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蔗糖浓度对马铃薯试管薯诱导的影响


    摘  要  本实验研究了不同蔗糖浓度对四川省凉山州主栽马铃薯品种试管薯诱导的影响,结果表明,“米拉”、“川凉薯1号”和“凉薯8号”分别在蔗糖浓度为10%和8%时诱导结薯效果最好。
    关键词  马铃薯  蔗糖  试管薯  诱导结薯


    马铃薯(Solanum tuberosum L.)是无性繁殖作物,在生产中会由于感染病毒导致退化,从而制约产量,利用马铃薯脱毒技术生产脱毒种薯用于生产,可以解决该问题。随着现代生物技术的发展,将植物组培技术应用于马铃薯脱毒试管苗的繁殖,并进行诱导生产试管薯,可以最大限度的保证种质。
    利用植物组培技术诱导马铃薯试管薯,碳源起到至关重要的作用,一方面作为碳源为试管苗的生长以及试管薯的膨大提供能量,其次适宜的浓度可以提供一定的渗透压,以利于植株的生长以及碳水化合物在块茎中的积累。常用的碳源有蔗糖、食用白糖、葡萄糖、果糖和麦芽糖等。目前,试管薯诱导培养中使用较多的是蔗糖,刘国权等也证明蔗糖是最有效的碳源,当利用蔗糖作碳源时能够获得较大的平均薯重。本研究以四川省凉山州主栽的3个品种“米拉”、“凉薯8号”和“川凉薯1号”为供试材料,探索不同的蔗糖浓度对马铃薯试管薯结薯的影响,对体系进行优化节约生产成本。
1 材料与方法
1.1 试验材料
    供试材料为凉山州西昌农业科学研究所保存的“米拉”、“凉薯8号”和“川凉薯l号”3个马铃薯品种脱毒无菌试管苗。
1.2 试验方法
1.2.1 培养基的设计及培养
    试验采用MS培养基,琼脂用量为O.5%,PH调至5.8~6.0,蔗糖浓度为3%,121℃高温高压灭菌15min。选取苗龄30d的马铃薯试管苗,剪取0.5cm左右带腋芽的茎段,接种于MS培养基上。在培养室温度为19~21℃、光照20001x、光照时间为16h的条件下培养30d。
    以MS培养基为基础配置诱薯液体培养基,PH调至5.8~6.0,121℃高温高压灭菌15min。试验中设置不同蔗糖浓度5个水平,分别为4%、6%、8%、l0%、12%。将诱薯培养基加入预先培养30d的试管苗培养瓶中,每瓶50ml。在培养室温度为19~21℃、黑暗条件下培养。
1.2.2 观察记录
    黑暗培养60d后,测定试管苗的结薯数和单粒薯重,详细记录后,进行生物统计分析。分析软件采用Excel 2010,DPS7.05。
2  结果与分析

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    由表1可以看出,因素A(品种)效应中,结薯数和薯重的差异均达到了极显著水平;因素B(蔗糖浓度)效应中,结薯数的差异达到显著水平。而薯重的差异达到了极显著水平。在因素A(品种)和因素B(蔗糖浓度)的互作效应中,结薯数和薯重的差异均达到极显著水平。

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    由表2可以看出,“米拉”的结薯数和薯重均随着蔗糖浓度的升高而升高,当蔗糖浓度为10%时,每瓶结薯数达到23粒,重量达到8.67g,随后结薯数和薯重均开始降低。“凉薯8号”的结薯数在蔗糖浓度为6%时最高,达到每瓶17粒,随后随着蔗糖浓度升高而降低,而薯重随着蔗糖浓度升高而升高,随后降低,在蔗糖浓度为8%时最高,为5.58g。当蔗糖浓度为4%时,“川凉薯l号”的结薯数最多,每瓶24.33粒;蔗糖浓度为8%时薯重达到最大值,为6.44g。

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    表3结果显示,蔗糖浓度为lO%时,米拉的诱薯率和平均薯重均达到最大值,分别为287.5%,和375.7mg/粒;蔗糖浓度为6%时,“凉薯8号”的诱薯率最高,达到212.5%,但是平均薯重小,仅为203.5mg/粒;当蔗糖浓度为8%时,平均薯重最小,达到383.7 mg/粒。“川凉薯l号”在蔗糖浓度4%时诱薯率最高,达到304.1%,蔗糖浓度8%时平均薯重达到最大,为331.4mg/粒。
3讨论与结论
    马铃薯试管薯的形成和发育受多种外界环境条件的影响,其中温度、光周期、蔗糖浓度、培养方式、6一BA、植物生长延缓剂等尤为重要。而低温、短日照或黑暗以及高糖是马铃薯试管薯诱导的基本条件。Khuri等人的研究结果显示。当蔗糖浓度为8%时,不仅为试管薯的形成提供了足够的碳源,也为试管薯的膨大提供了适宜的渗透压。而高浓度的蔗糖还能诱导块茎形成过程中特异基因的表达,促进块茎储藏蛋白的积累。马铃薯试管薯在诱导过程中,需要根据不同的品种调节合适的蔗糖浓度,蔗糖浓度过高或过低会对试管苗的生长及试管薯的形成产生不利影响,例如吕长文等认为8~10%的蔗糖浓度适宜“米拉”品种的试管薯诱导;沈清景等的研究结果表明,当蔗糖浓度为8%时,利于“克新3号”试管薯的形成。
    本实验的结果表明,“米拉”。“川凉薯1号”和“凉薯8号”3个品种的结薯数和薯重的差异达到极显著水平。“米拉”的结薯数和薯重都随着蔗糖浓度的升高而增加。到10%时达到最大值,这与前人的研究结果一致。“凉薯8号”在蔗糖浓度为6%诱薯率最高,但是平均薯重轻,而当蔗糖浓度为8%时,虽然结薯数减少,但是薯重达到最大值,产量提高。“川凉薯1号”在蔗糖浓度为4%时诱薯率最高,但是薯重轻,而蔗糖浓度为8%时,诱薯率降低,薯重增加。以上结果表明,“川凉薯1号”和“凉薯8号”在低蔗糖浓度时诱薯率高。这是由于低浓度的蔗糖提供了适宜的渗透压;较高蔗糖浓度时诱薯率下降产量提高,是因为高浓度的蔗糖诱导块茎形成过程中储藏蛋白的积累,同时也为碳水化合物的合成提供了充足的碳源。也有研究表明,在高浓度的蔗糖浓度下,马铃薯植株体内的GA水平较低,而较高的GA水平不利于试管块茎的发生与膨大,因此,高浓度的蔗糖促进试管块茎形成可能是通过调节植株体内的GA水平来实现的。本实验结果表明,“米拉”、“川凉薯l号”和“凉薯8号”分别在蔗糖浓度为10%和8%时诱导结薯效果最好。


参考文献
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