3种生长调节剂对马铃薯试管苗生长的影响

邱 甜 牛力立 朱 江 蔡甫格 王庆伟

（1安顺学院农学院，561000，贵州安顺；2安顺市农业科学院，561000，贵州安顺）

马铃薯（SolanumtuberosumL.）属茄科，是一年生草本植物，在国内外广泛种植，我国是马铃薯生产第一大国，2018年我国马铃薯种植面积为475.81万hm2，总产量1798.37万t（数据来自国家统计局），对保障我国粮食安全和农民持续增收起着重要的作用[1]。在生产上，马铃薯绝大多数是通过块茎无性繁殖，在生产过程中容易受到病毒感染，出现植株矮化、长势衰弱和叶片卷缩，导致马铃薯商品性状和产量下降，最终失去利用价值[2]。

茎尖分生组织脱毒培养技术能够有效减少病毒对马铃薯的危害，利用组织培养技术进行试管苗扩繁，有效提高了马铃薯的生产速度[3]，然而马铃薯试管苗在使用过程中随着瓶苗继代时间的延长和次数的增加，会遇到种薯退化的问题，使试管苗扩繁难度增加、繁殖系数降低以及污染率大幅提高，并严重影响试管苗的质量[4]，因此在有限时间内提高繁殖速度和增加继代次数是推进马铃薯产业发展的重要措施。试管苗的生长受到外界环境条件的影响，其中植物生长调节剂能够调控马铃薯试管苗的生长发育，可缩短快繁周期[5]。闫冲冲等[6]研究结果表明，皖马铃薯2号最适壮苗培养基是MS+1.0mg/L NAA+0.1mg/L 6-BA。马爽[7]研究表明，单独使用6-BA会使试管苗生长势减弱，甚至不生根、不生长，脱落酸（ABA）和S3307浓度小于0.1mg/L时马铃薯试管苗长势较好，氯吡脲的浓度在0.1mg/L时，试管苗比对照长势好，因此添加ABA和S3307浓度要小于0.1mg/L。前人有关生长调节剂对马铃薯试管苗的影响多集中在生长调节及对瓶苗生长的影响，而关于水杨酸（SA）和油菜素内酯（BR）的研究较少，因此，本试验研究不同浓度的SA和BR对马铃薯试管苗生长的影响，并探索试管苗移栽后生长特性的变化特征，为马铃薯扩繁及生产提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用延薯4号脱毒苗为试验材料，由吉林农业大学园艺学院蔬菜实验室提供，生长调节剂6-BA（细胞分裂素）、SA和BR由福建超大浩伦植物生长剂有限公司提供。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 以MS培养基为基本培养基，培养基pH 5.8，其中蔗糖浓度30g/L，琼脂用量8g/L，在继代培养基中分别加入不同浓度的6-BA、SA和BR，具体见表1。配制好的培养基装入250mL的培养瓶中，封口进行高压灭菌，冷却后存放在温度25℃、光照时间16h/d、光照强度2000lx的培养室中4d，选择无染菌现象的备用。

表1 各处理生长调节剂类型及浓度Table 1 Type and concentration of growth regulators in each treatment

1.2.2 基础苗培养 取1株带有5个有效茎节的试管苗，在无菌条件下切成单节茎段，转入到盛有60mL的MS培养基的培养瓶中培养，培养条件同培养基预培养。待试管苗长至约有5个茎节时，进行多次扩繁，为试验提供基础苗。

1.2.3 接种培养 在超净工作台上将基础苗剪成长约1cm的带有1个叶片和腋芽的茎段，直接植入准备好的培养基中，每瓶接种12株，每个处理接种20瓶，在恒温培养箱中进行培养，培养条件同培养基预培养。接种30d后，进行各指标的测定。

1.2.4 试管苗的移栽和管理 在培养后，以干净的河沙为移栽基质，在定植前将培养基质浇透，将试管苗取出，用蒸馏水冲洗干净试管苗根系上的培养基，将幼苗栽入基质中，将育苗盘置于透光小拱棚中，每周浇水1次，每两周喷施少量叶面肥。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 生长指标的测定 取出组培苗，清洗干净附着的培养基，用干净滤纸吸干植株表面水分，测定各项生长指标，用刻度尺测定株高和根长；用游标卡尺测量茎粗（主茎的最粗处）；将试管苗从培养瓶中取出，清洗干净表面的培养基并用滤纸吸干水分，进行称重，测量鲜重。

1.3.2 叶绿素含量及根活力的测定 将试管苗取出后去掉根系，称取0.5g，参考李合生[8]的方法，采用乙醇-丙酮浸提法测定叶绿素含量；采用氯化三苯基四氮唑法测定根系活力[9]。

1.3.3 移栽后成活率及结薯特性的测定 将培养基中培养30d的试管苗定植于育苗盘中，每盘定植50株，每个处理重复3次，定植后两周统计成活株数。成活率（%）=成活株数/定植株数×100，在全部收获后，计算单株结薯数并测定单株结薯重。大薯率的计算：全部收获后，计算单个薯重超过20g的个数占总收获薯个数的百分比。

2 结果与分析

2.1 3种生长调节剂对马铃薯试管苗生长状况的影响

由表2可知，3种生长调节剂对马铃薯试管苗植株生长状况影响不同，除A3、B3、C1和C2处理外，其他处理株高均显著高于CK，在6-BA和SA处理下，随浓度的增加株高呈先升高后下降的变化趋势，B2处理最高，显著高于其他处理，比CK高出51.13%，在BR处理下，株高随浓度的增加呈逐渐上升的趋势，C3处理显著高于CK 14.24%；3种调节剂对茎粗影响的变化趋势相似，A2、B2和C3处理显著高于CK，分别高出10.67%、13.33%和8.00%；鲜重在A1、A2、B1、B2和C3处理下显著高于CK，分别比CK高出22.19%、52.98%、28.43%、79.01%和28.96%；各处理的平均根长均显著高于CK，其中，A1、A2和A3分别比CK高出30.05%、83.95%和4.50%，B1、B2和B3分别比CK高出43.64%、122.23%和55.03%，C1、C2和C3分别比CK高出22.64%、53.34%和128.74%，C3处理最高；各处理的根条数均显著高于CK，其中，A1、A2和A3分别比CK高出25.88%、84.88%和54.18%，B1、B2和B3分别比CK高出58.84%、147.55%和71.56%，其中B2处理最高，C1、C2和C3分别比CK高出25.88%、50.41%和91.12%；叶片数变化趋势和株高相似，在A1和A2处理下显著高于CK，分别高出25.68%和43.25%，A2处理的叶片数最多。B1和B2处理下显著高于CK，分别高出3.48%和33.42%，B3显著低于CK 11.77%，在BR处理下，C1处理显著低于CK 11.41%，C3处理显著高于CK 24.89%。

表2 3种生长调节剂对马铃薯试管苗生长状况的影响Table 2 Effects of three growth regulators on the growth of potato test-tube seedlings

2.2 3种生长调节剂对马铃薯试管苗叶绿素含量的影响

由图1可知，在3种生长调节剂处理下马铃薯试管苗叶绿素含量存在显著差异，在6-BA处理下，随浓度的增加呈现先升高后下降的变化趋势，A2处理达到最大值，显著高于CK 34.56%。SA处理下变化趋势和6-BA相似，B2处理显著高于CK，高出32.47%。在BR处理下，叶绿素含量随BR浓度的增加呈逐渐上升的变化趋势，C2和C3处理显著高于CK，分别高出16.52%和28.73%。

图1 3种生长调节剂对马铃薯试管苗叶绿素含量的影响Fig.1 The effects of three growth regulators on the chlorophyll content of potato test-tube seedlings

2.3 3种生长调节剂对马铃薯试管苗根活力的影响

由图2可知，在3种生长调节剂处理下马铃薯试管苗根活力存在显著差异，在6-BA处理下，随6-BA浓度的增加呈现先升高后下降的变化趋势，A1和A2显著高于CK，分别高出9.60%和34.59%。SA处理变化趋势和6-BA相似，B2和B3显著高于CK，分别高出51.59%和18.42%。在BR处理下，根活力随其浓度的增加呈逐渐上升的变化趋势，C1、C2和C3处理均显著高于CK，分别高出22.90%、36.46%和37.97%。

图2 3种生长调节剂对马铃薯试管苗根活力的影响Fig.2 The effects of three growth regulators on the root vitality of potato test-tube seedlings

2.4 3种生长调节剂对马铃薯试管苗移栽后成活率和结薯特性的影响

由表3可知，在3种生长调节剂处理下，马铃薯试管苗移栽后的生长状况存在显著差异，使用生长调节剂显著提高了幼苗移栽的成活率，除了A1和B3处理外，其他处理均显著高于CK，在6-BA和SA处理下，随浓度的增加呈先升高后下降的变化趋势，B2处理株高最高，显著高于其他处理，比CK高出75.76%，在BR处理下，平均成活率随浓度的增加呈逐渐上升的变化趋势，C1、C2和C3处理均显著高于CK。单株结薯数和平均成活率变化趋势相似，在A2、B2、C2、C3处理下显著高于CK，分别高出24.15%、34.69%、18.71%和41.16%；单株结薯重在6-BA处理下随浓度的增加呈逐渐增加的变化趋势，A2和A3显著高于CK，分别高出48.30%和88.44%，在SA处理下，随浓度的增加呈先升高后下降的变化趋势，B2处理显著高于其他处理，比CK高出123.13%；CK处理的大薯率为0，在6-BA处理下，随浓度的增加呈逐渐降低的变化趋势，在SA和BR处理下，呈现先降低后升高的变化趋势。

表3 3种生长调节剂对马铃薯试管苗移栽后成活率和结薯特性的影响Table 3 Effects of three growth regulators on the survival rate of potato test-tube seedlings and tuber formation characteristics after transplanting

3 讨论

马铃薯组织培养是保持品种特性和克服品种退化的有利手段。但不断地继代培养常造成试管苗茎秆细弱和植株徒长等现象。试管苗的生长发育状况直接影响移栽后的生长，因此，只有在培养出叶色浓绿、茎秆粗壮和根系发达的试管苗，才能有效保持品种特性，提高马铃薯生产速度，植物生长调节剂是具有植物激素生理活性的有机化合物，已成为植物组织培养中培养基的重要组成物质，能够有效地改变试管苗的生长状态[10]。赵克蓉[11]研究表明，在使用植物生长调节剂B9和CCC的培养下，马铃薯试管苗生长受到不同程度的调控。杨澜等[12]研究表明，利用植物生长调节剂可改善兰花组培苗品质，与对照组相比，显著降低了8个基因型兰花的株高，抑制根的伸长，促进茎与根的横向生长。本研究结果表明，6-BA、SA和BR均在不同程度上影响马铃薯试管苗的生长，株高、茎粗、鲜重、叶片数和叶绿素含量在6-BA和SA处理下随浓度的增加呈现先升高后下降的变化趋势，说明浓度过高会抑制马铃薯试管苗的生长，产生负向调控作用可能是由于诱导产生的氧化胁迫。在0.4mg/L SA处理下最高，说明在该处理下，能够促进壮苗。

只有试管苗根系发达，才能吸收更多营养物质供其生长发育，因此试管苗根系发达与否是壮苗的一个重要标志[13]。卜朝阳等[14]研究表明，植物生长调节剂、培养时间以及培养阶段的光照条件对蝴蝶兰组培苗根系生长发育均有一定的影响。本研究表明，6-BA、SA和BR均在不同程度上促进试管苗根系生长，提高根活力，BR在1mg/L处理下平均根长最大，SA在0.4mg/L处理下根条数和根活力最高，说明在该处理下，提高了根系活力，促进了根系对营养物质的吸收，从而促进根系的生长发育，而6-BA和SA浓度过高抑制根系生长可能是促进顶端优势，使试管苗生长细弱。

将马铃薯脱毒试管苗进行移栽，观测其生长状况是检测苗是否健壮的有效手段，杨喜珍[15]研究表明，使用植物生长调节剂培养的试管苗，其移栽成活率受到不同程度的影响，可用移栽成活率、结薯数、结薯合格率和大薯率等为指标进行综合评价。

4 结论

在0.4mg/L SA处理下马铃薯试管苗移栽成活率最高，单株结薯数最多，单株结薯重最大，主要是在该处理下马铃薯试管苗根系生长状况较好，植株达到了苗壮的目标，移栽后生存能力提高，从而提高了成活率，增加了结薯数和薯重。因此，3种植物生长调节剂均能在一定程度上促进试管苗生长，提高移栽幼苗的成活率和结薯特性，综合各指标可知，在SA 0.4mg/L浓度处理下对试管苗和移栽后效果较好。