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矮壮素与多效唑对马铃薯试管苗生长的影响

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马铃薯(Solanum tuberosumL.)是一种无性繁殖的作物,在大田种植易受病毒侵染而引起种性退化,导致产量及品质下降。我国从20世纪70年代开始建立了马铃薯脱毒及种薯生产体系,利用植物组织培养技术生产大量的脱毒组培苗,并进一步在网室内生产马铃薯脱毒种薯,此项技术在解决种薯种性退化方面取得了较好的成效,并获得了重大经济效益。

马铃薯试管苗在反复继代过程中脱毒试管苗常常出现严重的徒长现象,表现为苗的生长势减弱、节间距过长,叶片小、颜色淡,营养成分积累明显不足,不仅降低了繁殖倍数,而且影响移栽成活率和降低微型薯的生产潜力,甚至会产生变异苗 。本研究将矮壮素和多效唑应用于脱毒马铃薯的试管苗繁殖中,研究了二者对马铃薯试管苗生长、器官发生、种质保存及生根的影响,为探索高产量、高品质、高效率和低成本的马铃薯脱毒试管苗调控生产技术提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为连续培养30代的脱毒马铃薯品种克新13号试管。

1.2 培养基的配制

以 MS 为基本培养基,琼脂用量7g/L,蔗糖30g/L, pH值调至5.8,250mL 的培养瓶倒入50 mL培养基, 培养基采用常规灭菌。培养基中分别添加矮壮素(5、10、15、20mgl/L),多效唑(0.05、0.1、0.15、0.2 mg/L),以不添加任何矮化剂作为对照。

1.3 接种

选取生长比较一致的脱毒马铃薯试管苗,采用带一个叶片的单节茎段,将茎段插在培养基上,腋芽朝上,每个处理 6 瓶,每瓶接种 20个茎段,全部试验共设 3 次重复。

1.4 培养条件

将接种好的培养瓶移入培养室,培养室温度控制在 24~26℃,湿度 65% ~80%,光照 3 000 lx,光照时间 16 h。

1.5观察记录

于培养后 10、20、30 d 统计株高和新生丛生芽数量并作分析接种后 30 d 统计试管苗生长情况,继续培养以统计最长保存时间。每隔 10 d 测量试管苗的植株高度、节间距、叶片数、根数和根长,测量结果取其算术平均值。

2 结果与分析

2.1矮壮素和多效唑对马铃薯试管苗生长效应的影响

在加入不同浓度的多效唑和矮壮素的培养基中,克新13号试管苗均表现出不同的生长效应,从表2-1可以看出,矮壮素和多效唑能有效抑制马铃薯试管苗的腋芽萌发,推迟腋生枝条萌发的时间,使试管苗茎段加粗,叶片数量增多, 叶色浓绿,叶片变宽而加厚,且随浓度的增加,株高明显变矮,节间距逐渐缩短。但高浓度矮壮素和多效唑对试管苗的抑制作用过于强烈,当矮壮素的浓度达到20mg/L,多效唑的浓度达到0.2mg/L时,试管苗株高生长被严重抑制,叶片反卷,基部叶片黄化并逐渐脱落。

不同浓度矮壮素和多效唑处理对试管苗增殖所带来的效应差异显著。在添加10 mg/L的矮壮素培养基中,试管苗可用繁殖节数增加42.9%,在添加0.1mg/L的多效唑培养基中,试管苗可用繁殖节数增加28.6%,因此在培养基中添加10 mg/L的矮壮素或0.1mg/L的多效唑可以获得增殖和复壮双重效果。

2.2 矮壮素和多效唑对马铃薯试管苗生根的影响

由表2-2可以看出,随着矮壮素和多效唑浓度增加和作用时间的延长,克新13号试管苗的生根率和根长表现出明显的变化。对照植株的生根率为96%,当添加低浓度的矮壮素或多效唑时植株的生根率可达到100%,当添加高浓度的矮壮素或多效唑时,试管苗的生根率受到抑制开始下降。对照植株平均根长为 6.12 cm,在含有 5、10、15、20mg/L 矮壮素培养基中培养 30 d 时,其平均根长分别为对照组的 0.88、0.71、0.5、0.41 倍。在含 0.05、0.1、0.15、0.2mg / L 多效唑培养基中培养 30 d 时,其平均根长分别是对照组的0.85、0.67、0.44、0.33。试验结果显示,随着矮壮素和多效唑浓度的增大,根长变短,每株根数呈现现增加后减少的趋势,因此在培养基中添加。10 mg/L的矮壮素或0.1mg/L的多效唑可以使试管苗根系密集、粗短,有利于移栽。

3 讨论

矮壮素是一种植物生长延缓剂,对马铃薯的株高有明显的抑制效果, 使作物矮化, 促进作物的横向生长, 可使茎段加粗, 叶变厚。在马铃薯试管苗切段快繁中,矮壮素能有效的抑制腋芽的萌发, 避免试管苗的不正常生长。使植株的间节缩短、矮壮并抗倒伏,促进叶片颜色加深,使光合作用加强,提高植株的坐果率、抗旱性、抗寒性和抗盐碱的能力。多效唑是内源赤霉素合成的抑制剂,可提高植物吲哚乙酸氧化酶的活性,降低植物体内源1AA 的水平。减弱顶端生长优势,植物外观表现矮壮多蘖、叶色浓绿、根系发达。

(作者单位:150100黑龙江省双城市农业技术推广中心、双城市希勤乡农业综合服务站)