马铃薯克新一号脱毒种苗壮苗培养体系的优化

， ， ， ， (.内蒙古农业大学， 呼和浩特 0009； .包头市种子管理站， 内蒙古 包头 0400)

马铃薯克新一号脱毒种苗壮苗培养体系的优化

黄修梅1，惠霖2，刘金泉1，李明1，冯丽1
(1.内蒙古农业大学， 呼和浩特 010019； 2.包头市种子管理站， 内蒙古 包头 014010)

采用正交试验设计法，研究了不同浓度的α-萘乙酸(NAA)、6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)、比久(B 9)和KH2PO4组合对马铃薯品种克新一号脱毒种苗壮苗培养的影响，以探索克新一号脱毒种苗壮苗的生长规律。结果表明：4个因素对株高、有效茎节数和茎粗的影响大小顺序为：NAA>B 9>6-BA>KH2PO4；对根长和根数影响最大的是6-BA。新复极差法显著性测定结果显示，处理9和处理13对各项指标的影响最显著，其中处理13对各项指标的促进作用略高于处理9，表明适合克新一号脱毒种苗壮苗培养的最佳培养基为：MS+0.3 mg/L NAA+5 mg/L B 9+0.3 g/L KH2PO4+3%蔗糖+0.6%琼脂。

马铃薯； 正交设计； 克新一号； 试管苗

2015年，中国启动马铃薯主粮化战略，将马铃薯(SolahumtuberosumL.)作为继水稻、小麦和玉米之后第四主粮。中国是世界最大的马铃薯生产国，但平均单产仅为15 t/hm2，而欧美发达国家平均单产为35～43 t/hm2，病毒积累引起的种薯退化是重要的原因之一，也是限制马铃薯产业发展的瓶颈[1-2]。病毒在细胞水平上侵染马铃薯植株，所以很难用化学药剂防治，目前解决这一问题最有效的途径是利用马铃薯茎尖脱毒组培技术，生产出合格的脱毒种薯，供生产上应用[3]。但是脱毒种苗在扩繁过程中反复继代，常遇到试管苗生长慢、茎细弱等现象[4]，这些现象如何调控还未见系统报道。近年来，已有很多学者对脱毒种苗在光照[5]、大量无机盐浓度[6]、碳源[7]、外源激素[8]等方面进行了大量研究，取得了一定成果。本研究采用正交试验设计法，针对不同浓度的NAA、B 9、6-BA 和KH2PO4组合对克新一号脱毒种苗壮苗培育的影响进行了研究，旨在探索不同组合下脱毒种苗壮苗生长规律，建立克新一号扩繁壮苗的优化培养体系，为马铃薯试管苗缩短继代培养繁殖周期和提高移栽成活率提供参考依据。同时可为完善马铃薯标准化生产体系和马铃薯脱毒种薯大规模工厂化生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为马铃薯品种克新一号脱毒种苗。

1.2 培养基和培养条件

以MS为基础培养基，附加3%蔗糖、0.7%琼脂粉，pH值为5.8，培养温度为(25±2)℃，光照强度 2 000～2 500 lx，光照时间16 h/d。

1.3 试验设计

表1 正交试验设计

试验处理组合A(NAA)(mg/L)B(6⁃BA)(mg/L)C(B9)(mg/L)D(KH2PO4)(g/L)1A1B1C4D200150．12A1B2C3D301100．23A1B3C1D40200．34A1B4C2D103505A2B1C3D10．101006A2B2C4D40．11150．37A2B3C2D30．1250．28A2B4C1D20．1300．19A3B1C1D30．2000．210A3B2C2D20．2150．111A3B3C4D10．2215012A3B4C3D40．23100．313A4B1C2D40．3050．314A4B2C1D10．310015A4B3C3D20．32100．116A4B4C4D30．33150．2

选用同一批次、长势相同的基础苗，在无菌条件下切成带有 1 个茎节、1 片叶片且生长健壮的试管苗茎段作为外植体，且统一取试管苗中部茎段作为接种材料，腋芽朝上插在附加不同水平浓度的NAA、6-BA、B 9和KH2PO4的 MS 培养基上。每瓶插 10株，每个处理10 瓶，重复 3 次。采用正交试验设计法，正交表选用 L16(45)(表1)。

表2 正交试验设计组合对试管苗生长的影响

试验处理株高(cm)有效茎节(节/株)根长(cm)根数(条/株)茎粗(mm)1 5．61±0．3b 2．89±0．84h 6．31±1．15a 6．33±0．57d 0．77±0．11de2 5．30±0．78b 4．06±0．42de 3．15±2．19bc 3．67±1．53ef 0．79±0．02de3 5．32±0．15b 4．22±0．69bcd 0．44±0．35e 0．67±0．58f 0．74±0．07e4 5．27±0．37b 3．50±0．17efg 0．00±．00e 0．00±0．00f 0．95±0．1cd5 4．13±0．18d 3．44±0．51efg 2．82±0．20bc 20．67±3．79c 1．04±0．09c6 4．32±0．46cd 4．56±0．51bc 0．70±0．20de 1．67±1．15ef 0．91±0．16cde7 5．14±0．46b 4．22±0．39bcd 0．24±0．21e 1．00±1．00ef 0．98±0．03c8 4．95±0．76bc 3．61±0．35ef 0．53±0．24de 1．67±0．58ef 0．99±0．2c9 6．53±0．29a 5．67±0．34a 2．47±0．05c 25．67±1．15b 1．28±0．12ab10 3．76±0．23de 3．11±0．19fg 1．02±0．37de 10．67±0．58d 1．37±0．04a11 3．77±0．15de 3．44±0．51efg 0．79±0．12de 4．33±3．21ef 1．02±0．1c12 3．78±0．2de 3．22±0．19efg 1．06±0．09de 4．00±0．00ef 1．03±0．17c13 7．01±0．56a 5．17±0．76ab 2．73±0．29bc 44．67±7．77a 1．43±0．08a14 5．60±0．2b 4．83±0．76abc 1．84±0．59cd 16．67±6．43c 1．10±0．06bc15 4．99±0．28bc 5．22±0．39ab 3．68±1．06b 18．33±2．52c 1．27±0．07ab16 3．19±0．37e 3．89±0．84dcef 0．00±0．00e 0．00±0．00f 1．29±0．04ab

1.4 调查项目与数据处理

取样调查于接种外植体25 d后进行，每个处理随机抽取5瓶试管苗测定株高(cm)、有效茎节数(节/株)、根数(条/株)、根长(cm)、茎粗(mm)，试验设 3 次重复。试验数据用Excel 和 SPSS 19.0 软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 正交试验优化不同处理对试管苗苗高和有效茎节数的影响

马铃薯试管苗的株高和有效茎节数是关系继代培养时繁殖周期和繁殖倍数的主要因素，试管苗长得越快，继代需要的周期越短；有效茎节数越多，繁殖倍数越高。从正交试验结果(表2，图版1)可以看出，马铃薯试管苗可以在16 种培养基上生长。

极差分析(表3)表明，株高极差R值的大小是A>C>B>D，有效茎节数极差 R 值的大小也是A>C>B>D，因此对马铃薯试管苗株高和有效茎节数产生影响作用的顺序依次均是NAA、B 9、6-BA和KH2PO4。从方差分析结果(表4)可以看出，6-BA、B 9、NAA 3种因素对苗高的效应均达极显著水平，KH2PO4对苗高的效应达到显著水平；NAA、B 9、KH2PO43种因素对有效茎节数的效应均达极显著水平，6-BA对有效茎节数的效应未达到显著水平。经Duncan新复极差法显著性测定结果(表2)显示，处理9、10、13、15、16对株高的影响处于显著最高水平，处理9、13、15对有效茎节数的影响处于显著最高水平，综合分析，处理9、13、15共同适合株高生长和有效茎节数增加。

表3 正交试验设计组合对试管苗株高和有效茎节数影响的极差分析

因素 株高(cm) 有效茎节(节/株) ABCDABCD均值15．7185．8175．3744．6923．6674．2924．4583．806均值25．1764．7444．6354．8263．9584．1394．1253．708均值34．5494．8044．5785．3333．7364．2783．9864．333均值44．2194．2975．0764．9854．9033．5563．6944．417极差1．4991．5200．7960．6411．2360．7360．7640．611

表4 正交试验设计组合对试管苗生长影响的方差分析

试验处理株高(cm)有效茎节(节/株)根长(cm)根数(条/株)茎粗(mm)A33．850∗∗9．590∗∗16．305∗∗115．048∗∗26．293∗∗B32．190∗∗3．27263．539∗∗180．317∗∗2．158C8．521∗∗4．057∗∗8．552∗∗27．741∗∗2．974D5．501∗12．089∗∗15．757∗∗5．714∗∗2．343

注：“*”，“**”分别表示在0.05和0.01水平差异显著。

2.2 正交试验优化不同处理对试管苗根数和根长的影响

试管苗根系越长，根系吸收移栽介质中营养成分能力越强，移栽成活率越高。试管苗根数越多，根系吸收能力越强，移栽后成活率越高。极差分析(表5)表明，根长极差R值的大小是 B>C>D>A，对马铃薯试管苗根系生长产生影响作用顺序依次是6-BA、B 9、KH2PO4和NAA，其中B 9、KH2PO4和NAA影响程度接近; 根数极差R值的大小是B>A=C>D，对马铃薯试管苗根数产生影响作用顺序依次是6-BA、B 9、NAA和KH2PO4，其中NAA和B 9影响程度接近，因此6-BA对马铃薯试管苗根长和根数影响程度最大。从方差分析结果(表4)可以看出，6-BA、B 9、NAA和KH2PO44种因素对根数和根长的效应均达极显著水平。经Duncan新复极差法显著性测定结果(表2)显示，处理1对根长的影响处于显著最高水平，处理2、5、9、13、14、15之间差异不显著，显著低于处理1。处理13对根数的影响处于显著最高水平，其次为处理9；如图版1所示，其中脱毒苗在处理4、7和处理16几乎没有根，而形成大量的愈伤组织。综合分析处理9、13共同适合根数增加和根系生长。

图版1 各正交试验设计组合对试管苗生长的影响

表5 正交试验设计组合对试管苗根长和根数影响的极差分析

因素 根长(cm) 根数(条) ABCDABCD均值12．4743．5791．3851．3613241610均值21．0721．6780．9322．8866899均值31．4001．2882．6781．5291661212均值41．9970．3991．9491．16715138极差1．4013．1811．7461．7191323134

2.3 正交试验优化不同处理对试管苗茎粗的影响

试管苗茎粗影响移栽后缓苗能力，茎秆越粗，移栽后茎秆保持直立能力越强，缓苗越快，成活率越高。极差分析(表6)表明，茎粗极差R值的大小是A>C>B=D，对马铃薯试管苗茎粗产生影响作用顺序依次是NAA、B 9、6-BA和KH2PO4。从方差分析结果(见表4)可以看出， NAA对茎粗的效应达到极显著水平，其余未形成显著差异。经Duncan新复极差法显著性测定结果(表2)显示，各处理间形成显著差异，处理9、10、13、15和处理16之间差异不显著，显著高于其余处理。

表6 正交试验设计组合对试管苗茎粗影响的极差分析

因素茎粗(cm)ABCD均值10．8131．1301．0671．029均值20．9831．0441．1461．101均值31．2140．9991．0321．123均值41．2351．0670．9990．992极差0．4220．1310．1470．131

3 讨 论

马铃薯苗在试管培养条件下，经反复继代，脱毒种苗往往出现严重的徒长现象，茎秆细弱、节间过长、节数少、叶片小，这不仅影响马铃薯试管苗的质量、减少繁殖倍数，而且降低了移栽成活率。加入适量的生长调节剂可达到快繁及培养大量可供移栽的试管壮苗的目的[9]。张小静等认为，15～20 mg /L B 9处理可促进试管苗移栽后植株生长势强，茎粗叶茂，叶色浓绿[10]。李凤云的研究表明，在 MS 培养基中加入适量浓度的 NAA 有利于马铃薯品种早大白试管苗根的伸长和茎的增粗[11]。但是，也有报道与本试验结果不尽相同，如李玉梅等认为，B 9对根数和叶数无影响[12]。刘海英发现KH2PO4对马铃薯试管苗植株和根系生长作用差异很大[6]。由于马铃薯品种和激素配比不同，加之培养方式的差异，不同学者的研究结果会有一定的差异。

本研究结果表明，在 4 个因素中，对株高、有效茎节数和茎粗的影响大小是NAA >B 9>6-BA>KH2PO4；对根长和根数影响最大的是6-BA。其中NAA降低株高、根长，增加有效茎节数、根数和茎粗；6-BA对株高、有效茎节数、根长和根数均呈降低趋势，对茎粗影响无规律；B 9降低有效茎节数，KH2PO4增加有效茎节数，对其他指标的影响无规律。Duncan新复极差法显著性测定结果显示，处理9、10、13、15、16对株高的影响处于显著最高水平，处理9、13、15对有效茎节数的影响处于显著最高水平；处理1对根长的影响处于显著最高水平，其次为处理2、5、9、13、14、15；处理9对根数的影响处于显著最高水平，其次为处理13；处理9、10、13、15和处理16对根长的影响处于显著最高水平，综合分析各项指标，处理9和处理13对各项指标的影响最显著(见图版1)，其中处理13对各项指标的促进作用略高于处理9，因此最佳培养基为： MS+0.3 mg/L NAA+5 mg/L B 9+0.3 g/L KH2PO4+3%蔗糖+0.6%琼脂。马铃薯试管苗株高越高，试管苗快繁周期越短；有效茎节数越多，繁殖倍数越高；根系越发达，移栽后成活率越高; 茎越粗，缓苗越快，生产的微型薯产量和质量也越高，因此本试验为马铃薯试管苗工厂化生产时制备 MS 培养基提供指导依据。

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Optimization for Vigorous Seedling Culture System for the Virus-free Tube Potato Plantlets

HUANGXiumei1,HUILin2,LIUJinquan1,LIMing1，FENGLi1

2016-03-28

内蒙古自治区自然科学基金(编号：2012 MS 0319)； 内蒙古自治区自然科学基金(编号：2016 MS 0361)。

黄修梅(1971—)，女，讲师，博士，主要从事马铃薯种薯病毒检测与质量控制研究；E-mail：huangxm0404@126.com。

刘金泉(1972—)，男，副教授，硕士生导师，主要从事园艺作物栽培生理研究；E-mail：liujinquanzy1997@sohu.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.08.076

S 532

A

1001-4705(2016)08-0076-04