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學(xué)術(shù)論文
多效唑?qū)︸R鈴薯試管薯形成的影響
作者： [鄭敏 ] 文章來源： [本站原創(chuàng)] 點(diǎn)擊數(shù)：[3747] 更新時間：[2011-12-23]
1前言
馬鈴薯塊莖形成是一個復(fù)雜的發(fā)育過程,有關(guān)通過改變植株體內(nèi)激素平衡而誘導(dǎo)結(jié)薯的報道較多,如生長素、細(xì)胞分裂素、乙烯利[1]等。赤霉素的生物合成抑制劑之一矮壯素(CCC,Chlormequat或Chlorocholine chloride)已被廣泛應(yīng)用于植物組織培養(yǎng),對不同遺傳背景的許多馬鈴薯品種的試管薯形成有誘導(dǎo)作用,但對試管薯的進(jìn)一步增大有抑制作用,且具有通過赤霉素?zé)o法逆轉(zhuǎn)的某些非特定效果。
多效唑(Paclobutrazol)是一種高效低毒的植物生長延緩劑，兼有抑菌、殺菌作用,屬三唑類化合物，可與一般農(nóng)藥混用。生產(chǎn)中常用的多效唑一般是含量為15%的可濕性粉劑。能抑制多種作物的縱向生長, 提高植物的抗逆性，在極低濃度下有效抑制赤霉素的作用。對農(nóng)作物具有延緩基葉生長，促進(jìn)分枝、分蘗，促進(jìn)根系形成，增加抗逆性能，增加產(chǎn)量，改善品質(zhì)的作用。近年來研究表明,多效唑?qū)︸R鈴薯塊莖器官的離體誘導(dǎo)及生長調(diào)控有一定作用，適當(dāng)濃度的多效唑能增加試管薯產(chǎn)量,抑制熟前發(fā)芽。
本研究主要通過探討不同濃度多效唑?qū)υ嚬苊缟L和試管薯離體誘導(dǎo)效果,以尋求一條更加高效低耗的馬鈴薯快繁途徑。
2 材料與方法
2.1供試材料
供試材料為栽培品種夏波蒂（shepody）脫毒試管苗，由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院遺傳教研室提供。
2.2方法
取夏波蒂脫毒試管苗的中部3～4節(jié)切段接種在含有MS培養(yǎng)基的三角瓶中，每節(jié)段含2個腋芽，每瓶接種5～7節(jié)，置于(25±1)℃、光照16d、光強(qiáng)2000～3000lx條件下進(jìn)行擴(kuò)繁,以為誘導(dǎo)結(jié)薯提供足夠的、來源一致的基礎(chǔ)試管苗。
將帶有兩個葉節(jié)的試管苗莖段接種到裝有約40 ml培養(yǎng)基的150 ml三角燒瓶中,每瓶接種5個莖段。培養(yǎng)基為MS+3%蔗糖, pH5. 8,培養(yǎng)室溫度(25±2)℃,光照強(qiáng)度2000～3000lx,光照16 h/d,培養(yǎng)約3周左右。
待脫毒試管苗長至約6～7葉節(jié)時, 把三角瓶內(nèi)繁殖的馬鈴薯基礎(chǔ)苗取出,在無菌條件下切取帶有2個腋芽,接種到經(jīng)過高壓滅菌的含有40ml不同濃度(0.00、0.05、0.10、0.15、0.20mg/L)多效唑的固體MS培養(yǎng)基的150mL三角瓶中進(jìn)行培養(yǎng)，每瓶6～7個莖段。每個處理重復(fù)3次,置于光強(qiáng)2000～3000lx，溫度(25±2)℃的條件下培養(yǎng)至苗高6㎝左右時，轉(zhuǎn)移至(20±2)℃的全黑暗條件下誘導(dǎo)結(jié)薯。
在多效唑誘導(dǎo)培養(yǎng)基培養(yǎng)在黑暗條件下誘導(dǎo)培養(yǎng),每隔7d調(diào)查各處理中明顯可見膨大的試管薯數(shù)量。誘導(dǎo)結(jié)薯36d收獲，統(tǒng)計未受污染的結(jié)薯數(shù)量(個/瓶)、單瓶結(jié)薯數(shù)、試管薯產(chǎn)量(g/瓶)、試管薯平均直徑及單薯鮮重(g/個)、薯塊重量(g)、直徑（mm）、鮮重（g）、單瓶薯重(g)和單株薯率(個/株)等,對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和差異顯著性測驗(yàn)，顯著性測驗(yàn)采用新復(fù)極差法。
3 結(jié)果與分析
3.1多效唑?qū)υ嚬苁硇纬傻挠绊?/span>
不同濃度多效唑?qū)υ嚬苁硇纬傻挠绊懭鐖D1。黑暗條件下,誘導(dǎo)培養(yǎng)15 d后,幾乎所有處理產(chǎn)生的試管薯已達(dá)到最終數(shù)量的90%以上。0.2mg/L處理在誘導(dǎo)培養(yǎng)第5～10 d中試管薯產(chǎn)生速度明顯加快,此后增加速度較慢。誘導(dǎo)培養(yǎng)第時,多效唑處理下試管薯形成隨其濃度的遞增而遞增,且顯然快于無激素處理。說明多效唑處理有助于試管薯的提早形成,且不同濃度多效唑處理下均未出現(xiàn)畸形串薯現(xiàn)象。
誘導(dǎo)培養(yǎng)36 d后,在0.10～0.20mg/L范圍內(nèi),隨多效唑濃度的增加,試管薯單瓶結(jié)薯數(shù)量逐漸減少,而單瓶試管薯的鮮重在0.00～0.20 mg/L范圍內(nèi)逐漸增加(圖2)。0.10mg/L處理單瓶結(jié)薯數(shù)量顯著增加,但對單瓶結(jié)薯鮮重影響差異不顯著,與無激素處理差異不顯著。大于0.1 mg/L濃度的多效唑處理單瓶結(jié)薯數(shù)量和鮮重均低，但0.20mg/L時有顯著增加，高于本實(shí)驗(yàn)中所有其它處理。
在0.10～0.15 mg/L濃度內(nèi),隨多效唑濃度的增加,試管薯平均單薯鮮重逐漸增加;0.15 mg/L多效唑處理使平均直徑較其他處理都顯著提高(圖3)。大于0.15 mg/L濃度的多效唑處理平均直徑減少,其單薯鮮重也減低。
3.2多效唑?qū)纹拷Y(jié)薯數(shù)和大薯率的影響
不同的多效唑濃度處理對馬鈴薯結(jié)薯數(shù)和大薯率存在著顯著的影響，對單瓶結(jié)薯數(shù)呈負(fù)相關(guān)，濃度越高，單株結(jié)薯數(shù)越少。對大薯率呈正相關(guān)，濃度越高，大薯率越高。
3.3多效唑?qū)︸R鈴薯產(chǎn)量的影響
多效唑在不同濃度范圍處理馬鈴薯后，馬鈴薯產(chǎn)量發(fā)生了顯著的增產(chǎn)作用，當(dāng)使用劑量在適合的范圍內(nèi)，馬鈴薯塊莖有較高的增產(chǎn)作用，本項(xiàng)試驗(yàn)適合的劑量是處理0.20mg/L，產(chǎn)量比對照增加了2.8418，說明在使用多效唑時濃度應(yīng)控制在一個適合范圍內(nèi)，濃度過大，一是會過度抑制，影響光合產(chǎn)物的積累；二是會加大成本，不經(jīng)濟(jì)。
4 結(jié)語
Garner和Blake[2]以及Ranalli等[3]報道,即使不使用任何生長調(diào)節(jié)劑也能誘導(dǎo)試管薯形成,本實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這一觀點(diǎn)。
研究表明,多種激素參與調(diào)控馬鈴薯塊莖的形成,但它們的效果似乎最終均依賴于組織內(nèi)赤霉素(GA)含量的高低[4]。矮壯素(CCC)和多效唑(Paclobutrazol)都是GA生物合成的抑制物質(zhì),矮壯素阻止了GA合成的早期從牛兒焦磷酸(GGPP)到古巴焦磷酸(CDP)和從古巴焦磷酸到內(nèi)-貝殼杉烯(ent-kaurene)的過程[4]。多效唑主要通過阻止從內(nèi)-貝殼杉烯(ent-kaurene)到內(nèi)-貝殼杉烯酸(ent-kaurenoic acid)的轉(zhuǎn)化而抑制GA的生物合成[4]。本試驗(yàn)中，在試管薯誘導(dǎo)條件下,0.2mg/L的多效唑處理促進(jìn)提早結(jié)薯,使單瓶試管薯鮮重、平均直徑和單薯鮮重都顯著增加,有利于提高試管薯質(zhì)量.且其使用濃度僅為國際馬鈴薯中心推薦標(biāo)準(zhǔn)中矮壯素濃度(500 mg/L)的1/5000,故極少會出現(xiàn)多效唑在馬鈴薯體內(nèi)殘留及對環(huán)境等污染的不良影響,同時還有利于節(jié)約生產(chǎn)成本。因此,在馬鈴薯試管薯生產(chǎn)中,應(yīng)用多效唑可能比矮壯素更具優(yōu)勢,即多效唑是矮壯素較好的替代物之一?？紤]到矮壯素促進(jìn)馬鈴薯結(jié)薯的作用是對不同來源的大量品種試驗(yàn)的結(jié)果,而多效唑僅在少數(shù)品種上進(jìn)行了試驗(yàn),故大范圍應(yīng)用尚需進(jìn)一步研究。
盡管在沒有任何外源激素的參與下,只要環(huán)境適宜,也能形成馬鈴薯試管薯[3],但在相同條件下其結(jié)薯晚、結(jié)薯率低、薯塊小,因此,為提高試管薯的產(chǎn)量和質(zhì)量,縮短生產(chǎn)周期,使用外源激素是必要的。細(xì)胞分裂素類,能促進(jìn)試管薯的發(fā)生發(fā)育,其促進(jìn)作用表現(xiàn)在薯重和結(jié)薯數(shù)的同時增加上。生長素類激素能增加試管薯的大小,但對試管薯誘導(dǎo)率沒有作用,其作用表現(xiàn)在試管薯的個數(shù)和重量上,可以較大限度地提高產(chǎn)量,縮短生產(chǎn)周期。
多效唑是一種廣譜高效低毒的植物生長延緩劑,對作物的株高有明顯的抑制效果,使作物矮化,在抑制株高的同時促進(jìn)作物的橫向生長,可使莖段加粗,葉伸展加寬。在馬鈴薯大田生產(chǎn)中使用較為廣泛,在馬鈴薯試管薯誘導(dǎo)中未見報道。本文初步摸索了多效唑在馬鈴薯試管苗植株中的運(yùn)用,發(fā)現(xiàn)一定濃度的多效唑(0.1～0.2mg/L)應(yīng)用于馬鈴薯組織培養(yǎng)中,對試管苗植株結(jié)薯有促進(jìn)作用。
參考文獻(xiàn)：
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