甘露醇對(duì)馬鈴薯試管苗生長和有效保存期的影響

甘露醇對(duì)馬鈴薯試管苗生長和有效保存期的影響

貴州省的紅薯資源一直采用“春秋”方法保存，但這種方法不僅需要大量的人力、物力和財(cái)力資源，還不可避免地受到各種疾病和因素的影響，最終導(dǎo)致資源的混合和流失。利用莖尖脫毒、組織培養(yǎng)技術(shù)以試管苗形式保存馬鈴薯種質(zhì)資源,既避免了因田間病蟲害侵襲引起的資源流失,又便于種質(zhì)交流,同時(shí)還具占地小的優(yōu)點(diǎn)。但馬鈴薯脫毒試管苗在正常生長環(huán)境中保存長勢(shì)快,短期內(nèi)就要進(jìn)行多次轉(zhuǎn)接,轉(zhuǎn)接次數(shù)太多易造成材料污染和變異的發(fā)生。有研究報(bào)道,在培養(yǎng)基中添加植物生長抑制物質(zhì)B9(丁酰肼)、甘露醇、CCC(矮壯素)或PP333(多效唑)能抑制保存材料的生長,使試管苗的保存時(shí)間得到不同程度延長,而且對(duì)馬鈴薯試管苗種質(zhì)的遺傳穩(wěn)定性沒有影響。但在以上各種植物生長抑制劑中,甘露醇作為一種在代謝中不活潑的蔗糖乙醇,主要通過調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的滲透壓來抑制植株對(duì)水分的利用,從而達(dá)到延緩植株生長的目的,同時(shí)它的用量少且延長試管苗時(shí)保存時(shí)間相對(duì)較長,故多用于馬鈴薯種質(zhì)試管苗的保存中,但相關(guān)報(bào)道多,結(jié)果也不一,如王娟報(bào)道培養(yǎng)基內(nèi)添加0.01%~0.1%的甘露醇就能達(dá)到很好的保存效果;周明德報(bào)道了培養(yǎng)基內(nèi)添加5%的甘露醇,試管苗可保存11個(gè)月;李曉淑用3%的甘露醇能在常溫條件下保存馬鈴薯試管苗2個(gè)月。貴州省馬鈴薯研究所收集、構(gòu)建了數(shù)百份馬鈴薯種質(zhì)試管苗材料,為確保構(gòu)建好的種質(zhì)試管苗能被安全保存,筆者等研究了甘露醇對(duì)馬鈴薯脫毒試管苗的生長和有效保存期的影響,旨在為馬鈴薯試管苗生長和有效保存提供試驗(yàn)依據(jù),以期得到簡單、長效的馬鈴薯種質(zhì)材料保存方法,進(jìn)而節(jié)省成本、節(jié)省人力。1材料和方法1.1試驗(yàn)材料試材為篩選培養(yǎng)28d,生長較一致的費(fèi)烏瑞它脫毒試管苗。甘露醇為市售,國產(chǎn),白色粉末。1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)置6個(gè)甘露醇濃度梯度:0、1%、2%、3%、4%和5%。1.3測(cè)試方法1.3.1添加創(chuàng)新試劑以MS為基本培養(yǎng)基,分別添加6個(gè)濃度梯度的甘露醇,添加瓊脂6g/L、蔗糖200g/L,pH為6.0。培養(yǎng)基配制好后分裝在150mL三角瓶內(nèi),每瓶裝40mL,封口后置于高壓滅菌鍋內(nèi)常規(guī)滅菌,冷卻待用。1.3.2接種個(gè)體節(jié)段接種將篩選出的馬鈴薯脫毒試管苗剪切成帶1個(gè)腋芽、長約1cm的節(jié)段并接種在滅好菌的試管苗保存培養(yǎng)基上,每瓶接種10個(gè)節(jié)段,各處理接種10瓶,3次重復(fù)。1.3.3培訓(xùn)將接好種的培養(yǎng)基置于(20±2)℃,2000lx,12h光照條件下培養(yǎng)。1.3.4生長、葉數(shù)、成活率每隔16、35、55、80、114、150、182d記錄株高、葉數(shù)、可用節(jié);隔35、70、109、150、177、200、234d記錄植株成活率。測(cè)量結(jié)果取其算術(shù)平均值。2結(jié)果與分析2.1甘露醇對(duì)多克隆試苗高度的影響試管苗在對(duì)照培養(yǎng)基(CK)中生長很快,35d即長滿玻璃瓶,約12.5cm,而在添加甘露醇的培養(yǎng)基中,試管苗的高度均明顯低于對(duì)照,并隨甘露醇使用濃度的增加迅速下降;從圖示可看出,甘露醇濃度1%時(shí),試管苗最大高度(6.99cm),只有對(duì)照的50%,達(dá)此高度的時(shí)間是114d,比對(duì)照的35d延長79d;當(dāng)甘露醇使用濃度≥3%時(shí),馬鈴薯試管苗高度明顯受到抑制,只有2cm左右。2.2不同濃度的甘露醇對(duì)試管苗葉片數(shù)的影響從不同濃度甘露醇對(duì)試管苗葉數(shù)的影響(圖1)看出,接種材料培養(yǎng)55d前,甘露醇各濃度處理中葉片數(shù)的增加速度不及對(duì)照,但55d后各處理中葉片數(shù)明顯高于對(duì)照,其中以2%的甘露醇濃度處理最高,為15.7片,其次是1%的甘露醇濃度處理(13.1片);低濃度的甘露醇(1%~2%)處理下,試管苗葉片數(shù)在培養(yǎng)114d后開始減少(對(duì)照從80d開始明顯減少),而3%~5%的處理中試管苗葉片數(shù)變化不大;從單位長度(1cm)試管苗莖段上生長的葉片數(shù)統(tǒng)計(jì)觀察,添加甘露醇的各處理中,葉片數(shù)均大于1.5片/cm,高出對(duì)照的0.83片/cm,且隨甘露醇使用濃度的升高,葉片數(shù)明顯增多,當(dāng)甘露醇濃度為5%時(shí)單位長度莖段上葉片數(shù)達(dá)5.45片。2.3甘露醇對(duì)試苗可用節(jié)數(shù)的影響(圖1)看出,不同甘露醇濃度處理費(fèi)烏瑞它脫毒試管苗的可用節(jié)最高值均低于對(duì)照(CK為8.4節(jié)),且隨濃度的增加,可用節(jié)數(shù)降低的幅度越大,當(dāng)甘露醇是5%時(shí)試管苗可用節(jié)最高值是2.9節(jié),低出對(duì)照5.5節(jié);但對(duì)照的試管苗從培養(yǎng)80d后其可用節(jié)數(shù)量開始明顯降低,而各濃度甘露醇處理上試管苗可用節(jié)數(shù)一旦達(dá)到最高就可維持此高度不變。2.4甘露醇對(duì)試苗成活率的影響從不同濃度甘露醇對(duì)試管苗成活率的影響(圖1)看出,在未加甘露醇的培養(yǎng)基中,試管苗生長很快,35d即能長滿培養(yǎng)容器的頂部,80d后試管苗由于頂?shù)椒饪谀ざ鴱澢蛳律L,越靠近植株頂端的莖越細(xì),且呈白色,植株分枝較多,新生葉特別小,顏色淺綠,多數(shù)老葉褪綠變黃、逐步枯死,致使試管苗成活率開始明顯降低,在培養(yǎng)109d時(shí)試管苗成活率為87.5%,當(dāng)培養(yǎng)200d后試管苗全部死亡,成活率為0。不同甘露醇處理中試管苗的葉色濃綠,在培養(yǎng)177d前成活率均為100%;培養(yǎng)200d時(shí)因部分葉片發(fā)黃枯死,使甘露醇濃度為1%~2%處理的試管苗成活率開始降低,約為60%,而3%~5%處理的仍有100%;培養(yǎng)234d時(shí),甘露醇濃度1%~2%的成活率只有50%左右,而濃度為3%~5%處理的試管苗成活率仍能達(dá)到95%以上。甘露醇濃度為3%~5%的處理雖試管苗成活率均高于95%,但甘露醇濃度越高,可用節(jié)數(shù)量越低,同時(shí)形成水浸狀苗的比例越高,不利于試管苗的繼代轉(zhuǎn)接,故篩選出1%~2%的甘露醇濃度較適宜試管苗的繼代和保存。3甘露醇濃度對(duì)馬鈴薯試苗保存時(shí)間的影響研究結(jié)果表明:培養(yǎng)基內(nèi)加入甘露醇可抑制費(fèi)烏瑞它脫毒試管苗的生長和延長試管苗保存時(shí)間,但甘露醇的最適濃度是1%~2%,在(20±2)℃、2000lx、12h光照條件下可以使試管苗保存時(shí)間延長至7個(gè)月,成活率達(dá)50%左右;當(dāng)甘露醇濃度升高,試管苗的保存期得到延長,同時(shí)成活率也變高,但試管苗玻璃化現(xiàn)象嚴(yán)重,主要表現(xiàn)在莖稈和葉片水浸狀,葉色黃綠色,不利于轉(zhuǎn)接及繼代生長。周明德報(bào)道了培養(yǎng)基內(nèi)添加5%的甘露醇,在16~20℃、1000lx,每天光照8h的條件下,試管苗可保存l1個(gè)月,有效地提高試管苗的保存時(shí)間。李曉淑的研究表明,3%的甘露醇能在常溫條件下保存馬鈴薯試管苗2個(gè)月,