彩色马铃薯脱毒试管苗壮苗培养基的筛选

华蕾,吕国华,贾晓鹰

(1石河子大学园艺系,石河子832003;2石河子大学设施生物种苗研发中心,石河子832003)

彩色马铃薯脱毒试管苗壮苗培养基的筛选

华蕾1,吕国华2,贾晓鹰2

(1石河子大学园艺系,石河子832003;2石河子大学设施生物种苗研发中心,石河子832003)

以脱毒彩色马铃薯试管苗茎段为试材,采用4因素3水平正交设计法,研究了不同配方培养基处理对彩色马铃薯脱毒试管苗壮苗的影响。当脱毒试管苗培养到40 d时,对彩色马铃薯试管苗的株高、茎粗、有效茎节数、根数等壮苗形态指标进行方差分析,以期筛选出彩色马铃薯脱毒试管苗壮苗的最佳培养基。实验结果表明:处理5(MS+6-BA 0.25 mg/L+IBA 0.25 mg/L+蔗糖40 g/L)是彩色马铃薯脱毒试管苗壮苗的最佳培养基。

彩色马铃薯;壮苗;正交设计;最佳培养基

紫色马铃薯是新近开发出的一类优良特异的马铃薯新品种,其果皮呈紫色,乌黑发亮,富有光泽;其果肉为深紫色,口感较好,品质极佳。其含有较多的营养成分及花色素苷类生理活性成分,有抑制癌变,防止糖尿病、高血压,延缓衰老和缓解视力疲劳等功效[1]。近10年,世界彩色马铃薯种植面积和产量大幅增加。近15年来,中国彩色马铃薯产业快速发展,云南科学院已改良筛选出100多份不同品系的彩色品种,改良后的彩色马铃薯芽眼小,外形美观,抗病性强,产量可达66.67～100 kg/hm2[2]。

脱毒试管苗的生产扩繁是优质马铃薯脱毒试管苗和微型种薯的整个体系中极其关键的环节之一,其快繁技术和节约成本问题已引起广大国内外科研工作者的关注。但目前的研究主要局限于单因素,如固定物、碳源及水分等对试管苗的影响[3-4]。

目前,紫色马铃薯的相关研究尚未见报道。本实验以紫色马铃薯脱毒试管苗为试材,研究了不同配方壮苗培养基对彩色马铃薯脱毒试管苗株高、茎粗、有效茎节数、根数及综合生长力等壮苗指标的影响,以探索其试管壮苗培育和试管苗保存的新途径,为工厂化生产优质彩色马铃薯脱毒试管苗和微型种薯提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

彩色马铃薯(黑美人),购于新疆兵团农六师农科所。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

实验于2009年1-11月在国家高技术产业化示范项目单位石河子大学设施生物种苗研发中心进行。选取健康马铃薯,表面消毒,以蛭石为基质,置于培养箱中32℃催芽3～4 d,建立无菌系。

采用四因素三水平正交设计L9(34)(表1),选用同一批次,长势相同的基础苗,剪取每一茎节为一外植体,接入已灭菌的培养基中,每个处理接10瓶,每瓶10株,重复3次。其中MS处理为MS、2 MS、1/2 MS;6-BA处理为 0.125 mg/L、0.25 mg/L、0.25 mg/L;IBA处理为0.01 mg/L、0.05 mg/L、0.25 mg/L;蔗糖处理4%、5%、6%。培养条件:白天25±2 ℃,晚上22±2 ℃,光照强度3000 Lx,光照时间12 h[5-8]。

1.2.2 测定项目与方法

当脱毒紫色马铃薯试管苗培养40 d时,测定其株高(cm)、茎粗(mm)、茎节数(个)、根数(条)等指标。

1.2.3 数据处理

用Microsoft Excel和DPS对所得数据进行处理,对差异显著的指标进行Duncan多重比较(表1)。

表1 L9(34)正交试验因素及水平Tab.1 The table of orthogonal experiments of four factors and three levels

2 结果与分析

2.1 不同处理对脱毒紫色马铃薯试管苗株高的影响

由表2可见,紫色马铃薯试管苗株高各因素的主次影响力为D＞C＞A＞B,这说明蔗糖对试管苗的株高有极显著影响。根据各实验因子的平均数可以看出A取A2,B取B3,C取C3,D取D1为好。通过对变量进行一次项、二次项及交互项回归方程分析,通过逐步筛选逐步引入变量,得回归方程:

式(1)中,复相关系数为 0.9912,剩余标准差为0.4397,调整的决定系数为0.9645。

从以上的回归方程可以得出以下结论,各因子间存在交互作用,其中A×B的交互作用最明显,B×D交互作用最弱,因此最优组合取A2B2C3D1或A2B3C3D1。

表2 不同因素对脱毒彩色马铃薯试管苗株高的直观和方差分析Tab.2 The ocular analysis,variance analysis of height on different factors to virus-free coloured potatoes plants of inside test tube

由表3可见,处理5的试管苗株高最长,达到6.0 cm,与处理6间无显著差异,与其它处理间差异极显著,处理1、2、7、9间差异不显著。处理5与最优组合A2B3C3D1一致。

表3 不同处理的脱毒紫色马铃薯试管苗株高的差异显著性Tab.3 Significant difference of height of virus-free coloured potatoes plants of inside test tuber of different treatments

2.2 不同处理对脱毒紫色马铃薯试管苗茎粗的影响

由表4可见,紫色马铃薯试管苗茎粗各因素的主次影响力为A＞B＞D＞C,这说明2 MS为试管苗茎粗的生长提供了充足的养分。根据各实验因子可以看出A取A2,B取B3,C取C3,D取D1为好,但在考虑交互作用的情况下,得回归方程:

式(2)中,复相关系数为 0.9615,剩余标准差为0.0513,调整的决定系数为0.6295。得出各因子间存在交互作用,其中C×D的交互作用最明显,B×D交互作用最弱,因此最优组合取 A1B2C2D1或A1B2C2D2。

由表5可见,处理2的试管苗茎粗最粗,达到0.892 cm,与其它处理间差异极显著 ,处理 1、2、3、5间差异不显著,处理2与最优组合一致。

表4 各因素对紫色马铃薯试管苗茎粗的直观和方差分析Tab.4 The ocular analysis,variance analysis of stalk diameter on different factors to virus-free coloured potatoes plants of inside test tube

表5 不同处理的脱毒紫色马铃薯试管苗茎粗的差异显著性Tab.5 Significent difference of stalk diameter of virus-free coloured potatoes plants of inside test tuber of different treatments

2.3 不同处理对脱毒紫色马铃薯试管苗有效茎节数的影响

由表6可见,紫色马铃薯试管苗有效茎节数各因素的主次影响力为D＞A＞C＞B,这说明蔗糖对试管苗的有效茎节数有极显著影响。由各实验因子可见,A取A2,B取B3,C取C3,D取D1为好,但在考虑交互作用的情况下,可得回归方程:

式(3)中,复相关系数为0.947343,剩余标准差为1.3075,调整的决定系数为0.768006。得出各因子间存在交互作用,其中A×B的交互作用最明显,A×C交互作用最弱,因此最优组合取A2B3C3D1或A2B2C3D1。

表6 各因素对脱毒紫色马铃薯试管苗有效茎节数的直观和方差分析Tab.6 The ocular analysis,variance analysis of functional nodes on different factors to virus-free coloured potatoes plants of inside test tube

由表7可见,处理5、6的试管苗有效茎节数最多,达到6个/株,处理5、6显著且极显著高于处理7、9、2、3、4、8,与处理 6、1 无显著差异。处理 5 与最优组合一致。

表7 不同处理的脱毒紫色马铃薯试管苗有效茎节数的差异显著性Tab.7 Significent difference of functional nodes of virus-free coloured potatoes plants of inside test tuber of different treatments

2.4 不同处理对脱毒紫色马铃薯试管苗根数的影响

由表8可见,紫色马铃薯试管苗根数各因素的主次影响力为D＞B＞A＞C。

由各实验因子可见,A取A3,B取B3,C取C3,D取D1为好,但在考虑交互作用的情况下,可得回归方程:式(4)中,复相关系数为 0.9912,剩余标准差为0.4397,调整的决定系数为0.9645。得出各因子间存在交互作用,其中A×C的交互作用最明显,C×D交互作用最弱,因此最优组合取A3B3C3D1。

由表9可见,处理9显著高于各处理,处理9与最优组合一致。

表8 不同因素对脱毒紫色马铃薯试管苗根数的直观和方差分析Tab.8 The ocular analysis、variance analysis of number of roots t on different factors to virus-free coloured potatoes plants of inside test tube

表9 不同处理的脱毒紫色马铃薯试管苗根数的差异显著性T ab.9 Significant difference of number of roots of virus-free coloured potatoes plants of inside test tuber of different treatments

2.5 不同处理对脱毒紫色马铃薯试管苗综合生长力的影响

由表10可见,处理5的试管苗生长能力最强,处理5极显著高于其它各处理;处理4和8效果最不明显,较处理5分别减少了 99.1%、99.6%。因此 ,处理 5(MS+6-BA 0.25 mg/L+IBA 0.25 mg/L+蔗糖40 g/L)的紫色脱毒马铃薯试管苗在30 d时综合生长力最强。

表10 不同处理的脱毒紫色马铃薯试管苗综合生长力的差异显著性Tab.10 Significant difference of growth of synthesized of virus-free coloured potatoes plants of inside test tube of different treatments

3 讨论

国内外已有将正交设计实验法应用于植物组织培养的报道[9-11],但彩色马铃薯试管苗壮苗实验尚未见报道。在培养基方面,不同品种的马铃薯对培养基的要求不同。郎贤波等[12]报道,MS培养基最适合于马铃薯脱毒试管苗的增殖生长,1/2 MS只对根的生长有利,而2 MS则只促进茎粗的增加。本实验研究表明,2 MS培养基对彩色马铃薯试管苗的茎粗、茎节数有显著影响,1/2 MS对彩色马铃薯试管苗的根数的生长非常有利。

窦国杰等[13]的试验结果表明,6-BA为0.5～3.0 mg/L时,对试管苗的生长有良好的促进作用。马春红等[14]的研究表明,0.3 mg/L IBA+0.3 mg/L KT培养出的试管苗效果好,根系多,植株生长健壮。本实验研究结果表明,0.5 mg/L 6-BA对彩色马铃薯试管苗的茎粗有显著影响,0.25 mg/L IBA对彩色马铃薯试管苗的株高也有显著影响。

李承永[15]以白糖替代蔗糖,得出5%～6%的白糖浓度对试管苗长势非常适合且可降低成本。本实验研究的结果表明,5%的蔗糖浓度也对彩色马铃薯试管苗的株高、茎节数及试管苗的根数有显著影响。这说明低浓度的蔗糖对试管苗壮苗的影响较大。

4 结论

综上所述,处理5(MS+6-BA 0.25 mg/L+IBA 0.25 mg/L+蔗糖40 g/L)可得到茎杆直立、粗壮、可用节间多且短、根系较发达的试管苗,因此处理5(MS+6-BA 0.25 mg/L+IBA 0.25 mg/L+蔗糖40 g/L)是彩色马铃薯脱毒试管苗壮苗的最佳培养基。

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Filtrate of Different Vigorous Seedings Medium
to Virus-Free Coloured Potatoes Plants inside Test Tube

HUA Lei1,LÜGuohua2,J IA Xiaoying2
(1 Department of Horticulture,Shihezi university,Shihezi 832003,China;
2 Research and Development Center for Greenhouse Biological Seedling,Shihezi 832000,China)

In this experiment,processing coloured potatoes were selected as a testing materials.To study the effect on differenence medium of vigorous seedings of virus-free coloured potatoes plants inside test tube were in orthgonal design thogonal experiments of four factors and three levels.In order to select the best medium of vigorous seedlings of virus-free coloured potatoes plants inside test tube,some elements were adjusted and made variance analysis based on the seedling height,stem thick,the number of stems and the number of roots after cultivate 40 days.The result showed that the best medium for growth of synthesized of virus-free coloured potatoes plants of inside test tube was MS+6-BA 0.25 mg/L+IBA 0.01 mg/L+sugar 50 g/L.

coloured potatoes;vigorous seedlings;orthgonal design;the best medium

S532 < class="emphasis_bold">文献标识码:A

A

2010-01-11

华蕾(1982-),女,硕士生,专业方向为蔬菜生理生态。

吕国华(1963-),男,教授,从事设施园艺与生理生态、生物种苗研究;e-mail:lgh@shzu.edu.cn。