设施农业本科毕业论文

不同无机盐含量及蔗糖浓度对日本

马铃薯品系不定芽形成影响

摘 要

本文以日本马铃薯品系的节间为外植体进行组织培养，探讨不同消毒方法和不同无机盐含量的MS培养基(MS、1/2MS、1/4MS、1/8MS)和蔗糖浓度对马铃薯不定芽形成的影响。结果表明：HgCl2（0.1%）消毒处理7min效果最好，其污染率为12.5%，枯死率为0；培养基中高浓度的无机盐有利于促进日本马铃薯不定芽的形成，不定芽萌发快、长势好、数量多，其中以MS效果最佳，1/2MS、1/4MS次之；培养基中低浓度的无机盐不利于小果树不定芽的形成，不定芽萌发慢、数量少，以1/8MS效果最差；蔗糖浓度过高过低都不利于不定芽的分化，浓度为30g/L对试管苗的培养效果最佳。

关 键 词：马铃薯 无机盐含量 节间 组织培养

目 录

1 引言 ............................................................. 2 1.1 马铃薯概况 .................................................... 2 1.2 我国的研究现状 ................................................ 3 1.3国外的研究现状 ................................................ 3 2 材料与方法 ....................................................... 4 2.1试验材料 ...................................................... 4 2.2 试验方法与设计 ............................................... 4 3 结果与分析 ....................................................... 5 3.1 0.1％的HGCL2 不同灭菌时间对马铃薯嫩茎体表灭菌效果 ............. 5 3.2 无机盐含量对日本马铃薯节间不定芽形成的影响 ................... 5 3.3 不同蔗糖浓度对不定芽形成的影响 ............................... 6

4 讨论 ............................................................. 7 4.1无机盐含量对日本马铃薯节间不定芽形成的影响 .................... 7 4.2 不同蔗糖浓度对不定芽形成的影响 ............................... 7 5 结论 ............................................................. 7 致 谢 .......................................... 错误！未定义书签。 参 考 文 献 ..................................................... 8

1 引言

1.1 马铃薯概况

马铃薯是茄科茄属蔬菜，其地下块茎可供食用。是世界上主要的经济和粮食作物之一。马铃薯是新世纪最有发展前景的高产经济作物之一，同时也是十大热门营养健康食品之一。马铃薯是仅次于水稻、玉米、小麦的重要粮食作物，是投资少、见效快、效益高的作物，一旦经过深加工，可以增值几倍、十几倍甚至几十倍。以马铃薯为主要原料生产的各种休闲食品尤其受到广大消费者的青睐，产销异常旺盛。由于它高产稳产、适应性广、营养成分全和产业链长而受全世界的

高度重视，马铃薯的种薯及各种加工产品已成为全球经济贸易中的重要组成部分。目前全世界有140多个国家种植马铃薯，面积达2000万hm2，总产量约3亿t；我国马铃薯的种植面积约450万hm2，鲜薯年产量约为6000万t，位居世界第1位[1-2]。 1.2 我国的研究现状

马铃薯具有较高的开发应用价值和经济价值。在我国东北的南部、华北和华东地区，马铃薯作为早春蔬菜成为农村致富的重要作物；在华东的南部和华南大部,鲜薯出口可以获得极大的经济效益；在西北地区和西南山区，马铃薯作为主要的粮食作物为解决农民的温饱问题发挥重要的作用。在食品加工业中，以马铃薯为原料，可加工成各种速冻方便食品和休闲食品，它们在改善人们膳食结构的同时也为马铃薯生产提高了附加值。马铃薯不但营养价值高，而且还有一定的医疗保健作用，它能够供给人体大量的粘体蛋白质。 1.3国外的研究现状

20世纪60年代以后，由于组织培养技术日趋成熟和完善，世界各地的植物组织培养研究和产业化应用进入迅速发展阶段，几乎所有的马铃薯生产国都使用这项技术进行脱毒快繁，并部分地进行育种研究[6] 1976年于内蒙古建立了我国无病毒种薯生产的时代。近20年来，我国在马铃薯组织培养和细胞培养方面也有一些研究报告发表。我国学者多采用MS培养基和勒新培养基作为基本培养基，用马铃薯不同部位作外植体进行离体培养。马铃薯产业在未来全球农业发展中将具有巨大的潜力和广阔前景。在不久前举行的第五届世界马铃薯大会上，许多国家对参与中国马铃薯产业表示了浓厚的兴趣。在此之前，包括国际马铃薯交流中心，联合国发展计划署和美国加拿大荷兰俄罗斯英国等早己与中国建立了广泛的合作关系。他们通过执行项目为中国引进了马铃薯各种种质资源,提供技术服务。

2 材料与方法

2.1试验材料

本试验所用材料是引自日本的马铃薯新品系06-10。

2.2 试验方法与设计

无菌环境的准备：将装有蒸馏水的三角甁、装有适量培养基的三角甁、剪刀、镊子、滤纸等进行高温高压灭菌20min；将酒精灯、烧杯等置于超净工作台上，用紫外灯灭菌30min。

接种试验材料的准备及灭菌：取植株刷洗干净，切成带单个芽茎段，在自来水下冲洗30min。再用75％的乙醇进行嫩茎表面消毒15s，无菌水冲洗2次，然后用0.1%HgCl2灭菌处理，分别浸泡5min、7min、9min和11min，充分摇匀，再用无菌水洗5～6次，滤纸吸干表面残留水分，接种到添加IAA 0.5 mg/L＋KT 0.1 mg/L激素的MS基本培养基上，为以后的试验提供基本的植物材料。培养基附加琼脂粉7g/L、蔗糖30g/L，用0.1mol/L的HCl或NaOH调pH值至5.8左右，分别适量的装在已清洗干净的三角培养瓶中，在121℃高压灭菌20min。用培育出的无菌幼苗作为外植体进行试验。

把无菌幼苗节间切成长约1cm的切段，在接种室的超净工作台上，利用无菌操作，把外植体分别接种到MS、1/2MS、1/4MS、1/8MS四种不同的基本培养基上和含有不同浓度蔗糖的培养基上（具体设计见表1）。其他条件为30g/L蔗糖，7g/L琼脂，直接放光下培养，探讨不同无机盐含量和蔗糖浓度对日本马铃薯品系不定芽形成的影响。

表1 不同蔗糖浓度对不定芽形成的影响试验设计

培养基 MS MS

CPPU 0.15 0.15

激素种类及浓度(mg/L)

NAA 0.1 0.1

蔗糖浓度(g/L)

20 30

MS

0.15

0.1

50

3 结果与分析

3.1 0.1％的HgCl2 不同灭菌时间对马铃薯嫩茎体表灭菌效果

本试验通过用0.1％的HgCl2对该日本马铃薯品系的嫩茎进行不同时间的体表灭菌消毒处理。其结果见表2。

表2 0.1％的HgCl2 不同灭菌时间对嫩茎体表灭菌效果

灭菌时间/min

5 7 9 11

接种数量/个

16 16 16 16

污染数/个

16 2 8 0

污染率/％

100 12.5 50 0

枯死率/％

0 0 0 100

由表2结果表明：用0.1％HgCl2体表灭菌7min对该马铃薯品系的嫩茎消毒处理效果最好，其污染率为12.5％。如果消毒时间过短或过长效果都不好，时间过短则消毒不彻底，导致材料大量污染；而时间过长，很容易将细胞组织杀死，致使材料干枯死亡，培养基褐化。

3.2 无机盐含量对日本马铃薯节间不定芽形成的影响

通过利用MS、1/2MS、1/4MS、1/8MS四种不同无机盐含量的培养基对马铃薯外植体的培养试验，结果表明无机盐含量对不定芽的形成有显著不同的影响。由图1、图2可以看出，MS、1/2MS、1/4MS、1/8MS四种无机盐含量的培养基对日本马铃薯06-10不定芽形成的影响差异显著，再生培养2周后四种培养基上不定芽形成率分别为87.5％、75％、75％和50％，可见对不定芽再生频率来说，MS的效果最好，1/2MS、1/4MS次之，1/8MS的效果最差。这可能与NH4+/NO3－比

例和钙，铁等盐浓度有关。

所以，由试验结果可看出MS培养基的盐浓度和NH4+/NO3－有利于不定芽的形成，而且不定芽再生时间短，速度快，生长旺盛，相比之下该培养条件更适合该日本马铃薯06-10不定芽的形成。其中1/4MS和1/8MS所含无机盐浓度太低，只能提供植物短时间内生长所需，当植株长到一定大小时，培养基所含无机盐就不能满足植物生长所需了。

3.3 不同蔗糖浓度对不定芽形成的影响

本试验在MS＋CPPU＋NAA培养基中，添加不同浓度蔗糖，观测不定芽形成的效果，结果统计见表3。

表3 蔗糖浓度对不定芽形成的影响效果

蔗糖浓度(g/L) 20 30 40 50

接种数(个)

分化芽的外植体

数(个) 12 14 12 8

平均株高(cm)

平均侧芽数量(个)

16 16 16 16

7.33 8.18 7.45 6.93

15.25 17.25 15.75 14.00

由表3可以看出，不同浓度的蔗糖对马铃薯器官形成和离体形态发生有明显的影响。蔗糖浓度为30g/L时，不定芽形成效果最好，茎直立粗壮，叶片伸展，叶色深绿。此后随蔗糖浓度的增加平均株高和不定芽数开始降低。20g/L蔗糖处理，芽生长较慢，很难伸长。较高浓度的蔗糖（≥40g/L）不定芽分化也不好，可能是培养基中渗透压不适合。试验结果表明，蔗糖浓度过高过低都不利于不定芽的分化，浓度为30g/L对试管苗的培养效果最佳。

4 讨论

4.1无机盐含量对日本马铃薯节间不定芽形成的影响

通过不同无机盐含量的MS培养基对节间不定芽形成影响的研究，我们筛选出了影响该日本马铃薯06-10高效再生体系建立的一部分因素。在试验中我们发现不同无机盐含量的MS培养基对马铃薯高效再生体系的建立有很大影响，并找到其生长最佳的MS培养基的无机盐含量。

植物离体培养的器官发生受到植物体内环境和外部培养条件的影响，本试验发现在诱导该日本马铃薯06-10不定芽的再生中，MS效果最佳，这可能与NH4+/NO3－比例和钙，铁等盐的浓度有关。无机盐是植物组织培养过程中不可缺少的营养成分，也是影响植物组织培养是否成功的关键之一。无机盐是培养物渗透环境的主要调节者，为组织培养过程提供生长所需的矿质营养元素。

4.2 不同蔗糖浓度对不定芽形成的影响

在组织培养中，由于大多数情况下不能进行光合作用或光合作用很微弱，因此必须在培养基中添加糖作为碳素源，同时糖对调解培养基的渗透压也有一定作用。所以说糖是植物组织培养过程中不可缺少的营养成分[9]，也是影响植物组织培养是否成功的关键之一。在植物组织培养中最主要的和常见的糖类是蔗糖 [10]。根据不同试验材料调节适合的蔗糖浓度，对植株生长有一定的促进作用。本试验确定适合该日本马铃薯06-10不定芽形成的最佳蔗糖浓度为30g/L，在此浓度下培养的试管苗植株健壮、长势良好，而且苗增殖系数比较高。但当蔗糖浓度过大时，植株细弱、叶片枯黄，对植株生长有些抑制作用，可能是培养基中渗透压不适从而影响了再生。而浓度过低试管苗生长后期碳源不足使芽生长缓慢。

5 结论

(1)化学方法更适用于接种材料的灭菌，对于本试验采用升汞进行体表灭菌且HgCl2（0.1%）体表消毒处理7min效果最好。

(2)培养基中高浓度的无机盐含量有利于促进日本马铃薯品系不定芽的形成，不定芽萌发快、长势好、数量多，其中以MS效果最佳，1/2MS、1/4MS次之；培养基中低浓度的无机盐含量不利于该马铃薯品系不定芽的形成，不定芽萌发慢、数量少，以1/8MS效果最差。

(3)蔗糖浓度过高过低都不利于不定芽的分化，浓度为30g/L对试管苗的培养效果最佳。

参 考 文 献

1 滕宗燔, 张畅. 中国马铃薯栽培学[M]. 中国农业出版社,1994, 1:2-4. 2 魏延安. 世界马铃薯产业发展现状及特点[J]. 世界农业,2005,3: 52-54. 3 金黎平.马铃薯优良品种及丰产栽培技术[M].中国劳动社会保障出版社,2002,3-4. 4 邓向东马铃薯微型薯人工种子工厂化生产技术研究[J].马铃薯杂志，2001，

5 司怀军，王蒂，王清.我国马铃薯组织和细胞培养的研究进展[J].中国马铃薯，2000，4，(14):353-357.

6 李灿辉,左祥.用茎尖分生组织培养方法脱除马铃薯病原菌[J].云南农业科技,2000,(1):147-149.

7李娟，程智慧，张国裕.马铃薯叶片高效再生体系的建立[J].西北植物学报，2004，24(4):610-614.

8 周宇波，柳俊，谢从华，等.马铃薯原生质体培养体系改良[J].华中农业大学学报，2001，20(5):469-473.

9栾雨时, 徐品三, 夏秀英, 等.适于马铃薯茎段再生的植物激素配比选择[J].中国马铃薯, 2004, 18(3) : 143～144.

10颜昌敬.植物组织培养手册[M].上海:上海科学技术出版社,1989.