低溫處理對繼代多次馬鈴薯組培苗復壯程度的影響

馬 丹，侯彥龍

（晉中職業技術學院，山西晉中 030600）

馬鈴薯組培苗因其易獲得，繼代操作簡單，生根容易，是組培研究中最常用的植物種類之一。而繼代4次以上的馬鈴薯組培苗易出現缺綠、苗瘦弱甚至變異和畸形等現象，嚴重影響苗的品質和成活率。LU等[1]研究結果表明，低溫能夠顯著改善組培苗的品質。

本研究從低溫處理和對照之間生理指標的相互比較入手，探討了低溫復壯方法對馬鈴薯組培苗成活率以及生理代謝方面的影響，以期為繼代多次的馬鈴薯組培苗品質和成活率提高提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

本試驗以山西省盂縣栽培品種克新1號馬鈴薯無菌培養所得的組培苗為試驗材料。將克新1號種薯切成小塊，每塊帶1個芽，播于沙土中，溫度15℃，保持濕潤，20 d左右可出芽[2]。將芽切取下來，經表面滅菌，接種于MS培養基上。成活且無污染苗即為第1代組培苗[3]。

1.2 試驗設計

為了提高組培苗的出瓶成活率，需要對其進行生根培養[4]。經生根培養，才能長出較多的側根，提高其根系吸收能力[5]。所以，該試驗分為2個階段，即低溫處理代[6]（第5代）和生根培養代[7]（第6代）。對這2個階段組培苗生理特性測定，通過處理和對照的比較，來對低溫處理改善瓶苗效果進行定性和量化。

除第6代生根培養所用的是1/2 MS培養基[8]以外，其他均為MS培養基。無菌培養所得組培苗，常溫20℃繼代4次，所得的第5代材料，置于溫度9℃、環境濕度20%[9]、光照1 000 lx條件下，培養40 d[10]，作為低溫處理代。低溫處理所得的苗子與未進行低溫處理的第5代材料（對照）（常溫20℃，環境濕度20%，光照2 000 lx，培養20 d）做比較。低溫處理代去掉根部，取下部2 cm長的帶芽莖段[11]，接種于1/2 MS培養基進行生根培養，作為生根培養代，與對照生根培養代進行比較。設3次重復，每次重復低溫處理代和對照各150瓶，其中，100瓶用于生根培養。每瓶接種莖段數10個[12]。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 地徑 低溫處理代于40 d時和對照于20 d時，隨機抽取50株（5瓶），用鑷子逐根夾取組培苗，剪掉根部，用測厚規測量苗子的地徑，求平均值[13]。生根培養代（第6代）于10 d時，隨機抽取50株，用同樣的方法測量地徑。

1.3.2 葉綠素含量 剪取組培苗的葉片0.1 g，采用丙酮-乙醇混合液浸泡法[14]，在652 nm波長下測定光密度D652，計算葉綠素含量CT＝D652×1000/34.5。每次重復做2組，求平均值。

1.3.3 可溶性蛋白含量 取頂梢的第一節間的枝和葉，采用考馬斯亮藍G-250染色法[15]，在595 nm波長下測定光吸收值A595，再通過標準曲線計算蛋白質含量。

1.3.4 株高 隨機抽取低溫處理代50株（5瓶），用游標卡尺測其株高[16]，不包括根部，求平均值。

1.3.5 成活率 在生根培養代中隨機抽取60株（6瓶）出瓶種植。先開蓋煉苗3 d，后移栽于溫室的穴盤中，基質為草炭，溫度控制在20℃，濕度80%以上。前2 d每天噴水5次，適當遮陰[17]。后3 d每天噴水次數逐漸減少，光強逐漸增強。7 d后統計成活率。

1.4 統計方法

對生根培養代苗用t測驗法[18]檢驗差異顯著性，顯著性水平設定為α＝0.05[19]。

2 結果與分析

2.1 低溫處理對組培苗低溫處理代（第5代）生理特性的影響

由表1可知，低溫處理后組培苗株高高于對照68%，地徑超出對照31%，葉綠素含量高于對照66%。可見，低溫處理后的苗子比未處理的苗子明顯粗壯（圖1），光合作用能力也顯著增強[20]。無論是低溫處理的苗還是對照，其可溶性蛋白含量都較低。可見，低溫處理并不能提高第5代苗后期生長的代謝水平[21]。主要原因是到了第5代后期，無論是處理還是對照，其培養基質中的營養物質已經基本消耗盡了，此時的代謝能力和水平都處于較低的狀態[22]。

表1 低溫處理對第5代組培苗各項生理指標的影響

2.2 低溫處理對生根培養代（第6代）地徑的影響

經低溫處理的組培苗進入生根培養代（第6代）后，苗子的地徑與對照差異顯著，且顯著高于對照60%（表2）。低溫處理代的第6代苗將第5代苗的強壯的優越性保持了下來。地徑的大小是判斷組培瓶苗質量好壞的重要標準之一[23]，低溫處理有效增加了瓶苗的地徑，提高了苗子的茁壯程度[24]，大大改善了繼代多次苗瘦弱的問題。

表2 低溫處理對生根培養代組培苗地徑的影響 cm

2.3 低溫處理對生根培養代葉綠素含量的影響

表3 低溫處理對生根培養代組培苗葉綠素含量的影響 mg/L

從表3可以看出，低溫處理的組培苗，其生根培養代葉綠素含量與對照差異顯著，顯著高于對照73%。在低溫處理代（第5代）葉綠素含量明顯高于對照，到第6代，處理的這種高葉綠素含量的表現得以延續下來，對于改善多次繼代組培苗失綠的效果很好。

2.4 低溫處理對生根培養代可溶性蛋白含量的影響

馬鈴薯組培苗在瓶中生長時間在20 d以上時，其代謝能力顯著下降。組培苗中的可溶性蛋白含量低就充分證明了這一點。因為可溶性蛋白大多數是參與代謝的酶類[25]，植物體內代謝是依靠酶來催化的，所以，其含量的高低是植物體總代謝能力強弱的一個重要指標[26]。但到了生根培養代，由于剛接種于新的培養基上，其代謝能力要大大超出20 d（CK）的瓶苗。且低溫處理代可溶性蛋白含量與對照差異顯著，顯著高于對照87%（表4）。

表4 低溫處理對生根培養代組培苗可溶性蛋白含量的影響 μg/mL

2.5 低溫處理對生根培養代出瓶種植成活率的影響

同等出瓶種植條件下，低溫處理苗的生根培養代出瓶成活率與對照差異顯著，顯著高于對照40%（表 5）。

表5 低溫處理對生根培養代組培苗成活率的影響%

3 結論與討論

本試驗結果表明，對于繼代多次的組培瓶苗進行低溫處理，可以有效改善繼代多次苗的瘦弱問題。低溫處理代和生根培養代苗的地徑均明顯增加。地徑增加，說明苗子變得強壯了，因而，成活率也高于對照[27]。低溫處理還可使繼代多次的馬鈴薯組培苗光合作用能力大大提高，苗子的整體代謝水平得以加強。所以，對繼代多次的組培瓶苗在出瓶種植前做低溫處理是很有必要的。

趙海紅等[28]研究了植物不同生長延緩劑對試管苗保存的影響，結果表明，馬鈴薯增殖培養基中添加500 mg/L矮壯素，對試管苗種質保存效果最為理想。有關不同生長延緩劑對繼代多次組培苗復壯程度的影響以及生長延緩劑與低溫互作對出瓶苗的影響程度，有待進一步研究。

參考文獻：

［1］ LU B，YUAN Y，ZHANG C，et al.Modulation of key enzymes involved in ammonium assimilation and carbon metabolism by low temperature in rice （Oryza sativa L.）roots[J].Plants Science，2005，169（12）：295-302.

［2］梁秀芝，李蔭藩，鄭敏娜.4種馬鈴薯脫毒組培苗繁殖效率分析[J].山西農業科學，2017，45（5）：756-758．

［3］鄧珍，徐建飛，段紹光.PEG-8000模擬干旱脅迫對11個馬鈴薯品種的組培苗生長指標的影響 [J].華北農學報，2014，29（5）：99-106.

［4］梁稱福.植物組織培養研究進展與應用概況 [J].經濟林研究，2005，23（4）：99-101.

［5］王政，張丹丹，劉艷楠.不同光源處理對非洲菊組培苗生長的影響[J].河南農業科學，2016，45（7）：96-100.

［6］揭進，胡乃盛，李強有，等.劍麻組培苗標準化繁育技術與種植推廣[J].中國熱帶農業，2012，11（2）：60-63.

［7］劉太林，孫苗苗，馬仲強.鐵皮石斛組培苗移栽條件的篩選[J].天津農業科學，2017，23（8）：28-31．

［8］吳華，蘇倩，陳金慧.水楊酸對紫外線脅迫下杉木組培苗的影響[J].江蘇農業科學，2016，44（9）：207-210.

［9］張利英，李賀年，張鑫，等.草莓組培苗和自繁苗田間性狀比較試驗研究[J].安徽農業科學，2009，37（25）：11957-11958.

［10］陳曉明，韋璐陽，蔡玲，等.油茶組培苗不定根形成過程酶的活性變化分析[J].南方農業學報，2016，47（8）：1344-1348.

［11］尹佳蕾，趙惠恩.黃花小山菊的組織培養與快速繁殖[J].植物生理學通訊，2006，42（5）：907-908.

［12］魏翠華，謝宇，秦建彬，等.臺灣金線蓮組培苗定植規格及栽培基質篩選[J].南方農業學報，2016，47（1）：92-95.

［13］趙云青，黃穎楨，陳菁瑛，等.金線蓮白絹病病原菌分離及分子鑒定[J].福建農業學報，2013，28（4）：357-360.

［14］武維華.植物生理學[M].北京：科學出版社，2003.

［15］張治安，張美善.植物生理學實驗指導[M].北京：中國農業科學技術出版社，2004.

［16］王鍇，張立新，高梅，等.鹽脅迫對2種蘋果屬植物愈傷組織及組培苗生長和有機滲透調節物質累積的影響 [J].西北農業學報，2013，22（2）：112-118.

［17］龍祥友，朱虹，孫長生.山豆根組培苗移栽基質篩選[J].貴州農業科學，2015，43（11）：32-33.

［18］王清蓮.植物組織培養[M].北京：中國農業出版社，2004.

［19］CERBAH M，MORTREAU E，BROWN S，et al.Genome size variation and species relationships in the genus H y-drangea[J].Theor Appl Genet，2001，103（3）：45-51.

［20］趙鵬，熊淑萍，李琳，等.土壤水分對不同筋力型小麥花后旗葉氮素同化酶活性和籽粒蛋白質含量的影響[J].麥類作物學報，2009，29（3）：450-452.

［21］鞠秀云，姜素平，劉金娟，等.黑大蒜和鮮大蒜中可溶性蛋白成分的比較研究[J].食品科學，2015，36（4）：21-22.

［22］ ALISTER B，FINNIE J，WATT M P，et al.Use of the temporary immersion bioreactor system（RITA）for production of commercial Eucalyptus clones in Mondi Forests（SA）[J].Liquid Culture Systems Forin VitroPlant Propagation，2005，4（7）：430-442.

［23］陳一群，丘佐旺，汪迎利，等.樟樹組培苗輕基質育苗技術研究[J].亞熱帶植物科學，2015，44（2）：140-145.

［24］賈宏炎，曾杰，黎明，等.西南樺組培苗培育的輕基質篩選[J].林業科學研究，2012，25（2）：241-245．

［25］李潔.干旱脅迫對青稞幼苗可溶性蛋白的影響[J].江蘇農業科學，2015，43（12）：124-126.

［26］羅君琴，徐建國，王平.不同培養條件對柑橘胚性愈傷組織離體誘導的影響[J].北方園藝，2013，37（13）：126-127.

［27］王必尊，唐粉玲，何應對，等.不同基質對香蕉組培苗生長及光合特性的影響[J].熱帶作物學報，2013，34（3）：399-402.

［28］趙海紅，貝麗霞，丁俊杰.不同生長延緩劑對馬鈴薯脫毒試管苗保存的影響[J].黑龍江農業科學，2010（5）：1-2.