無硝酸銨的改良MS培養基對馬鈴薯組培苗快繁的影響

劉麗芳 鄒雪 丁凡 余韓開宗 陳年偉 饒莉萍

摘要：馬鈴薯組培苗快繁生產中，因硝酸銨受管控，迫切需要找到硝酸銨的良好替代物。以2個馬鈴薯品種為試驗材料，采用（NH4）2SO4、KNO3替代NH4NO3的改良MS培養基配方，研究其對馬鈴薯組培苗生長的影響。結果表明：在（NH4）2SO4單獨替代NH4NO3的MS培養基中，2個馬鈴薯品種的組培苗均表現莖葉、根鮮重顯著減少；在KNO3單獨替代NH4NO3 的MS培養基中，2個馬鈴薯品種的組培苗均出現不同程度黃葉、矮小現象；而在（NH4）2SO4、KNO3混合替代NH4NO3 的MS培養基中，馬鈴薯組培苗均能生長正常，其組培苗快繁適宜的硝酸銨替代方案為1.36 g·L-1 （NH4）2SO4 +1.04～2.08 g·L-1KNO3。

關鍵詞：硫酸銨；硝酸鉀；硝酸銨；馬鈴薯；快繁；MS培養基

中圖分類號：S532? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-5774（2023）01-0049-05

Effect of Modified MS Medium without Ammonium Nitrate on Rapid Propagation of Potato Tissue Culture Seedlings

Liu Lifang，Zou Xue，Ding Fan，Yu-Han Kaizong，Chen Nianwei，Rao Liping

（Mianyang Academy of Agricultural Sciences，Mianyang，Sichuan 621023，China）

Abstract：In the production of rapid propagation of potato tissue culture seedlings，there is an urgent need to find a good alternative to ammonium nitrate due to the controlled use of ammonium nitrate. In this study，two potato varieties were used as materials to study the effects of different modified MS formulas in which （NH4）2SO4 and KNO3 were used as substitute to NH4NO3 on growth of potato tissue culture seedlings. The results showed that fresh weight of stem，leaf and root of seedlings significantly decreased in MS medium with （NH4）2SO4 as substitute to NH4NO3；seedlings showed yellow leaves and dwarf plant in MS medium with KNO3 as substitute to NH4NO3；seedlings grew up regularly in MS medium with （NH4）2SO4 and KNO3 as substitute to NH4NO3. It is a suitable plan that 1.36 g·L-1（NH4）2SO4 and 1.04～2.08 g·L-1 KNO3 were used as substitute to NH4NO3.

Key words：Ammonium sulfate；Potassium nitrate；Ammonium nitrate；Potato；Rapid propagation；MS medium

MS培養基是馬鈴薯組培苗快繁生產中普遍使用的培養基，硝酸銨是MS主要成分之一。由于硝酸銨是工業制造炸藥的原料，在高溫等特定環境下易爆炸，生產和銷售受到嚴格管控，購買難度很大［1］。目前在蘋果、草莓、葡萄、天胡荽、山豆根等植物的組織培養中，發現可以采用硫酸銨、尿素、氯化銨、碳酸氫氨等物質替代硝酸銨［2-5］ 。硫酸銨化學性質穩定，能水解出NH4+ 、SO42-，既能為不定芽提供氮素營養，又不會給大量元素母液增加新元素，是硫酸銨的良好替代物［2，3］。但不同植物對硫酸銨的適應性及適宜濃度存在較大差異，如火焰南天竹、山豆根等植物不適宜在硫酸銨代替硝酸銨的培養基中生長［4，5］。同時也有研究表明，高濃度NH4+ 對植物根系有抑制作用［6，7］。馬鈴薯上已有氯化鉀、硝酸鈣替代硝酸銨的相關研究，但鮮見用硫酸銨作為替代物的相關報道［8］。本試驗以兩個不同類型馬鈴薯品種為材料，研究不同硝酸銨替代物對馬鈴薯快繁的影響，旨在為生產提供可選方案。

1 材料與方法

1.1供試材料

供試材料為馬鈴薯脫毒組培苗，分別是紫皮紫肉品種‘綿紫芋1號和黃皮黃肉品種‘綿芋1號，均為綿陽市農業科學研究院自主選育品種，由綿陽市農業科學研究院生物中心提供。

1.2方法

1.2.1馬鈴薯快繁培養基配制

試驗設計6個處理，以常規MS培養基為對照（CK），以不含NH4NO3的MS培養基為基本培養基、添加不同NH4NO3替代物或替代物組合，研究其對馬鈴薯組培快繁的影響，替代物的添加量見表1。每個處理10瓶，接種密度為每瓶5株，每株為帶兩個莖節的馬鈴薯。

1.2.2培養條件

所有的培養基均附加白糖30 g·L-1、卡拉膠5g·L-1，pH值5.8。培養基在121℃條件下滅菌20 min。培養溫度為（25±2）℃，光照強度為2 500 Lx，光照時間為16 h·d-1。

1.3數據分析

組培苗在培養30d后，每個處理隨機抽取3瓶，統計調查組培苗主要形態指標，包括株高、莖粗、莖葉鮮重、根鮮重、根冠比（R/T值）、葉色等。數據分析采用Excel 2007和DPS 14.5軟件進行。

2 結果與分析

2.1不同培養基對組培苗鮮重、R/T值及葉色的影響

兩個馬鈴薯品種的組培苗在不同培養基中的生長存在顯著差異（表2和圖1）。‘綿紫芋1號的根鮮重隨KNO3用量的增加而增加，T4處理達最高值4.68 g，顯著高于其他處理；在相同KNO3用量條件下，無NH4+處理（T5）比有NH4+ 處理（T3）的根鮮重顯著增加。無NH4+的T4處理、T5處理的R/T值顯著高于CK。而‘綿芋1號的根鮮重隨KNO3用量的增加呈先增后降的趨勢，T3處理達最高值為1.39 g。T2處理中，‘綿紫芋1號的莖葉鮮重、根鮮重、植株鮮重及R/T值均與CK無顯著差異，而‘綿芋1號的莖葉鮮重、根鮮重、植株鮮重及R/T值均顯著低于CK?！d芋1號的根系生長對NH4+較敏感，無NH4+ 的T4、T5處理的R/T值顯著低于CK。此外，兩個品種的T1處理的莖葉鮮重、根鮮重、植株鮮重均顯著低于CK，T4、T5處理較CK的莖葉發黃。

2.2 不同培養基對組培苗株高的影響

與CK比，T1處理明顯抑制兩個馬鈴薯品種組培苗的株高?！d紫芋1號在T2處理中的株高最大，為15.7 cm，但與CK的差異不顯著；各處理間隨KNO3用量增加，株高有不同程度下降（圖2）?！d芋1號在T1處理中的株高最矮，為8.3 cm；在CK中的株高最高，為12.9 cm，但與T2處理的差異不顯著；不同KNO3用量對‘綿芋1號株高的影響不顯著。兩個品種在T4、T5處理中的株高均顯著低于CK。

2.3 不同培養基對組培苗莖粗的影響

‘綿紫芋1號在T1處理中的莖粗值最小，為1.01 mm，明顯低于其他處理組；且其他處理組間的莖粗均無顯著差異?！d芋1號在T1處理組中莖粗達最高值，為2.06 mm，明顯高于與其他處理組；其次為T5處理組的莖粗（1.86 mm），但其與CK組的莖粗無顯著差異。

3結論與討論

兩個馬鈴薯品種在T1處理培養基中均表現為根系和莖葉生長弱、植株黃化，故T1處理不適宜馬鈴薯擴繁；經T4、T5處理培養的植株均黃化、矮小，亦不適宜馬鈴薯擴繁。兩個品種組培苗經T2、T3處理后長勢有差異，但植株長勢均正常。經T2處理后，‘綿紫芋1號的植株鮮重、R/T值及株高均與CK無顯著差異，苗長勢與CK相當，這可能與T2處理采用KNO3補充NO3-，并增加了K+有關；‘綿芋1號的植株鮮重、R/T值顯著低于CK，主要體現在根減少、莖稈變細，但莖節長度變化不明顯，不影響擴繁效率。越來越多的研究表明，植物的生長發育受不同形態氮素的調控，混合氮源比單一形態的硝態氮或銨態氮更有利于植物的生長［7-9］，本研究結果也證實了此觀點。綜合組培苗長勢，馬鈴薯快繁中NH4NO3的適宜替代方案為1.36 g·L-1 （NH4）2SO4 +1.04～2.08 g·L-1 KNO3。

喬云發等［7］的研究表明，硝態氮促進植物側根的發生，增加根系長度，從而增加根系生長量；而銨態氮對作物根系有一定毒害作用，降低了生物量。本研究發現，NO3-濃度過低，顯著影響兩個馬鈴薯品種根系的生長：但NH4+濃度過低僅影響‘綿芋1號的生長，表明不同的馬鈴薯品種的適宜NH4+ / NO3-有較大差異。這與其他植物具有不同適宜的NH4+ / NO3-的研究結果一致，如巴西香蕉為1090，甘薯為12，烤煙為2575［9-12］，同一作物不同品種間的差異鮮見報道。生產上，不同馬鈴薯品種在MS培養基中進行組培快繁的效果差異較大。今后研究不同馬鈴薯品種適宜的NH4+ / NO3-，再據此調整培養基配方，也是解決這一問題的有效途徑。

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（責任編輯：馮新）