紫色马铃薯离体培养芽诱导因子研究

韦鹏霄，周芳芳，岑秀芬，植菊芳，朱宏

（广西大学农学院，广西南宁530004）

紫色马铃薯离体培养芽诱导因子研究

韦鹏霄，周芳芳，岑秀芬，植菊芳，朱宏

（广西大学农学院，广西南宁530004）

[目的]应用组织培养技术对紫色马铃薯进行离体培养芽诱导研究，以建立紫色马铃薯离体培养技术体系。[方法]以紫色马铃薯芽为外植体，进行不同的灭菌处理、基本培养基、蔗糖浓度和培养温度的比较试验，筛选紫色马铃薯芽诱导的适宜因子。[结果]试验结果表明：适宜的芽外植体灭菌处理为75%酒精10 s+0.1%升汞10 min，芽诱导成活率为45.56%；适宜的基本培养基是MS培养基，芽诱导成活率为48.89%；适宜的蔗糖浓度是30 g/L，芽诱导成活率为58.89%；适宜的培养温度是25℃，芽诱导成活率为54.44%。[结论]研究结果为紫色马铃薯快速繁殖提供了技术参考。

紫色马铃薯；芽外植体；离体培养；诱导因子；培养条件

马铃薯（Solanum tuberosumL.）是茄科1年生草本植物，原产于南美洲安地斯山区，又称土豆。紫色马铃薯是近几年育出的彩色马铃薯新品种，为马铃薯的一个变种，与传统的马铃薯具有相似的生物学特征，因其薯皮和薯肉均呈深紫色，富有光泽，口感较好，品质极佳，且富含花青素而备受人们的喜爱。大量研究表明，花青素具有抗突变、抗氧化、预防心脑血管疾病、保护肝脏、抑制肿瘤细胞发生等多种生理功能，是目前发现的防治疾病、维护人类健康最直接、有效及安全的自由基清除剂，其清除自由基的能力是维生素C的20倍、维生素E的50倍[1]。花青素具有小分子结构，是唯一能透过血脑屏障清除自由基从而保护大脑细胞的物质，同时能够减少抗生素带给人体的一些危害，对人体具有美容养颜、延缓衰老的积极作用。Philpott等研究结果表明,花色素对容易患生活习惯病、人体老化有更好的保健作用[2]。

目前，我国对马铃薯组织培养方面的研究已经取得了不少研究成果[3-10]，但有关紫色马铃薯的研究报道鲜见。笔者以紫色马铃薯为试验材料，探究紫色马铃薯离体培养芽诱导的相关影响因子，筛选出适合紫色马铃薯离体芽诱导的培养条件，旨在为紫色马铃薯离体培养的进一步研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为紫色马铃薯品种紫云1号。

1.2 方法

1.2.1 芽外植体的获得及接种方法。将薯型完好，无损伤的薯块刷洗干净后，置于铺有浸湿毛巾的托盘中，在常温下催芽，待芽长至2～3 cm时切下备用。

接种方法：将消毒灭菌好的芽外植体置于碟子中，用剪刀剪取长1～2 cm芽段接种至诱导培养基上，每个处理10瓶，每瓶接种3个芽段，3次重复。

1.2.2 培养基和培养条件。除基本培养基试验设计和糖浓度试验设计外，其他试验设计均以MS为基本培养基，附加蔗糖25 g/L，琼脂、卡拉胶各3 g/L，以及6-BA 0.5 mg/L、NAA0.05 mg/L。

除不同温度对芽外植体影响的试验设计外，芽外植体的培养条件均采取：在培养室中暗处理3～7 d后再将其移至光照下培养，光照强度1 500～1 800 lx，光照时间12 h/d，培养温度25～28℃。

1.2.3 试验设计。

1.2.3.1 芽外植体的消毒灭菌处理比较试验。

（1）0.1%HgCl2不同灭菌时间处理。设0.1% HgCl2灭菌时间分别为6、8、10和12 min，共4个处理，3次重复。

（2）2种灭菌剂不同组合处理。以0.1%HgCl2同一灭菌时间（10 min）和75%酒精不同灭菌时间（分别为10、20、30和40 s）进行组合，共4个处理，3次重复。

1.2.3.2 不同基本培养基处理比较试验。以MS、Miller和White 3种基本培养基进行比较试验，共3个处理，3次重复。

1.2.3.3 不同蔗糖浓度处理比较试验。以MS为基本培养基，分别附加蔗糖10、20、30、40 g/L，共4个处理，3次重复。

1.2.3.4 不同培养温度处理比较试验。将接种入相同诱导培养基的芽外植体，分别置于20、25和30℃的温度条件下进行培养，共3个处理，3次重复。

1.2.4 试验观测和统计分析。暗处理培养3 d后开始统计其污染率、死亡率，并及时转接受污瓶中未被污染的芽外植体。接种10 d后芽开始萌动，每隔10 d检查统计芽数、芽长势等。

用SPSS等软件对试验结果数据进行分析，相关公式如下：

污染率=（污染的芽外植体数/接种的芽外植体总数）×100% （1）

成活率=（成活的芽外植体数/接种的芽外植体总数）×100% （2）

2 结果与分析

2.1 0.1%HgCl2不同灭菌时间对紫色马铃薯芽外植体诱导效果的影响

由表1可知，以0.1%HgCl2为灭菌剂，随着灭菌时间的延长，芽外植体的污染率降低。在灭菌时间为12 min时，污染率最低，为37.78%；4个灭菌时间处理间的差异达到极显著。与此同时，芽外植体的成活率则随着一定灭菌时间（10 min→12 min）的延长呈相反趋势。由此说明，如灭菌时间过长（＞10 min），HgCl2对外植体的毒害作用加大而导致芽外植体诱导成活率降低。在灭菌时间为6和8 min的处理中，由于芽外植体污染率较高（分别为 77.22%和62.22%），所以芽外植体成活率也较低（分别为22.11%和32.22%）。试验结果表明，0.1%HgCl2对紫色马铃薯芽外植体的适宜灭菌时间为10 min，这一灭菌时间处理的芽诱导成活率最高，又能将污染率降到比较适当的范围。

表1 0.1%HgCl2不同灭菌时间对紫色马铃薯芽外植体诱导的影响%

2.2 2种灭菌剂不同组合对紫色马铃薯芽外植体诱导效果的影响

由表2可以看出，用75%的酒精和0.1%的HgCl2对芽外植体进行组合灭菌处理，能够有效地降低芽外植体的污染率。随着75%酒精灭菌时间的延长，芽外植体的污染率呈明显下降趋势，但其死亡率也明显增加，从而导致芽的诱导率、成活率降低。这说明75%酒精可以作为辅助灭菌剂，但灭菌的时间不宜过长，因为酒精在杀菌的同时对植物细胞也会产生毒害作用。因此，酒精（75%）灭菌时间应选择在10～20 s。

表2 2种灭菌剂不同组合对紫色马铃薯芽外植体诱导效果的影响%

从表1和表2的试验结果对比来看，组合灭菌剂处理相对单一灭菌剂处理的灭菌效果要好。在2种灭菌剂不同组合的比较试验中，以75%酒精10 s+ 0.1%HgCl210 min的组合处理效果最好，即芽外植体诱导成活率最高。

2.3 不同基本培养基对紫色马铃薯芽外植体诱导效果的影响

由表3可知，不同基本培养基对紫色马铃薯芽外植体诱导效果的影响不同，3种基本培养基对芽外植体诱导成活率的高低次序为MS（48.89%）＞Miller（41.11%）＞White（28.89%），不同处理间的差异均达到极显著水平。试验结果表明，MS基本培养基适宜紫色马铃薯芽外植体的诱导，这可能是由于MS培养基所含无机盐类较为丰富和全面，从而较好地满足紫色马铃薯芽外植体诱导的需要。

表3 不同基本培养基对紫色马铃薯芽外植体诱导效果的影响%

2.4 不同蔗糖浓度对紫色马铃薯芽外植体诱导效果的影响

由表4可知，不同蔗糖浓度对芽外植体的诱导有明显的影响。当蔗糖浓度为30 g/L时，芽外植体诱导成活率最高，为58.89%，且芽的生长势最佳。而随着蔗糖浓度的升高或降低，芽外植体诱导的成活率均不同程度地下降，生长势也随之变差。对芽外植体诱导效果最差的蔗糖浓度处理为10 g/L，芽外植体诱导成活率最低，仅为24.44%，且芽生长势也最差。试验结果表明，适宜紫色马铃薯芽外植体诱导的蔗糖浓度为30 g/L。过高的蔗糖浓度（＞30 g/L）会因为培养基内的渗透压不合适而导致芽外植体成活率降低；过低的蔗糖浓度（＜30 g/L）则无法给芽外植体提供充足的能源，从而降低其成活率。

表4不同蔗糖浓度对紫色马铃薯芽外植体诱导效果的影响

注：同列数据后不同小写与大写字母分别表示在0.05与0.01水平存在差异。“+”越多表示长势越佳。

2.5 不同培养温度对紫色马铃薯芽外植体诱导效果的影响

由表5可知，当培养温度为25℃时，芽外植体诱导成活率最高，达到54.44%，同时芽的长势也最好；当培养温度升高到30℃时，芽外植体的成活率降低至44.42%，芽的生长势中等；当培养温度降低到20℃时，芽外植体的成活率最低，仅为37.78%，且芽生长势也最差。由此说明，培养温度过高或过低都会直接影响到芽诱导成活率及芽生长势。试验结果表明，在紫色马铃薯芽外植体诱导中，适宜的培养温度是25℃。

表5 不同培养温度对紫色马铃薯芽外植体诱导效果的影响 %

3 结论与讨论

影响马铃薯离体培养芽诱导的相关因子有很多，如种薯的质量、茎尖的大小、培养基的种类及培养条件等[3-5]。在芽外植体诱导过程中，其消毒灭菌的效果如何，会直接影响芽外植体的成活率和芽诱导率的高低。该试验结果表明，在对紫色马铃薯芽外植体进行消毒灭菌处理时，可采取75%酒精10 s+ HgCl210 min的组合处理，以降低污染率和提高芽外植体成活率。基本培养基成分对马铃薯离体培养有着重要的影响[6]。不同基本培养基的比较试验结果表明，MS培养基适宜用于紫色马铃薯芽外植体的诱导及培养。蔗糖浓度是影响紫色马铃薯芽外植体诱导的一个重要因子，适宜的蔗糖浓度为30 g/L，过高或过低的蔗糖浓度会明显影响芽外植体的诱导效果。培养温度对紫色马铃薯芽外植体诱导有着明显的影响，适宜的培养温度为25℃左右，过高（30℃）或过低（20℃）会明显降低芽外植体诱导成活率和芽生长势。有关紫色马铃薯芽外植体诱导的其他一些因素如激素的种类、浓度及组合和添加物的种类及浓度等，有待进一步研究。

[1]邱广伟，夏平，夏静波，等.紫色马铃薯茎尖培养基筛选试验[J].黑龙江农业科学，2011，（3）：24-25.

[2]PHILPOTT，MARTIN，FERGUSON，et al.Anthocyanidin-containing compounds occur in the periderm cell walls of the storage roots of sweet potato（Ipomoea batatas）[J].Journal of Plant Physiology，2009，166（10）：1112-1117.

[3]孙秀梅.马铃薯茎尖剥离脱毒效果的影响因素分析[J].中国马铃薯，200619（4）：226-227.

[4]徐春明，张治华，马琼.宁夏南部山区马铃薯脱毒种薯繁育体系建议带给我们的启示[J].宁夏农林科技，2010，51（3）：39-40

[5]董越，张丹，靖凯.浅谈马铃薯脱毒苗组培快繁技术[J].园艺与种苗，2012（2）：17-18，31.

[6]刘卫平，李玉华，孙秀梅，等.马铃薯离体茎尖生长点对几种培养因子的生长反应[J].中国马铃薯，2001，15（2）：81-82.

[7]李凤云.马铃薯茎尖脱毒效果影响因素的研究 [J].中国马铃薯，2008，22（4）：201-204.

[8]马贤森.毕节市脱毒马铃薯种薯繁育技术 [J].园艺与种苗，2012（9）：47-49.

[9]王瑞.马铃薯产业集群的形成和发展[J].宁夏农林科技，2010，51（3）：41-43.

[10]黄萍，颜谦，何庆才，等.培养基成分改变对马铃薯试管苗生长的影响[J].种子，2005，24（4）：58-59.

（责任编辑 张杨林）

Study on the Induction Factors of Purple Potato Bud in vitro Culture

WEI Peng-xiaoet al.(Agricultural College,Guangxi University,Nanning,Guangxi 530004)

s[Objective]The aim was to use tissue culture technology for bud inductionin vitroculture,in order to establish the technique systemin vitroculture of purple potato.[Method]Using bud of purple potato as the explant,making compared experiments on different sterilization treatments,basic media,sucrose concentration and culture temperature,to select the suitable factors on the bud induction of purple potato. [Result]The experimental results indicated that the suitable treatment on sterilization of bud explant was 75% Ethanol(10s)＋0.1%HgCl2(10min)and the survival rate of bud induction showed 45.56%,the suitable basic medium was MS and the rate showed 48.89%,the suitable sucrose concentration was 30g/L and the rate showed 58.89%and the suitable culture temperature was 25℃ and rate showed 54.44%.[Conclusion]The results provided technical references for potato rapid propagation.

Purple potato;Bud explant;Culturein vitro;Induction factor;Cultural condition

S532.035

A

2095-0896（2014）01-023-03

韦鹏霄（1956-），男，广西百色人，副研究员，硕士生导师，从事植物组织培养和作物遗传育种研究，E-mail：weipengxiao @163.com。

2014-01-01