Ca（NO3）2对马铃薯脱毒试管苗生长的影响

吕金凤，辛建华

（石河子大学农学院园艺系，新疆石河子，832000）

马铃薯（Solanum tuberosumL.）是重要的粮菜兼用农作物，富含淀粉、蛋白质和少量脂肪，还含有维生素 B、C 和 N、P、K、Ca、Mg、Fe等多种矿质元素，是一种营养保健食品。它具有生长期短、产量高、适应性强，产量高的特点而被广泛种植[1]。采用茎尖组织培养技术生产脱毒种薯是防治马铃薯病毒病最经济有效的方法，目前已经在农业生产中广泛应用并走向工业化，取得了巨大的经济和社会效益。马铃薯试管苗培养是进行试管薯诱导和脱毒试管苗技术的基础，但由于培养过程中需进行反复继代培养，人工控制的生长条件波动性比较大，因此马铃薯脱毒试管苗常常出现生长过旺现象，具体表现为徒长、根细长、苗细弱、节间距长、节数少、叶柄较长、叶片小且薄、数量少、叶色淡，这种试管苗不仅影响到下一代扩繁，而且严重影响移栽成活率和结薯率[2]。为此脱毒试管苗的生产扩繁是马铃薯繁育体系中极其关键的环节之一，但目前的研究主要局限于单因素，如固定物、激素、碳源及水分等对试管苗生长的影响。钙是作物生长发育必需的营养元素，钙在维持细胞壁结构和细胞膜的完整性方面具有重要的作用。另外，钙也是重要的信号分子，是植物生长发育的重要调节因子[3～4]，又是作物代谢的重要调控者。钙对蛋白质的合成、对碳水化合物的输送，以及对蔬菜体内有机酸的中和等都起着很大的作用[5]，在马铃薯生长发育过程中补钙[6]，不仅可减少地下茎的发生数量，促进主茎增粗，减少块茎形成的数量，增加商品产量，而且可以增加块茎内钙的含量，延长块茎的贮藏期[7～8]。本试验通过研究在MS培养基中添加不同浓度的Ca（NO3）2对试管苗生长的影响，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

试验材料为脱毒马铃薯品种尤金，脱毒试管苗由石河子大学园艺系组织培养实验室提供。

1.2 试验方法

培养基为 MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.01 mg/L+琼脂 0.6%+蔗糖 3%+不同浓度的 Ca（NO3）2处理（pH值5.8），Ca（NO3）2浓度为：处理 1：0 mmol/L；处理 2：5 mmol/L；处理 3：10 mmol/L；处理 4：15 mmol/L；处理5：20 mmol/L。各处理培养基用无离子水配制，分装入50 mL三角瓶中，每个处理15瓶，经高压灭菌20 min，取出放到无菌室冷却备用。选继代培养30 d的带6～8片叶的脱毒苗在无菌条件下剪成带1片腋芽的茎段植入培养基中，每瓶5株。接种后7，14，21，28 d分别从每处理中随机抽取3瓶测量，并记录试管苗有效茎节数、株高、茎粗、鲜质量、干质量、根数、叶片数，使用SPSS 16.0分析软件，用新复极差法进行方差分析。

1.3 培养条件

培养光强 4 000 lx，光照 12 h/d，温度（26±2）℃。

2 结果与分析

2.1 Ca（NO3）2对试管苗有效茎节数的影响

由表1可以看出，随钙浓度的增加，各处理试管苗的有效茎节数也随之增加，处理2，3，4，5与处理1（即CK）相比在7 d时分别提高了25%，36%，52%，41%； 在 14 d 时分别提高了 12.3%，19.6%，95.4%，92.7%；在 21 d 时分别提高了 8.6%，39.1%，169%，128%；在 28 d 时分别提高了 13.5%，21.7%，90.7%，90.4%。

结果表明，各处理对试管苗的有效茎节数均有促进作用， 在 0～15 mmol/L 的 Ca （NO3）2浓度范围内，试管苗的有效茎节数随Ca（NO3）2浓度增加而增加，在 15～20 mmol/L 的 Ca（NO3）2浓度范围内有效茎节数有所下降，但仍要优于10 mmol/L，所以15 mmol/L的Ca（NO3）2浓度是对马铃薯品种尤金脱毒试管苗有效茎节数最有利的，其次是20 mmol/L和10 mmol/L，CK的表现最差。在7 d时各处理的有效茎节数差异不明显，在 14 ，21，28 d时，处理 4，5的有效茎节数较处理1（CK）差异显著，分别达到了95.4%，169%和 90.7%，并且 21 d 较 14 d 时增长较快 （1.4～2.7 节），28 d 较 21 d 增长变慢 （0.5～1.0节），说明在试管苗的有效茎节数方面，21 d时达到生长高峰。

2.2 Ca（NO3）2对试管苗株高的影响

由表2可以看出，随钙浓度的增加，各处理的试管苗株高也随之增加，处理 2、3、4、5比处理 1（即CK）在 7 d 时分别提高了 10.7%，26.7%，36%，32%；在 14 d 分别提高了 46.7%，55.3%，143.3%，104%；在 21 d 时 分 别 提 高 了 16.4% ，51.4% ，183.2% ，153.6% ； 在 28 d 分 别 提 高 了 1.97% ，3.93% ，154.51%，142.42%。

表1 不同浓度的Ca（NO3）2对试管苗有效茎节数、株高、茎粗的影响

结果表明，不同浓度的 Ca（NO3）2处理对脱毒试管苗株高生长均有一定的促进作用，在0～15 mmol/L 的 Ca（NO3）2浓度范围内，试管苗的株高随Ca （NO3）2浓度增加而增加， 在 15～20 mmol/L 的Ca（NO3）2浓度范围内有所下降，但仍要优于10 mmol/L，所以 15 mmol/L 的 Ca（NO3）2浓度是对马铃薯尤金脱毒试管苗株高生长最有利的，其次是20 mmol/L和10 mmol/L，CK的表现最差。各处理在7 d时差异均不明显，从14 d开始，各处理的株高出现差异。 在14 d，21 d，28 d，处理 1，2，3 与处理 4，5 差异较显著；处理4的表现要优于处理5；7，14 d时生长较慢，21 d时生长较快，28 d时生长变慢，即15 mmol/L的Ca（NO3）2浓度对马铃薯品种尤金脱毒试管苗的株高生长最有利，21 d时试管苗的株高生长达到高峰。

表2 不同浓度的Ca（NO3）2对试管苗鲜质量、干质量的影响

表3 不同浓度的Ca（NO3）2对试管苗根数、叶片数的影响

2.3 Ca（NO3）2对试管苗茎粗的影响

由表1可以看出，随钙浓度的增加，各处理试管苗茎粗也随之增加，在7 d时处理2，3，4，5比处理1（即 CK）分别提高了 26.7%，26.7%，21.7%，8.3%；在14 d时分别提高了33.3%，34.8%，18.2%，10.6%；在21 d时分别提高了 8.6%，20%，50%，45.7%；在 28 d时分别提高了 10.8%，21.6%，51.4%，41.9%。

结果表明，不同浓度的Ca（NO3）2处理对试管苗的茎粗也有一定的影响，在生长的初期即7 d和14 d时，各处理差异不显著；21 d时各处理开始出现显著差异，处理 4、5要显著优于处理 1（即CK）；28 d时各处理的平均茎粗值为处理4＞处理5＞处理2＞处理 3＞处理 1，说明 15 mmol/L 的 Ca（NO3）2浓度对马铃薯品种尤金脱毒试管苗的茎粗有利，其次为20 mmol/L。但28 d时各处理较21 d时各处理增长减缓。

2.4 Ca（NO3）2对试管苗干鲜质量的影响

由表2可以看出，随钙浓度的增加，各处理试管苗鲜质量也随之增加，在7 d时处理2，3，4，5比处理 1（即 CK）分别提高了 12.3%，20.5%，26.7%，15.1%；在14 d分别提高了11.9%，15.6%，109.4%，107.2%；在21 d分别提高了10.5%，15.6%，79.7%，79.7%；在28 d时分别提高了 2.2%，58.4%，365.4%，172.4%。各处理试管苗的干质量与鲜质量表现类似，随钙浓度的增加也呈现增加的趋势，在7 d时处理2，3，4，5 比处理 1（即 CK）分别提高了5.9%，23.5%，29.4%，11.8%；在 14 d分别提高了 50%，95.8%，104.2%，120.8%；在 21 d分别提高了 26.2%，71.4%，80.9%，69.0%；在 28 d分别提高了4.8%，22.2%，46.0%，36.5%。

结果表明，不同浓度的Ca（NO3）2处理对试管苗的干质量和鲜质量也有一定的促进作用。在7 d时各处理差异不大，在14 d和21 d时，试管苗的鲜质量和干质量均表现为处理4、5显著大于处理 1、2、3；28 d 时鲜质量除处理1与处理2差异不显著外，其余处理间差异均显著；干质量处理4，5显著大于处理1，2，3；其余处理间差异不显著。说明15 mmol/L的Ca（NO3）2浓度对马铃薯品种尤金脱毒试管苗的干鲜质量的影响是有利的，其次为20 mmol/L。

2.5 Ca（NO3）2对试管苗根数的影响

由表3可以看出，随钙浓度的增加，各处理试管苗根数也呈现增多的趋势，在7 d时处理2，3，4，5 比处理 1（即 CK）分别提高了 0，0，57.6%，42.4%；在14 d分别提高了0，103%，406%，606%；在 21 d时分别提高了 54.7%，94.2%，365.1%，327.9%；在 28 d时分别提高了 25.6%，50.4%，225.6%，199.2%。

结果表明，不同浓度的Ca（NO3）2处理对试管苗的根数有一定的影响。各处理在7 d时差异不显著，14 d时处理4，5与处理1，2差异显著，处理3与处理1，2，4差异不显著，与处理5差异显著；21 d时平均根数除处理4与5、处理2与3差异不显著外，其余处理间差异显著；28 d时处理1、2、3与4、5差异显著。处理4、5在21 d和28 d时根数均显著多于处理1；28 d与21 d各处理相比根数增长不大。 说明 15，20 mmol/L 的 Ca（NO3）2浓度对马铃薯品种尤金脱毒试管苗的根数有利，15 mmol/L要优于20 mmol/L。

2.6 对试管苗叶片数的影响

由表3可以看出，随钙浓度的增加，各处理试管苗叶片数也呈现增多的趋势，在7 d时处理2，3，4，5 比处理 1 （即 CK） 分别提高了 14.6%，28.8%，28.8%，14.6%；在 14 d 时分别提高了 7.9%，7.9% ，130.9% ，84.8% ； 在 21 d 时 分 别 提 高 了17.6%，46.9%，194%，162.6%；在 28 d 时分别提高了 11.6%，58.7%，119.8%，111.6%。

结果表明，培养基中加入不同浓度的Ca（NO3）2处理对试管苗的叶片数产生一定的影响。在7 d时各处理的叶片数差异不明显，在14 d、21 d、28 d三个时期处理4、5的叶片数要显著多于处理1、2、3，处理4（即15 mmol/L）的叶片数在这三个时期均优于处理5，但与处理5差异不显著。

3 结论

试验结果表明，培养基中添加不同Ca（NO3）2处理后，处理4、5有效茎节数、株高、干鲜质量、根数、叶片数 6个指标均与处理 1、2、3在 14 d、21 d、28 d时有显著差异，而茎粗在21 d和28 d时处理4、5与处理1、2、3有显著差异。说明适当提高培养基中的钙离子浓度有利于试管苗的生长，这与前人的研究结果[9～10]相似，但由于马铃薯的种间差异，适宜的钙离子浓度也会有差异。虽然处理4与处理5各指标差异不明显，但各个指标的均值处理4均要大于处理5， 即15 mmol/L的 Ca（NO3）2处理要优于20 mmol/L的处理。因此，在培养基中添加15 mmol/L的Ca（NO3）2对马铃薯尤金试管苗的增殖壮苗有重要作用。

各处理在7 d时差异均不明显，到14 d时开始表现差异，并在14～21 d这段时间迅速生长，21～28 d生长减缓，表现试管苗的生长趋势为慢-快-慢。因此，在21 d左右时即可进行扩繁，缩短继代周期。

综上所述，培养基中加入15 mmol/L的Ca（NO3）2对马铃薯试管苗的生长具有显著的促进作用，因此，在培养基中加入钙来促进马铃薯脱毒试管苗生长是完全可行的。方法简便易行，只需在配制培养基时加入即可。但由于马铃薯的品种、产地不同，其有效的钙种类和浓度也可能不同，所以，该试验结果和方法仅供参考，具体使用时，为避免以上原因带来的差异，最好针对特定马铃薯品种研究相应浓度配方，做预备试验加以检验。

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