姚彥紅

（1.甘肅定西百泉馬鈴薯有限公司，甘肅定西743000；2.定西市農業科學研究院，甘肅定西743000）

植物激素對馬鈴薯試管苗生長的影響

何小謙1,2，黃凱2*，李德明2，王娟2，李亞杰2，王瑞英2，羅磊2，姚彥紅2

（1.甘肅定西百泉馬鈴薯有限公司，甘肅定西743000；2.定西市農業科學研究院，甘肅定西743000）

為研究不同種類植物激素對脫毒馬鈴薯試管苗促進壯苗的應用效果，以馬鈴薯品種‘定薯1號’、‘大西洋’、‘夏坡蒂’和‘費烏瑞它’為試驗材料，采用MS基本培養基、MS培養基上添加不同種類植物激素（吲哚乙酸（IAA），0.1 mg/L；6-芐氨基嘌呤（6-BA），0.1 mg/L；吲哚丁酸（IBA），0.1 mg/L）進行馬鈴薯試管苗的壯苗培育。在選出合適的植物激素后，再測試不同濃度植物激素（0.1，0.2，0.5和1.0 mg/L）對壯苗的影響。結果表明，IBA對促進壯苗效果最好。‘定薯1號’和‘費烏瑞它’試管苗促進壯苗最佳培養基為MS+1.0 mg/L IBA，而‘大西洋’和‘夏坡蒂’試管苗促進壯苗最佳培養基則為MS+0.5 mg/L IBA。

馬鈴薯；試管苗；植物激素；濃度

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）在種植過程中易受病毒侵染，病毒在塊莖內經過幾代積累可使品種的種性發生退化，嚴重影響馬鈴薯的產量、品質等性狀[1,2]。因此，要采取有效措施進行馬鈴薯種薯的脫毒處理，其最普遍方法為利用莖尖脫毒技術繁育試管苗[3-5]，進行原原種生產，使種薯不攜帶或很少帶有病毒。但是，馬鈴薯試管苗隨著繼代次數的增加、繼代時間的延長和外源生長延緩劑在植物體內的累積，試管苗也會發生退化，影響試管苗的繁殖速度、移栽成活率和種薯的生產潛力[6-8]。本試驗從基本培養基入手，添加一定種類和濃度的植物激素，針對不同品種進行培養基的優化配比，尋找適宜不同品種試管苗生長的最佳濃度組合，旨在增加試管苗茁壯程度，減少幼苗在移栽過程中的死亡，提高對環境條件的適應性，為當地大面積種薯生產提供健壯組培苗。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 供試材料

‘大西洋’、‘定薯1號’、‘夏坡蒂’和‘費烏瑞它’4個馬鈴薯品種試管苗。

1.1.2 培養基和培養條件

壯苗培養基：在MS培養基中添加0.1 mg/L吲哚乙酸（IAA）、6-芐氨基嘌呤（6-BA）、吲哚丁酸（IBA），尋找4個馬鈴薯品種壯苗適宜的激素類型，再設置濃度梯度，篩選出馬鈴薯試管苗壯苗的最佳培養基組合。

培養條件：溫度23～25℃，光照16 h/d，光照2 000～3 000 lx（光照/黑暗=16 h/8 h）。

1.2 試驗設計與方法

1.2.1 馬鈴薯試管苗壯苗激素的篩選

在MS培養基中分別加入0.1 mg/L IAA、0.1 mg/L IBA和0.1 mg/L 6-BA，以MS培養基作為對照，每瓶接種6個馬鈴薯莖段，每個處理5次重復，培養30 d后篩選出‘大西洋’、‘定薯1號’、‘夏坡蒂’和‘費烏瑞它’4個馬鈴薯品種各自的最佳壯苗激素種類。

1.2.2 馬鈴薯試管苗壯苗最佳激素的最佳濃度篩選

以MS作為基本培養基，并設置不同濃度梯度的馬鈴薯試管苗壯苗最佳激素。選擇健壯且長勢較齊的‘大西洋’、‘定薯1號’、‘夏坡蒂’和‘費烏瑞它’4個品種的馬鈴薯試管苗接種在培養基上，每瓶接種6個試管苗莖段，每個處理2次重復，培養30 d后找到最佳激素的最佳適用濃度。

1.2.3 數據處理

接種后30 d統計株高、莖粗、葉片數目等，計算平均株高、成活率和生根率。成活率=成活株數/接種株數，生根率=生根數目/接種株數。試驗數據采用Excel 2010和SPSS 17.0軟件處理，多重比較采用Duncan's新復極差法進行分析。

2 結果與分析

2.1 IBA、6-BA和IAA對馬鈴薯試管苗壯苗的影響

‘大西洋’試管苗在加有3種激素的培養基上植株長勢均優于對照（MS）處理。在IBA處理下效果最好，與其他處理之間均存在顯著差異；在6-BA和IAA處理下幼苗株高差異不顯著。‘定薯1號’在加有IBA的培養基上植株表現較好，與對照處理差異不顯著，在加有6-BA培養基上效果最差，與其他3種激素處理均存在顯著差異。‘夏坡蒂’試管苗長勢在加有IBA和IAA培養基處理下長勢較好，6-BA處理最差，各處理之間差異顯著。‘費烏瑞它’試管苗長勢在加有IBA的培養基上長勢最好，IAA處理下次之，6-BA處理與對照長勢相當，效果最差，二者之間差異不顯著，但與其余2個處理差異顯著（表1）。

‘定薯1號’試管苗在MS+（IBA或IAA）培養基上長勢較好，成活率在90%～98%，二者差異不顯著。‘費烏瑞它’試管苗在MS和MS+6-BA培養基上成活率在82%～88%，二者差異不顯著。‘大西洋’試管苗在MS+IBA培養基上成活率較高，在MS+ IAA培養基上成活率次之，二者相差9個百分點，差異顯著。‘夏坡蒂’試管苗在MS+IBA培養基上成活率為96%，與其他處理差異顯著，其他處理成活率同樣較高，在86%～88%，但差異不顯著（表2）。

表1 不同激素種類對馬鈴薯試管苗株高的影響Table 1 Effects of different hormones on plant height of in vitro plantlets

‘定薯1號’試管苗在4種培養基上均表現出較高的生根率，各處理間差異不顯著。‘夏坡蒂’試管苗在MS+6-BA培養基上生根率為80%，相對較差，在其他3種培養基上生根率均達100%。‘大西洋’和‘費烏瑞它’試管苗在MS+（IBA或IAA）培養基上生根率均達100%，二者差異不顯著。‘大西洋’試管苗在MS和MS+6-BA培養基上生根率分別為60%和 58%，二者差異不顯著。‘費烏瑞它’試管苗在MS培養基上生根率為74%，與其他處理差異顯著（表3）。

綜上所述，‘大西洋’、‘定薯1號’、‘夏坡蒂’和‘費烏瑞它’馬鈴薯試管苗在MS和MS+（IAA，或IBA，或6-BA）4種培養基中，其試管苗的株高、成活率及生根率表現不同，但在MS+IBA處理下，各品種試管苗的生長情況均優于其他3個處理，因此，再對MS+IBA培養基設置梯度濃度，篩選出馬鈴薯試管苗壯苗的最佳培養基組合。

表2 不同激素種類對馬鈴薯試管苗成活率的影響Table 2 Effects of different hormones on survival percentage of in vitro plantlets

表3 不同激素種類對馬鈴薯試管苗生根率的影響Table 3 Effects of different hormones on rooting percentage of in vitro plantlets

2.2 不同濃度IBA對馬鈴薯試管苗壯苗的影響

‘大西洋’試管苗在MS+0.2 mg/L IBA培養基上幼苗長勢最高為4.22 cm，與各處理間差異顯著，MS+1.0 mg/L IBA處理次之，MS+0.1 mg/L IBA處理最差。‘定薯1號’在MS+0.1 mg/L IBA培養基上幼苗平均株高最大，其次為MS+1.0 mg/L IBA處理，但二者之間差異不顯著，幼苗長勢最差為MS+ 0.5 mg/L IBA處理，與其余處理之間均存在顯著性差異。‘夏坡蒂’試管苗在4種培養基上長勢較其他品種都比較弱，在MS+（0.2，0.5，1.0）mg/L IBA培養基上幼苗株高差異不顯著，但這3個處理與MS+ 0.1 mg/L IBA處理存在顯著差異。‘費烏瑞它’試管苗在MS+1.0 mg/L IBA培養基上平均株高最大，與其他處理差異顯著，其次是MS+（0.2，0.5）mg/L IBA培養基，二者之間差異不顯著，但與其他處理均存在顯著性差異（表4）。

‘大西洋’在MS+0.5 mg/L IBA的培養基上幼苗的平均莖粗最大為2.26 mm，其次為MS+0.1 mg/L IBA和MS+0.2 mg/L IBA，二者之間差異不顯著，當IBA濃度增加到1.0 mg/L時，試管苗平均莖粗反而減小，與其他處理差異顯著。‘定薯1號’在MS+0.1 mg/L IBA培養基上試管苗平均莖粗最大，達2.38 mm，在MS+（0.1，0.5，1.0）mg/L IBA處理下，差異不顯著，與MS+0.2 mg/L IBA處理存在顯著差異。‘夏坡蒂’在MS+0.1 mg/L IBA培養基上幼苗最粗，與其他處理差異顯著，隨著IBA濃度增加，試管苗的平均莖粗呈減小趨勢。對‘費烏瑞它’莖粗作用效果最好的是1.0 mg/L IBA，其次是0.5 mg/L，二者之間差異顯著，效果最差的為MS+（0.1，0.2）mg/L IBA，二者之間差異不顯著（表5）。

表4 不同IBA濃度對馬鈴薯試管苗株高的影響（cm）Table 4 Effects of different concentrations of IBA on plant height of in vitro plantlets

表5 不同IBA濃度對馬鈴薯試管苗莖粗的影響（mm）Table 5 Effects of different concentrations of IBA on stem diameter of in vitro plantlets

‘大西洋’試管苗在MS+0.5 mg/L IBA的培養基上葉片數最多，在MS+0.2 mg/L IBA的培養基上葉片數次之，二者之間差異不顯著，之后隨著IBA濃度的增加而減少。‘定薯1號’試管苗在MS+0.5 mg/ L IBA處理下葉片數最多，與MS+0.2 mg/L IBA和MS+1.0 mg/L IBA處理下葉片數差異不顯著，MS+ 0.1 mg/L IBA處理葉片數最少，與其他各處理之間均存在顯著差異。‘夏坡蒂’在IBA濃度為0.5 mg/L時葉片數目最多，0.2 mg/L時葉片數減少，但二者之間差異不顯著，在MS+1.0 mg/L IBA處理下葉片數最少。‘費烏瑞它’試管苗在MS+0.5 mg/L IBA處理下葉片數最多，與其他各處理均存在顯著差異，在MS+0.1 mg/L IBA和MS+0.2 mg/L IBA處理下，試管苗葉片數最少，二者差異不顯著（表6）。

‘大西洋’和‘費烏瑞它’試管苗在各IBA梯度濃度下，試管苗全部成活，成活率達到100%。‘定薯1號’試管苗成活率隨著IBA濃度的增加呈‘先增高后降低’的變化趨勢。‘夏坡蒂’在低IBA濃度下，試管苗成活率達100%，隨著IBA濃度的繼續增大，試管苗成活率反而降低（表7）。

表6 不同IBA濃度對馬鈴薯試管苗葉片數的影響（片）Table 6 Effects of different concentrations of IBA on leaf numbers of in vitro plantlets(piece)

表7 不同IBA濃度對馬鈴薯試管苗成活率影響（%）Table 7 Effects of different concentrations of IBA on survival percentage of in vitro plantlets

3 討論

試管苗經過快繁培養后需要進行移栽，試管苗是否健壯直接影響移栽的成活率[9,10]，試管苗根、莖、葉片的長勢直接反映試管苗的健壯程度，試管苗的株高、莖粗、葉片數目等都是重要的衡量指標。試管苗在不同處理下植株的株高、莖粗以及葉片數目存在明顯差異，前人的研究已得到證實。高新一和王玉英[11]認為在培養基中加入50 mg/L CCC、2～3 mg/L PP333、10 mg/L B9可使細弱的馬鈴薯組培苗變的粗壯，不影響試管苗繁殖的速度。彭峰等[12]認為不同激素NAA、IBA和GA及其組合可對組培苗不定芽生根與壯苗產生影響。據前人報道，不添加任何生長調節劑可以產生健壯的試管苗[13-15]。本試驗發現，在無任何植物激素的MS培養基上，試管苗確實可以長根，但是生根條數目少而短，根和植株均非常細弱，苗質差，當添加一定濃度的生長素后，平均根條數增加，根系粗壯，幼苗長勢較好，對生長更有利。在馬鈴薯試管苗壯苗試驗中，本試驗研究了單一因子IAA、IBA、6-BA對‘大西洋’、‘定薯1號’、‘費烏瑞它’和‘夏坡蒂’4個馬鈴薯品種試管苗壯苗的影響，結果表明，‘大西洋’試管苗壯苗最佳培養基為MS+0.5 mg/L IBA；‘定薯1號’試管苗壯苗最佳培養基為MS+1.0 mg/L IBA；‘夏波蒂’試管苗壯苗最佳培養基為MS+0.5 mg/L IBA；‘費烏瑞它’試管苗壯苗最佳培養基為MS+ 1.0 mg/L IBA。其他IBA濃度對試管苗壯苗培養的效果均不理想，而且植株有黃褐化、落葉現象。

[1]孫茂林.云南薯類作物的研究和發展[M].昆明:云南科技出版社,2003.

[2]吳林科,郭志乾,王曉瑜.優質馬鈴薯生產技術[M].銀川:寧夏人民出版社,2005.

[3]韋瑩.馬鈴薯組織培養及試管薯形成的研究[D].桂林:廣西大學,2007.

[4]張輔達,孫憲昀.馬鈴薯莖尖培養脫毒研究進展[J].中國馬鈴薯,2004,18(2):69-71.

[5]葉彥,繆樹華.長期繼代培養馬鈴薯愈傷的植株再生[J].應用與環境生物學報,1995,1(1):26-33.

[6]增田芳雄,勝見允行,今關英雅.植物激素[M].北京:科學出版社,1978.

[7]韓善華,鄭國昌.馬鈴薯幼莖（芽）愈傷組織的誘導和植株再生[J].試驗生物學報,1982,15(4):10-15.

[8]鄭萍,朱淑婉,王火旭,等.馬鈴薯脫毒試管苗促壯研究[J].北方園藝,2008,13(1):186-188.

[9]唐巍,楊映根,郭仲琛,等.馬鈴薯微型薯誘導的激素調節[J].應用與環境生物學報,1996,2(4):347-351.

[10]李娟,程智慧,張國裕.馬鈴薯葉片高效再生體系的建立[J].西北植物學報,2004,24(4):610-614.

[11]高新一,王玉英.植物無性繁殖實用技術[M].北京:金盾出版社,2003.

[12]彭峰,陳嫣嫣,郝日明,等.彩色馬蹄蓮組培苗壯苗生根及移栽措施研究[J].江蘇農業科學,2008,10(1):126-128.

[13]冉毅東,王蒂,戴朝曦.用組培法誘導試管微型薯的研究[J].馬鈴薯雜志,1991,5(4):194-196.

[14]Moe R,Fjeld T,Mortensen L M.Stem elongation and keeping quality in poinsettia(Euphorbia pulcherrima Willd)as affected by temperature and supplementary lighting[J].Scientia Horticulturae, 1992,33(5):127-136.

[15]Choveaux N A,Staden J V.The effect of 1-napthalene acetic acid on the endogenous cytokinin content of aseptically cultured bark segments of Salix babylonica[J].Plant and Cell Physiology,1981, 22(7):1207-1214.

Effect of Plant Hormone on Growth of in vitro Plantlets of Potato

HE Xiaoqian1,2,HUANG Kai2＊,LI Deming2,WANG Juan2,LI Yajie2,WANG Ruiying2,LUO Lei2,YAO Yanhong2
(1.Gansu Dingxi Baiquan Potato Co.,Ltd.,Dingxi,Gansu 743000,China; 2.Dingxi Academy of Agricultural Sciences,Dingxi,Gansu 743000,China)

In vitro potato plantlets of'Dingshu 1','Atlantic','Favorita'and'Shepody'were inoculated into MS medium and MS media added with plant hormone of IBA(0.1 mg/L),6-BA(0.1 mg/L)and IAA(0.1 mg/L)to understand plant hormone effects on production of robust in vitro plantlets.After identification of a specific plant hormone,the plant hormone was tested again at various levels of 0.1,0.2,0.5 and 1.0 mg/L for their effects on the growth of in vitro plantlets.IBA had the best effect.The optimal medium for the growth of in vitro plantlets of'Dingshu 1'and'Favorita' was MS+1.0 mg/L IBA,while for'Atlantic'and'Shepody'MS+0.5 mg/L IBA was optimal.

potato;in vitro plantlet;plant hormone;concentration

S532

B

1672－3635（2017）04-0201-05

2016-01-18

甘肅省科技重大專項（1502NKDA003）；甘肅省農業科學院院地科技合作項目（2014GAAS08)；現代農業產業技術體系專項資金（CARS-10）。

何小謙（1960-），男，推廣研究員，主要從事馬鈴薯脫毒種薯繁育及示范推廣工作。

黃凱，研究實習員，主要從事馬鈴薯育種研究。E-mail:455182499@qq.com。