山药试管薯打破休眠技术研究

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(三明市农业科学研究院药用植物研究所， 福建 沙县 365051)

山药具有补脾、补肺、固肾、益精的功效，一直是我国传统的药食同源植物和重要的出口商品之一。由于长期无性繁殖，许多优良品种出现产量下降，品质退化的现象。近年来，许多学者致力于山药脱毒快繁及产业化技术研究[1-3]，为山药优良品种的改良提供了一个重要手段。但在生产中，由于组培苗的移栽种植需要一定的设施和技术，如果直接提供给农户种植，会出现组培苗移栽成活率低的现象，严重制约了山药脱毒快繁及其产业的发展。

在组培条下生产获得的试管微型薯(简称试管薯)具有生产季节不受限制、易贮藏运输、栽培成活率高等突出优点，且在资源保存、交换、种薯生产方面具有广泛的应用前景。目前，国内外许多学者开展了试管薯诱导的研究[4-5]，但对试管薯在生产上的应用研究较少。试管薯和大田种植的普通薯一样具有一定的休眠期，休眠期长且发芽极不整齐，直接播种后出苗时间长，不利于管理，极大地阻碍了试管薯在生产上的应用。为了探索打破山药试管薯休眠的方法，本试验研究了2种不同浓度的化学药剂浸种以及机械处理这3种方法在打破山药试管薯休眠方面的效果，旨在为山药微型薯在生产上的应用及山药脱毒产业的发展奠定基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

福建地方山药品种明溪淮山试管薯。

1.2 试验方法

将试管薯取出，洗净，晾干，30 d后，从同一批试管薯中选择成熟度一致、大小较为均匀的试管薯作为试验材料。

1.2.1 赤霉素处理山药试管薯

分别用100，300，500，1 000 mg/L的赤霉素浸泡试管薯12 h和6 h，用蒸馏水冲洗2～3次，埋在沙盘中，用水浇湿，置于26 ℃培养箱内催芽，分别以蒸馏水浸种12 h和6 h作为对照，每个处理山药试管薯20粒，设2次重复，每天统计出芽数，并适时浇水保持湿润。

1.2.2 双氧水处理山药试管薯

分别用5%、10%、20%、30%的双氧水浸泡试管薯12 h和6 h，处理方法、培养方式同1.2.1。

1.2.3 机械处理

用镊子轻刺试管薯，深约2 mm，埋在沙盘中，用水浇湿，置于26 ℃培养箱内催芽。

2 结果与分析

2.1 赤霉素对试管薯发芽的影响

不同浓度赤霉素处理12 h，对种薯发芽影响不同，其中1 000 mg/L处理烂种率为40%，45 d时萌芽率10%；500 mg/L处理烂种率为40%，45 d时发芽率为零，300 mg/L处理烂种率为10%，45 d时萌芽率仅为20%，100 mg/L处理无烂种情况，45 d时萌芽率仅为20%。不同浓度赤霉素处理6 h，无烂种，但45 d时仍未发芽，说明不同赤霉素浓度处理6 h不能有效打破休眠。不同赤霉素浓度处理12 h打破休眠的效果好于处理6 h，表现为500 mg/L无萌芽，其它几个均有萌芽的现象，说明高浓度处理和低浓度处理均优于中等水平的处理。

2.2 双氧水对试管薯发芽的影响

10%、20%、30%的双氧水处理12 h在2周时烂种率为100%，5%双氧水处理12 h烂种率为70%，余下的45 d后全部萌发。30%的双氧水处理6 h在10 d后也逐渐出现烂种现象，40 d后烂种率达60%，20%双氧水处理6 h烂种率为40%，10%和5%双氧水处理6 h烂种率均为30%，但5%的双氧水处理萌芽率略高于10%的处理。由此可见，高浓度的双氧水不适合用于打破山药试管薯的休眠，低浓度的双氧水有一定作用，但效果也不好。

2.3 机械处理对试管薯发芽的影响

用镊子刺伤的试管薯在播种后7～10 d开始萌芽，15 d达到50%，20 d达到70%。萌芽较为整齐。而对照在60 d后才逐渐开始萌发。这说明机械刺伤可以有效打破休眠，促进发芽。

3 讨 论

赤霉素是一种重要的植物生长调节激素，可以促进种子萌发和生长，促进植物细胞的伸长和分裂。前人试验研究表明，赤霉素能有效打破马铃薯试管薯的休眠，提高其发芽率。苗利娟等[6]研究中表明，100 mg/L的赤霉素能够使零余子提早出芽，并且能大大提高出芽率。但在本试验中不同浓度的赤霉素对打破山药试管薯休眠效果不显著，这可能与赤霉素浓度和处理时间有关系。

在本试验中，除蒸馏水浸种的对照处理外，其他处理均出现不同程度的试管薯腐烂的现象，尤其是30%和20%双氧水处理12 h的烂种率达100%，可能是由于双氧水浓度偏高、处理时间较长的原因。双氧水是一种强氧化剂，对打破种皮比较坚硬种子的休眠效果较好，对试管薯这种类型的材料处理效果不好。

关于山药零余子打破休眠期生理机制的研究报道较多[6-7]，但关于打破山药试管薯休眠的研究报道较少，本研究在参照打破零余子休眠研究的基础上，考虑试管薯与零余子之间存在大小、重量及成熟度的差异，将试验的浸种时间缩短，但效果仍不理想，需要进一步的补充试验，调整赤霉素和双氧水的用量和处理时间。

机械刺伤处理是本试验中最有效的方法，能起到明显的打破休眠、促进早发芽的作用，但试验中也发现，机械刺伤后，会出现轻微烂种的现象，这可能是由于试管薯体积偏小，受伤后增加了感染病菌的风险，可进一步试验，使用一些化学药剂对刺伤的试管薯进行消毒灭菌，从而降低烂种率。

此外，朱海旺等[7]研究了长山药休眠期相关酶活性和内源激素变化规律，结果表明，山药在储藏60 d以后，休眠解除启动开始。故很多关于零余子打破休眠的研究一般选用收获后60 d的零余子进行，本试验中试管薯为收获30 d的试管薯，通过机械处理可以有效打破休眠，这点也是零余子和试管薯之间的重大差异，可以进一步深入研究。