激动素对马铃薯试管薯大小的影响

郑森 高玉亮 滕跃 张雁 李葵花

摘要 [目的]研究不同浓度激动素（KT）对马铃薯试管薯大小的影响，以期获得较大的试管薯。[方法]利用“诺兰”马铃薯脱毒植株，确定形成较大试管薯的最佳KT浓度、光照时间及茎段部位。[结果]KT可诱导较大的试管薯，在全黑暗、含3 mg/L KT的MS培养基条件下，来自植株茎顶端基础苗所诱导的试管薯平均单薯重最大，为326.5 mg，且植株下部茎段的基础苗也可形成较大的试管薯，平均单薯重为237.8 mg。[结论]该研究可为“诺兰”马铃薯品种试管薯贮藏研究提供理论数据。

关键词 马铃薯；试管薯；外源激素；激动素

Effect of Kinetin on the Size of Microtuber in Potato Plantlets

ZHENG Sen1，GAO Yu-liang2，TENG Yue1，LI Kui-hua1* et al

（1.Agricultural College of Yanbian University，Yanji， Jilin 133002；2.Yanbian Agricultural Sciences Academy， Longjing， Jilin 133400）

Abstract [Objective] To study the effect of different concentration kinetin on the size of microtuber in potato plantlets for obtaining bigger microtubers. [Method]Using virus-free "Nuolan"potato，this experiment was conducted by in vitro culture technique in different KT concentration， illumination time and induction microtuber explants from different parts of plantlet to study effects on the microtuber size.[Result] Kinetin hormone can induce bigger microtuber. Based on MS+3 mg/L KT medium in dark，the microtuber was the biggest from the upper explants of plantlets with an averagen weight 326.5 mg and the buttom explants of plantlet can also form a bigger microtuber which the average weight was 237.8 mg.[Conclusion]The study provides theory basis for analyzing storage of “Nuolan” microtubers.

Key words Potato；Microtubers；Exogenous hormone；KT

馬铃薯试管薯具可周年生产、易贮运、抗病毒能力强等特点，但因个体小、不利贮藏、繁殖系数低等缺点而主要应用在种质保存及原原种生产上。增加试管薯个体大小，提高贮藏力是试管薯广泛应用于马铃薯种薯生产的有效措施之一。研究表明，80 g/L 蔗糖浓度培养条件下的结薯率最高，且大薯最多[1-2]；培养基中含 6 g/L 6-BA 时，以 100 g/L 蔗糖浓度时结薯最早[3]，而不含激素的诱导培养基结薯率只有 24%[4]。张延丽等[5]按照薯块适合播种的标准（小薯<0.15 g和大薯 ≥0.15 g）调查结薯情况，发现散射光和适当低温可以提高试管薯的产量和质量。总之，高浓度蔗糖（60～100 g/L）、全黑暗和较低温度（18 ℃左右）是适合所有马铃薯栽培种诱导试管薯的重要条件，而营养成分比例和激素组合等因马铃薯的品种不同而存在着较大差异。尽管许多学者对试管薯的数量及试管薯诱导形成做了大量研究，但细胞分裂素激动素（Kinetin，KT）对试管薯大小的影响研究较少，笔者研究了KT对试管薯大小的影响，确定形成较大试管薯的最佳条件，以期生产出贮藏之后仍维持较高生长势的试管薯，解决因试管薯过小，干物质含量少而不利于贮藏的问题。

1 材料与方法

1.1 材料

马铃薯“诺兰”品种脱毒试管苗（延边朝鲜族自治州农业科学院提供）。

1.2 方法

1.2.1 试管苗的扩繁。

将马铃薯脱毒试管苗在无菌条件下切取单叶节茎段（1.0 cm）作为外植体，接种到25 mL的基础培养基（MS+20 g/L蔗糖，pH 5.7）中培养，每瓶接种5个外植体。培养条件为温度（25±2）℃，光照强度3 000 lx，光照时间16 h/d，培养25 d，获得诱导试管薯的母株。

1.2.2 试管薯形成及调查。

选取长势一致的基础苗作为诱导试管薯的母株，并转接于含有20 mL的试管薯诱导培养基（MS+60 g/L蔗糖，pH 5.7）中，每瓶3株，每个处理10瓶，重复3次，在18 ℃条件下，培养45 d，诱导试管薯，调查统计结薯始期、平均单薯重、每株结薯数量、试管薯颜色等。

1.2.3 试管薯诱导KT浓度的筛选。

在试管薯诱导培养基中添加0、1、2、3、4、5 mg/L KT，共6个处理，全黑暗条件下诱导试管薯。

1.2.4 试管薯诱导光照时间的筛选。

将长势一致的基础苗转接至诱导试管薯最适KT浓度培养基中，在全黑暗和光照强度3 000 lx，光照时间分别为8、16 h/d的不同光照条件下诱导试管薯。

1.2.5 试管薯诱导部位的筛选。

为了探讨试管苗的不同部位对试管薯形成的影响，把试管苗分为顶端、中部、下端茎段，并分别在基础培养基中培养25 d，之后转移至诱导试管薯最适KT浓度培养基中，在全黑暗条件下诱导试管薯。

1.3 数据统计与分析

试验数据均是3次重复的均值，利用SPSS 10.0软件进行差异分析，采用单因素方差分析中Duncans法进行差异显著性测验。

2 结果与分析

2.1 KT浓度对试管薯形成的影响

从表1可以看出，适当的KT浓度使试管薯提前结薯，当KT浓度大于3 mg/L时，诱导试管薯第12天开始形成试管薯，而在不含KT及含有较低浓度KT（1 mg/L）培养基中则需要15 d。另外，不同的KT浓度对每株结薯量及平均结薯重有不同的影响，从表1可以看出，含有3 mg/L和4 mg/L浓度的KT培养基所诱导的试管薯数量较多，其结薯量显著多于对照组。当KT浓度为3、4、5 mg/L时，平均薯重显著高于对照组。从结薯始期、薯重、单株结薯量及KT投入价格等综合考虑，选择3 mg/L的KT浓度作为诱导较大、较重试管薯的最佳浓度，此时所形成的每株结薯数量和平均薯重分别较对照组增加约1.3倍和1.7倍。

2.2 光照时间对试管薯形成的影响

表2为含3 mg/L的KT培养基中的试管苗在不同光照时间条件下，诱导试管薯的研究结果。从表2可以看出，全黑暗条件下诱导试管薯仅需15 d，且诱导的试管薯数量较多、平均薯重较重。在8 h/d的短日照条件下，含3 mg/L的KT培养基中结薯始期较长（45 d），且每株结薯数量及平均薯重分别比对照组减少约79.5%和69.6%；而在不含KT的培养基中没有观察到试管薯形成的现象。在16 h/d的长日照条件下，诱导45 d时未观察到试管薯的形成，进一步观察表明，在长日照条件下诱导130 d左右时才开始形成少量试管薯。值得注意的是，在短日照条件下形成的试管薯上可携带小芽，而黑暗条件下形成的试管薯上并没有发现小芽，其原因有待于进一步研究。

2.3 外植体不同部位对试管薯形成的影响

表3为利用试管苗的上部、中部、下部茎段所形成的基础苗在全黑暗条件、含3 mg/L KT培养基中诱导试管薯的结果。从表3可以看出，植株茎顶端形成的基础苗诱导试管薯所需时间最长，为18 d，而植株中部、下部茎段所形成的基础苗诱导试管薯时间均为15 d。试管苗的上部、中部、下部茎段形成的基础苗的每株结薯量之间无显著性差异，而从茎顶端基础苗诱导的平均薯重显著高于中部和下部。研究结果表明，利用茎顶端形成的基础苗容易诱导较大的试管薯。

3 讨论

即使在没有任何外源激素的参与下，只要满足较低温度（18 ℃左右）、全黑暗条件、较高浓度蔗糖（60 g/L以上）等适宜结薯的环境条件，马铃薯植株也能够形成试管薯，但其结薯晚、结薯率低、薯块小。为提高试管薯的产量和质量，缩短生产周期，使用外源激素是必要的[6]。细胞分裂素类能促进试管薯的结薯数量和薯重，其中以6-BA效果最为显著。例如，王肖云等[7]的研究表明，在含2 mg/L的 6-BA（MS+100 g/L蔗糖）固体培养基上诱导试管薯的结薯率和薯块单重最高，达72.2%和 103.3 mg，且在含有5 mg/L KT培养基（MS+100 g/L蔗糖）上诱导试管薯的结薯率达100%，试管薯单重103.4 mg，并随着 KT 浓度的降低，结薯率下降，说明高浓度 KT 有利于试管薯的形成；在较高浓度的KT时（4 mg/L）可促进孟加拉栽培品种Diamant试管薯的膨大，平均薯重达389.0 mg[8]。

该研究表明，全黑暗条件和适当的KT浓度均可提前诱导较大的试管薯，其中以3 mg/L的KT浓度诱导试管薯效果最佳，其作用表现在提前诱导试管薯和能诱导较大的试管薯上，且结薯率为100%。另外，来自植株茎顶端的基础苗形成较大试管薯，试管薯平均单重为326.5 mg，表明不同品種诱导试管薯的效果有差异，有必要对不同马铃薯品种建立最佳诱导试管薯的条件。

为了获得“诺兰”马铃薯品种较大的试管薯，在获得均匀基础苗条件下，采用含3 mg/L的KT培养基（MS+60 g/L蔗糖），在全黑暗条件下诱导试管薯，均可获得200 mg以上的试管薯，能够在降低成本的基础上，最大限度地提高试管薯的结薯数量及试管薯大小，并且缩短生产周期。

4 结论

激动素作为植物细胞分裂素，其可以促进马铃薯试管薯生长发育，其作用主要表现在提前诱导试管薯，增加试管薯结薯数量，提高平均单薯重。对于“诺兰”马铃薯品种而言，将培养25 d的脱毒试管苗转移至含3 mg/L KT的培养基（MS+60 g/L蔗糖，pH 5.7）中，并在全黑暗条件下可诱导较

大的试管薯。

参考文献

[1] 李婉琳，郭华春，彭丽，等.蔗糖浓度及苗龄对马铃薯新品种‘丽薯6号试管薯诱导的效果[J].中国马铃薯，2013（2）：72-76.

[2] 李功义，张雅奎，梁杰，等.马铃薯试管薯诱导培养基6-苄基腺嘌呤与蔗糖浓度的筛选[J].中国马铃薯，2012（3）：144-146.

[3] 霍凤兰，栾清业，尹玉花.蔗糖浓度和光照对马铃薯试管薯诱导的影响[J].甘肃农业科技，2009（11）：3-5.

[4] 金顺福，姜成模，玄春吉，等.马铃薯脱毒试管薯工厂化生产技术及应用研究[J].中国马铃薯，2004，18（6）：340-343.

[5] 张延丽，达琼，谢婉，等.马铃薯试管薯的诱导和应用[J].中国马铃薯，2011，25（4）：197-199.

[6] 张昌伟，侯喜林，袁建玉，等.不同外源激素对马铃薯试管薯形成的影响[J].江西农业大学学报，2005，27（1）：72-76.

[7] 王肖云，胡宗利，陈国平，等.马铃薯试管薯诱导体系的优化[J].广东农业科学，2008（5）：10-13.

[8] HOQUE M E.In vitro tuberization in potato （Solanum tuberosum L.）[J].Plant omics journal，2010，3（1）：7-11.