矮壯素對二季作區主栽馬鈴薯組培苗的生長調控及其解除

張淑青 相叢超 封志明

摘要：以石薯1號（SH1）、中薯3號（Z3）、費烏瑞它（W1）3個二季作區馬鈴薯主栽品種組培苗為試材，研究矮壯素（CCC）對馬鈴薯組培苗生長的影響及其經組培繼代培養后抑制作用解除效應。結果表明，隨CCC濃度的增大，3個馬鈴薯品種的株高、葉片大小及品種Z3莖葉干鮮質量總體呈下降趨勢，3個品種的全株干鮮質量、根干鮮質量及品種SH1、W1的莖葉干鮮質量總體呈先增大后減小趨勢，而根長、莖粗變化規律性不強，根長均大于對照未用CCC處理的;CCC處理的SH1、Z3、W1組培苗經不添加CCC的培養基繼代培養3次，CCC對組培苗的抑制作用可完全解除。

關鍵詞：馬鈴薯;組培苗;矮壯素;抑制作用;解除

中圖分類號：S532.043 ? 文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）14-0099-05

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）為茄科茄屬多年生草本植物，營養豐富[1]，目前已成為世界第四大糧食作物[2]。我國是世界上最大的馬鈴薯生產與消費國，2015年原農業部提出“馬鈴薯主糧化戰略”，這對馬鈴薯產業發展提出了更高要求，使馬鈴薯產業在我國農業生產中居于重要地位[3-4]。

馬鈴薯獲得豐產的關鍵是使用優良種薯[5]，而優良種薯的獲得關鍵是優良馬鈴薯種質資源的獲得及其種苗莖尖脫毒，這就涉及到馬鈴薯種質資源的收集、保存及其組培苗生產、繼代培養等過程。目前，對馬鈴薯種質資源的保存主要有田間保存、組培苗離體保存、微型薯保存等方式[6]，其中，組培苗通過添加適宜濃度植物的生長調節劑進行離體保存是行之有效的方法之一[7]，而如何科學合理地安排馬鈴薯組培苗批量生產的銜接，是其保存、繼代培養存在的主要問題。本研究通過研究矮壯素（CCC）對二季作區馬鈴薯主栽品種組培苗生長的影響及其抑制作用解除效果，探究CCC對馬鈴薯組培苗的生長調控規律，以期為馬鈴薯組培苗的保存和生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2017年5—6月在石家莊市農林科學研究院蔬菜研究所馬鈴薯組培室進行，品種石薯1號、中薯3號、費烏瑞它組培苗由石家莊市農林科學研究院提供，這3個馬鈴薯品種的特征、特性見表1。試驗中使用到的儀器設備主要有 101-1AB 型電熱鼓風干燥箱、直尺、游標卡尺、OHAUS GT410型電子秤、上海博泰產SPX-GB-300型光照培養箱。

1.2 試驗設計

1.2.1 CCC對馬鈴薯組培苗的生長調控 分別截取3個馬鈴薯品種生長健壯、長勢均一、大小為1 cm的莖段250個，轉接于含CCC濃度分別為0、0.03、0.06、0.09、0.12、0.15、0.18、0.21、0.24、0.27 g/L的培養基上，以0 g/L CCC處理為空白對照（CK）;隨機擺放于光照培養架上培養45 d，調查3個馬鈴薯品種組培苗的株高、莖粗、根長、葉片大小、植株鮮質量、莖葉鮮質量、根鮮質量、植株干質量、莖葉干質量、根干質量。每瓶5株，每瓶為1次重復，每處理重復5次。

1.2.2 CCC對馬鈴薯組培苗抑制作用的解除 分別截取3個馬鈴薯品種生長健壯、長勢均一、大小為1 cm的莖段450個，轉接于含CCC濃度分別為0（CK）、0.03、0.06、0.09、0.12、0.15、0.18、0.21、0.24、0.27 g/L的培養基上培養45 d，每個濃度梯度9瓶，每瓶5株;對組培瓶內每株組培苗截取大小為1 cm的莖段1個，轉接于不添加CCC的培養基中進行第1次繼代培養25 d，并分別從各處理的9個瓶苗中隨機選取3瓶，測量株高并計算其生長抑制率，每瓶為1次重復，重復3次，剩余6瓶組培苗參照第1次繼代培養的方法，再次轉接于不添加CCC的培養基上進行第2次繼代培養25 d，分別隨機選取3瓶，測量株高并計算其生長抑制率;對剩余的3瓶組培苗同樣進行第3次繼代培養25 d，測量株高并計算其生長抑制率。生長抑制率計算公式為：

生長抑制率=（CK株高-處理組株高）/CK株高×100%。

1.3 統計分析

采用Excel 2010、DPS軟件對試驗數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 CCC處理對馬鈴薯組培苗長勢的影響

2.1.1 株高 由表2可見，CCC對3個馬鈴薯品種組培苗株高均有明顯的抑制作用，且隨CCC使用濃度的增大，組培苗株高整體呈下降趨勢;CCC濃度為0 g/L處理（CK）的馬鈴薯品種SH1、W1、Z3組培苗株高相對最高，分別為13.200、19.458、17.058 cm，CCC濃度為0.27 g/L處理的SH1、W1及CCC濃度為0.21 g/L處理的Z3組培苗株高相對最小，分別為3.450、4.733、4.429 cm，分別較對照顯著降低73.86%、75.68%、74.04%（P0.05），而顯著高于其他濃度處理;CCC處理的馬鈴薯品種W1、Z3組培苗株高均顯著低于對照;CCC濃度為0.24、0.27 g/L 處理的3個馬鈴薯品種組培苗株高相互間差異不顯著。

2.1.2 葉片大小 由表2可見，CCC處理對3個馬鈴薯品種組培苗葉長、葉寬也有一定的抑制作用，且隨CCC使用濃度的增大，葉長、葉寬整體呈下降趨勢;對照處理的SH1、Z3、W1組培苗葉長和葉寬相對最大，分別為2.250、1.242、1.583 cm和1.517、1.125、1.367 cm，CCC濃度為0.27 g/L處理的馬鈴薯品種SH1、Z3、W1組培苗葉長和葉寬相對最小，分別為 1.458、0.833、0.950 cm和1.125、0.683、0.675 cm，較對照分別顯著減小35.20%、32.93%、39.99%和25.84%、39.29%、50.62%（P0.05）。

2.1.3 根長、莖粗 由表2可見，CCC對3個馬鈴薯品種組培苗莖粗、根長有一定影響，但沒有明顯的規律性;除CCC濃度為0.24、0.27 g/L處理的馬鈴薯品種SH1組培苗根長顯著小于對照（P0.05）;各處理的Z3、W1組培苗莖粗相互間差異不顯著，CCC濃度為0.03～0.21 g/L處理Z3組培苗及CCC濃度為0.06、0.24 g/L處理W1組培苗，對其根生長有明顯的促進作用，根長顯著高于對照。

2.2 CCC對馬鈴薯組培苗生長量的影響

2.2.1 整株質量 由表3可見，隨CCC濃度的增大，馬鈴薯組培苗全株鮮、干質量大致呈先增加后降低趨勢，且SH1、Z3組培苗全株鮮、干質量在CCC濃度為0.24～0.27 g/L（高濃度）時趨于穩定，相互間差異不顯著（P>0.05）;SH1組培苗全株鮮質量在CCC處理濃度為0.27 g/L時相對最小，為 0.834 g，與對照相比差異不顯著，在CCC處理濃度為 0.06 g/L 時相對最大，為1.195 g，較對照顯著增加35.33%。

2.2.2 莖葉質量 由表3可見，CCC對馬鈴薯組培苗莖葉鮮、干質量有一定影響，且不同品種呈現出不同的規律性;SH1組培苗莖葉鮮質量在CCC處理濃度為0.27 g/L時相對最小，為0.392 g，較對照顯著降低31.35%（P0.05），顯著低于其他各處理，莖葉干質量隨CCC濃度增大總體呈先增大后減小趨勢，在CCC處理濃度為0.27 g/L時相對最小，為0.071 g，較對照顯著降低20.22%，與CCC處理濃度為0.03、0.24 g/L的相比差異不顯著，在CCC處理濃度為0.15 g/L時相對最大，為0.108 g，較對照顯著增加21.35%，與CCC處理濃度為0.09、0.12 g/L的相比差異不顯著;隨CCC使用濃度的增加，Z3組培苗莖葉鮮、干質量總體呈下降趨勢，對照處理的相對最大，CCC處理濃度為0.24 g/L的相對最小，鮮、干質量分別較對照顯著降低30.50%、30.14%;CCC處理對W1組培苗莖葉鮮、干質量表現出低濃度有促進、高濃度有抑制作用的現象，莖葉鮮、干質量均在CCC處理濃度為0.03 g/L時相對最大，分別較對照顯著增加32.29%、18.07%，在CCC處理濃度為0.27 g/L時最小，分別較對照顯著減小46.29%、19.28%。

2.2.3 根部質量 由表3可見，CCC對馬鈴薯組培苗根鮮、干質量有明顯影響;SH1組培苗根鮮、干質量對照處理的相對最小，分別為0.312、0.021 g，在CCC處理濃度為0.09 g/L時相對最大，分別為0.614、0.031 g，分別較對照顯著增加 96.79%、47.62%（P

2.3 CCC對馬鈴薯組培苗抑制作用的解除

由圖1可見，將CCC處理后的組培苗經第1次繼代培養25 d，SH1組培苗在CCC濃度為0.03～0.09 g/L處理時其生長抑制率與對照相比差異不顯著（P>0.05），說明CCC濃度≤0.09 g/L處理的SH1組培苗經第1次繼代培養其抑制作用即可解除，而其他CCC濃度處理的抑制作用均未完全解除;Z3、W1組培苗在CCC濃度為0.03 ?g/L處理時其生長抑制率與對照相比差異不顯著，說明CCC濃度0.03 g/L處理的這2個馬鈴薯品種組培苗經第1次繼代培養其抑制作用即可解除，而其他CCC濃度處理的抑制作用均未完全解除。由圖2可見，SH1組培苗經第2次繼代培養25 d，CCC濃度為 0.03～0.15 g/L處理的SH1組培苗其生長抑制率與對照相比差異不顯著，CCC濃度≤0.15 g/L處理的SH1組培苗經第2次繼代培養其抑制作用即可解除，而其他CCC濃度處理的抑制作用均未完全解除;同理可見，CCC濃度≤0.09 g/L處理的Z3組培苗經第2次繼代培養其抑制作用即可解除，CCC濃度≤0.12 g/L處理的W1組培苗經第2次繼代培養其抑制作用即可解除，而其他CCC濃度處理的均未完全解除。試驗結果表明，CCC處理的3個馬鈴薯組培苗經3次繼代培養，各處理生長抑制率與對照無差異，說明在試驗最大濃度范圍內，CCC處理的組培苗經3次繼代培養其抑制作用即可解除。

3 結論與討論

楊喜珍研究認為，適當濃度的矮壯素（CCC）應用于春薯5號組培苗生產，可以有效降低其生長量[8]。艾辛等研究表明，適宜濃度的CCC可有效延長組培苗的培養時間，可應用于馬鈴薯種質資源的保存和生長調控[9-10]。本試驗結果表明，矮壯素處理可明顯抑制SH1、Z3、W1馬鈴薯組培苗的生長，隨CCC濃度的增大，3個馬鈴薯品種的株高、葉片大小及品種Z3莖葉干鮮質量總體呈下降趨勢，而株高的降低可有效提高組培瓶空間利用效率，物質積累的降低說明營養消耗減少，進而可以延長組培瓶、培養基的使用時間;CCC處理的SH1、Z3、W1組培苗經不添加CCC的培養基繼代培養3次，CCC對組培苗的抑制作用可完全解除，這為馬鈴薯種質資源保存期的延長提供了可能。須補充說明的是，3個不同基因型馬鈴薯組培苗生長對CCC的響應存在一定差異，可能是由于CCC通過抑制赤霉素的合成來抑制植株的伸長[11]，而不同基因型馬鈴薯的赤霉素合成途徑不同[9，12]。

目前，對馬鈴薯應用CCC的研究主要集中在對植株、組培苗[11，13-15]的抑制、促壯作用等方面，對CCC處理的組培苗其抑制作用解除研究相對較少。本研究表明，經CCC處理的馬鈴薯組培苗，在不添加CCC的培養基上第1次繼代培養，CCC濃度≤0.09 g/L處理的SH1組培苗、CCC濃度≤0.03 g/L 處理的Z3、W1組培苗，其抑制作用可解除，組培苗可正常生長;經第2次繼代培養，CCC濃度≤0.15 g/L處理的SH1組培苗、CCC濃度≤0.09 g/L處理的Z3組培苗及CCC濃度≤0.12 g/L處理的W1組培苗，其抑制作用可解除，組培苗可正常生長;經第3次繼代培養，在試驗濃度范圍內，3個馬鈴薯品種組培苗均可恢復生長。

綜合而言，SH1、Z3、W1這3個馬鈴薯品種在進行組織培養保存時，CCC推薦處理濃度分別為0.09、0.03、0.03 g/L，既可有效控長，又可在不添加CCC的繼代培養中解除抑制，以便更好地銜接生產。參考文獻：

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