活性炭对马铃薯组培苗生长的影响研究

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摘要 以马铃薯荷薯15 的茎尖及组培苗为试材，研究活性炭添加量对组培苗生长状况的影响。结果表明：在MS固体培养基中，活性炭添加量为0.10%时显著促进马铃薯的诱导，诱导率高达85.3%。活性炭添加量为0.20%时，能够显著促进马铃薯的增殖和壮苗，能够显著促进马铃薯的生根，繁殖系数达到8.7，生根率达到94.8%。

关键词 马铃薯；活性炭；茎尖；组培苗

中图分类号 S532 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）06-0099-02

Study on Effect of Activated Carbon on the Growth of Tissue Culture Seedling of Potatoes

DONG Jing-chao

（Liaoning Institute of Sandyland Improvement and Utilization，Fuxin Liaoning 123000）

Abstract Taking Holland potato 15 ′s stem tip and tissue culture seedling as experimental materials，effects of activated carbon addition amount on the growth were studied.The results showed that in MS solid medium，activated carbon with the 0.10% additive amount significantly promoted potato induction，the induction rate was up to 85.3%.Activated carbon with the 0.2% additive amount could significantly promote the proliferation and growth of potato，promote potato′s rooting，the propagation coefficient reached 8.7，the rooting rate reached 94.8%.

Key words potato；activated carbon；stem tip；tissue culture seedling

马铃薯（Solanum tuberosum）又名土豆（potato），多年生草本，茄科茄属植物多年生草本。其地下块茎可供食用，是重要的粮食、蔬菜兼用作物。马铃薯的营养价值很高，含有丰富的VA、VC以及矿物质，优质淀粉含量约为16.5%，还含有大量木质素等，被称为人类的“第二面包”。其所含的维生素是胡萝卜的2倍、大白菜的3倍、西红柿的4倍，VC含量为蔬菜之最[1]。马铃薯营养丰富，是抗衰老的食物之一。马铃薯对调解消化不良有特效，是胃病和心脏病患者的良药及优质保健品。随着农业产业结构的调整和国内外马铃薯加工产业的不断发展壮大，对马铃薯的需求也逐渐增多，因此优质马铃薯的生产势在必行。但在马铃薯生产中，由于病毒病危害，导致品种退化，难以留种[2]，而利用组织培养的方法进行茎尖脱毒是提供优质种薯的可靠办法。目前活性炭在马铃薯上应用较少，该试验以荷薯15为例，在诱导、壮苗、生根培养基中添加不同量的活性炭，试图揭示活性炭在马铃薯组织培养中的作用和机理，达到短时间获得较高的繁殖倍数，并获得优质的生产原原种的目的。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验在辽宁省风沙地改良利用研究所生态农业试验室和园区进行，试验材料为采用荷薯15的茎尖进行培养的不同状态的组培苗。

1.2 试验方法

1.2.1 活性炭对马铃薯茎尖诱导的影响试验。入选马铃薯经催芽后，将丛芽分割成单个芽，用流水冲洗30 s，在超净工作台上用70%乙醇浸泡30 s，并用0.1%升汞消毒3～5 min，再用无菌水反复冲洗3～4次，在40倍显微镜下剥取带2个叶原基0.1～0.3 mm大小的茎尖，接种于pH值为5.8、MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.2 mg/L+琼脂5 mg/L+蔗糖25 mg/L的诱导培养基中，进行以下处理：分别向培养基中添加0（CK）、0.05%、0.10%、0.20%的活性炭，每个处理30瓶，每瓶1株。培养室温度为（22±1）℃，光照2 000 lx，光照15 h/d。30 d后统计各浓度活性炭对茎尖诱导的影响。

1.2.2 活性炭对马铃薯组培苗增殖和壮苗的影响试验。将分化的基础苗剪成1节1叶的短枝（顶芽带1～2片展开叶片），分别接种于pH值为5.8、MS+琼脂5 mg/L+蔗糖25 mg/L的增殖和壮苗培养基中，进行以下处理，分别向培养基中添加0（CK）、0.05%、0.10%、0.20%的活性炭，每个处理30瓶，每瓶2段。培养室温度为（22±1）℃，光照强度2 000 lx，光照时间15 h/d。30 d后统计各浓度活性炭对组培苗增殖和壮苗的影响。

1.2.3 活性炭对马铃薯组培苗生根的影响试验。对长势基本一致的无根试管苗剪成1节1叶的短枝（顶芽带1～2片展开叶片），分别接种于pH值为5.8、MS+琼脂5 mg/L+蔗糖25 mg/L的生根培养基中，进行以下处理，分别向培养基中添加0（CK）、0.05%、0.10%、0.20%的活性炭，每个处理30瓶，每瓶1株。培养室温度为（22±1）℃，光照强度2 000 lx，光照时间15 h/d。30 d后统计各浓度活性炭对组培苗生根的影响。

2 结果与分析

2.1 活性炭对马铃薯茎尖诱导的影响

由表1可以看出，适当添加不同浓度活性炭可提高茎尖诱导率。当活性炭浓度在0.05%、0.10%时，诱导率均高于CK，株高到2.5 cm的时间均缩短。当活性炭浓度在0.10%时诱导率最高，达到85.3%，并显著高于CK，株高长到2.5 cm时所用时间最短，比CK提前10 d。当活性炭达到0.20%时，诱导率低于CK，株高到2.5 cm时所用时间比CK增加4 d。由此可以看出，适量的活性炭能够防止外植体褐变和有害物质的积累，但活性炭浓度过高可能会产生抑制作用，阻碍了茎尖的生长发育，从而导致诱导率下降。

2.2 活性炭对马铃薯组培苗增殖和壮苗的影响

由表2可以看出，添加活性炭处理均能提高组培苗的增殖系数和起到良好的壮苗效果，随着继代时间和继代次数的增加，组培苗生长势也在退化，壮苗也显得尤为重要。当活性炭添加量为0.20%时，增殖系数最高，并且显著高于CK，组培苗叶片深绿、茎粗，生长最健壮。活性炭添加量为0.10%时，增殖系数和生长状况与添加0.20%非常接近，所以活性炭浓度为0.10%～0.20%时，均能明显达到增殖和壮苗的目的。

2.3 活性炭对马铃薯组培苗生根的影响

由表3可以看出，添加活性炭处理均比CK缩短生根时间、增加根数，并提高生根率。当活性炭添加量在0.20%时，生根率和根数均最高，生根率达到94.8%，显著高于CK，生根时间最短，比CK短11 d。活性炭添加量为0.10%与0.20%的添加量相比，生根率相同，生根时间和根数很接近，差别很小。所以活性炭浓度为0.10%～0.20%时，均能明显促进组培苗的生根。

3 结论与讨论

以马铃薯荷薯15茎尖及组培苗为试材，可以看出在MS固体培养基中添加适量活性炭，可以促进马铃薯组培苗诱导、增殖和壮苗以及生根，是解决马铃薯品种退化、加速品种繁育进程的有效方法。通常认为，外植体生长过程中，其生长代谢会分泌多酚化合物，氧化后在培养基中形成褐色的醌类物质，对外植体有毒害作用，抑制了外植体的生长[3]，此外，培养基经过高压高温处理后，其中一些营养成分如蔗糖会产生5-羟基糠醛，也会抑制外植体的生长[4]。而活性炭的作用就是能够吸附外植体自身和培养基中释放的有害代谢物，减少褐变，从而有利于诱导和增殖，并且活性炭创造的黑暗环境也有利于根的诱导和根系的生长。但也有报道说，活性炭还具有吸附培养基中的生长调节物质[5]，只有生长素浓度大时才能同时发挥作用。

试验过程中发现，在荷薯15不同生长阶段添加活性炭可以促进早分化、早长苗、早发根，未出现产生抑制生长调节物质发挥作用的现象。由此可以看出，促进作用不可忽视，但要注意适当的浓度，过量会削弱琼脂的凝固能力，反而会起到抑制的作用。所以活性炭在不同马铃薯品种组织培养各阶段中使用与否，使用量多少所产生的积极作用仍处于摸索阶段，对于活性炭的吸附机理和改善外植体褐变情况也有待进一步研究。

4 参考文献

[1] 穆静，郭雪松.高温变性后的马铃薯淀粉在灌肠制品中的应用[J].安徽农业科学，2012，40（6）：3557-3558.

[2] 徐传朝，张夏菊，刘爱君.活性炭对马铃薯试管苗生长和微型薯诱导影响研究[J].中国农业科技导报，2003，5（5）：106-107.

[3] 夏静波，夏平，邱广伟，等.活性炭在马铃薯组织培养中的应用[J].黑龙江农业科学，2011（5）：16.

[4] 刑世岩，梁玉堂，龙庄如.苦楝和臭椿微体快速繁殖[J].植物生理学通讯，1989（2）：59.

[5] 张爱萍.活性炭在植物组织培养中的应用[J].中国果菜，2009（2）：42-43.