无硝酸铵的改良MS培养基对马铃薯组培苗快繁的影响

刘丽芳 邹雪 丁凡 余韩开宗 陈年伟 饶莉萍

摘要：马铃薯组培苗快繁生产中，因硝酸铵受管控，迫切需要找到硝酸铵的良好替代物。以2个马铃薯品种为试验材料，采用（NH4）2SO4、KNO3替代NH4NO3的改良MS培养基配方，研究其对马铃薯组培苗生长的影响。结果表明：在（NH4）2SO4单独替代NH4NO3的MS培养基中，2个马铃薯品种的组培苗均表现茎叶、根鲜重显著减少；在KNO3单独替代NH4NO3 的MS培养基中，2个马铃薯品种的组培苗均出现不同程度黄叶、矮小现象；而在（NH4）2SO4、KNO3混合替代NH4NO3 的MS培养基中，马铃薯组培苗均能生长正常，其组培苗快繁适宜的硝酸铵替代方案为1.36 g·L-1 （NH4）2SO4 +1.04～2.08 g·L-1KNO3。

关键词：硫酸铵；硝酸钾；硝酸铵；马铃薯；快繁；MS培养基

中图分类号：S532                          文献标识码：A                         文章编号：2095-5774（2023）01-0049-05

Effect of Modified MS Medium without Ammonium Nitrate on Rapid Propagation of Potato Tissue Culture Seedlings

Liu Lifang，Zou Xue，Ding Fan，Yu-Han Kaizong，Chen Nianwei，Rao Liping

（Mianyang Academy of Agricultural Sciences，Mianyang，Sichuan 621023，China）

Abstract：In the production of rapid propagation of potato tissue culture seedlings，there is an urgent need to find a good alternative to ammonium nitrate due to the controlled use of ammonium nitrate. In this study，two potato varieties were used as materials to study the effects of different modified MS formulas in which （NH4）2SO4 and KNO3 were used as substitute to NH4NO3 on growth of potato tissue culture seedlings. The results showed that fresh weight of stem，leaf and root of seedlings significantly decreased in MS medium with （NH4）2SO4 as substitute to NH4NO3；seedlings showed yellow leaves and dwarf plant in MS medium with KNO3 as substitute to NH4NO3；seedlings grew up regularly in MS medium with （NH4）2SO4 and KNO3 as substitute to NH4NO3. It is a suitable plan that 1.36 g·L-1（NH4）2SO4 and 1.04～2.08 g·L-1 KNO3 were used as substitute to NH4NO3.

Key words：Ammonium sulfate；Potassium nitrate；Ammonium nitrate；Potato；Rapid propagation；MS medium

MS培養基是马铃薯组培苗快繁生产中普遍使用的培养基，硝酸铵是MS主要成分之一。由于硝酸铵是工业制造炸药的原料，在高温等特定环境下易爆炸，生产和销售受到严格管控，购买难度很大［1］。目前在苹果、草莓、葡萄、天胡荽、山豆根等植物的组织培养中，发现可以采用硫酸铵、尿素、氯化铵、碳酸氢氨等物质替代硝酸铵［2-5］ 。硫酸铵化学性质稳定，能水解出NH4+ 、SO42-，既能为不定芽提供氮素营养，又不会给大量元素母液增加新元素，是硫酸铵的良好替代物［2，3］。但不同植物对硫酸铵的适应性及适宜浓度存在较大差异，如火焰南天竹、山豆根等植物不适宜在硫酸铵代替硝酸铵的培养基中生长［4，5］。同时也有研究表明，高浓度NH4+ 对植物根系有抑制作用［6，7］。马铃薯上已有氯化钾、硝酸钙替代硝酸铵的相关研究，但鲜见用硫酸铵作为替代物的相关报道［8］。本试验以两个不同类型马铃薯品种为材料，研究不同硝酸铵替代物对马铃薯快繁的影响，旨在为生产提供可选方案。

1 材料与方法

1.1供试材料

供试材料为马铃薯脱毒组培苗，分别是紫皮紫肉品种‘绵紫芋1号和黄皮黄肉品种‘绵芋1号，均为绵阳市农业科学研究院自主选育品种，由绵阳市农业科学研究院生物中心提供。

1.2方法

1.2.1马铃薯快繁培养基配制

试验设计6个处理，以常规MS培养基为对照（CK），以不含NH4NO3的MS培养基为基本培养基、添加不同NH4NO3替代物或替代物组合，研究其对马铃薯组培快繁的影响，替代物的添加量见表1。每个处理10瓶，接种密度为每瓶5株，每株为带两个茎节的马铃薯。

1.2.2培养条件

所有的培养基均附加白糖30 g·L-1、卡拉胶5g·L-1，pH值5.8。培养基在121℃条件下灭菌20 min。培养温度为（25±2）℃，光照强度为2 500 Lx，光照时间为16 h·d-1。

1.3数据分析

组培苗在培养30d后，每个处理随机抽取3瓶，统计调查组培苗主要形态指标，包括株高、茎粗、茎叶鲜重、根鲜重、根冠比（R/T值）、叶色等。数据分析采用Excel 2007和DPS 14.5软件进行。

2 结果与分析

2.1不同培养基对组培苗鲜重、R/T值及叶色的影响

两个马铃薯品种的组培苗在不同培养基中的生长存在显著差异（表2和图1）。‘绵紫芋1号的根鲜重随KNO3用量的增加而增加，T4处理达最高值4.68 g，显著高于其他处理；在相同KNO3用量条件下，无NH4+处理（T5）比有NH4+ 处理（T3）的根鲜重显著增加。无NH4+的T4处理、T5处理的R/T值显著高于CK。而‘绵芋1号的根鲜重随KNO3用量的增加呈先增后降的趋势，T3处理达最高值为1.39 g。T2处理中，‘绵紫芋1号的茎叶鲜重、根鲜重、植株鲜重及R/T值均与CK无显著差异，而‘绵芋1号的茎叶鲜重、根鲜重、植株鲜重及R/T值均显著低于CK。‘绵芋1号的根系生长对NH4+较敏感，无NH4+ 的T4、T5处理的R/T值显著低于CK。此外，两个品种的T1处理的茎叶鲜重、根鲜重、植株鲜重均显著低于CK，T4、T5处理较CK的茎叶发黄。

2.2 不同培养基对组培苗株高的影响

与CK比，T1处理明显抑制两个马铃薯品种组培苗的株高。‘绵紫芋1号在T2处理中的株高最大，为15.7 cm，但与CK的差异不显著；各处理间随KNO3用量增加，株高有不同程度下降（图2）。‘绵芋1号在T1处理中的株高最矮，为8.3 cm；在CK中的株高最高，为12.9 cm，但与T2处理的差异不显著；不同KNO3用量对‘绵芋1号株高的影响不显著。两个品种在T4、T5处理中的株高均显著低于CK。

2.3 不同培养基对组培苗茎粗的影响

‘绵紫芋1号在T1处理中的茎粗值最小，为1.01 mm，明显低于其他处理组；且其他处理组间的茎粗均无显著差异。‘绵芋1号在T1处理组中茎粗达最高值，为2.06 mm，明显高于与其他处理组；其次为T5处理组的茎粗（1.86 mm），但其与CK组的茎粗无显著差异。

3结论与讨论

两个马铃薯品种在T1处理培养基中均表现为根系和茎叶生长弱、植株黄化，故T1处理不适宜马铃薯扩繁；经T4、T5处理培养的植株均黄化、矮小，亦不适宜马铃薯扩繁。两个品种组培苗经T2、T3处理后长势有差异，但植株长势均正常。经T2处理后，‘绵紫芋1号的植株鲜重、R/T值及株高均与CK无显著差异，苗长势与CK相当，这可能与T2处理采用KNO3补充NO3-，并增加了K+有关；‘绵芋1号的植株鲜重、R/T值显著低于CK，主要体现在根减少、茎秆变细，但茎节长度变化不明显，不影响扩繁效率。越来越多的研究表明，植物的生长发育受不同形态氮素的调控，混合氮源比单一形态的硝态氮或铵态氮更有利于植物的生长［7-9］，本研究结果也证实了此观点。综合组培苗长势，马铃薯快繁中NH4NO3的适宜替代方案为1.36 g·L-1 （NH4）2SO4 +1.04～2.08 g·L-1 KNO3。

乔云发等［7］的研究表明，硝态氮促进植物侧根的发生，增加根系长度，从而增加根系生长量；而铵态氮对作物根系有一定毒害作用，降低了生物量。本研究发现，NO3-浓度过低，显著影响两个马铃薯品种根系的生长：但NH4+浓度过低仅影响‘绵芋1号的生长，表明不同的马铃薯品种的适宜NH4+ / NO3-有较大差异。这与其他植物具有不同适宜的NH4+ / NO3-的研究结果一致，如巴西香蕉为1090，甘薯为12，烤烟为2575［9-12］，同一作物不同品种间的差异鲜见报道。生产上，不同马铃薯品种在MS培养基中进行组培快繁的效果差异较大。今后研究不同马铃薯品种适宜的NH4+ / NO3-，再据此调整培养基配方，也是解决这一问题的有效途径。

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（责任编辑：冯新）