外源激素茉莉酸对马铃薯微型薯品质的影响
2019-05-29赵发海许海宁季生媛
赵发海 许海宁 季生媛
摘要:
本实验用马铃薯试管苗作为材料,在人工诱导条件下研究茉莉酸(JA)对试管马铃薯品质的作用,用传统的MS培养马铃薯微型薯的幼苗,再用不同浓度的茉莉酸作为外援激素对各个实验处理,结果表明: JA能提高微型薯的结薯率,其中最适JA的度为20mg/L.JA对提高品种的薯重没有明显作用。
关键词:
马铃薯;愈伤组织;茉莉酸
中图分类号:S-3
文献标识码:A
DOI:1019754/jnyyjs20190315013
前言
马铃薯(SoLanum tuberosum)属茄科茄属双子叶植物,它是世界上仅次于小麦、水稻、玉米的第四大粮食作物,由于其适应性强,生育期短,产量高,即可作粮食作物,又可作为蔬菜和工业原料,还可用于救灾,扶贫以及休闲食品等,所以在世界范围内普遍种植。但在马铃薯产业不断发展的同时,伴随着各种病害的发起,如马铃薯的晚疫病等,都严重的影响和制约着马铃薯的产量和品质。1952年,Morel得到了无病毒苗微茎培养法,从这时起,病毒危害得以解决。但除用茎尖培养获得无毒苗已取得巨大成就外,其它诸项方法和技术的研究大多数仍处于实验阶段。所以对马铃薯离体培养技术和再生植株的研究就显的尤为重要。
在早期的植物病理反应信息,逆境胁迫等,人们开始关注JAs,即茉莉酸类的物质。但是,把该物质运用至马铃薯块茎发育中,揭示了新生理功能。有日本的学者研究称,在特殊诱导环境下,马铃薯叶片里所形成的块茎物质,JAs与其结构类似,通过专项研究发现,JA-茉莉酸和MJ-茉莉酸甲酯诱导活性最高,并且专项研究茉莉酸和水杨酸对于块茎的作用,这也为马铃薯生产栽培,快速繁殖提供参考。
茉莉酸,JA,化学名3- 氧 -2-(2'- 戊烯基 )- 环戊烷乙酸。对于植物可起到促衰、提抗性、抑制植物生长的作用。是一种植物中的内源生长调节物质。
茉莉酸甲酯JA_Me,为脂肪酸衍生物,与JA作用类似。
如,可以对气孔起到诱导关闭的作用,对植物吸收N、P等有一定影响,同时还有研究证明,JAS、SA与抵抗病原的侵染相关,是植物受到外界伤害后所做出的反应,如受到昆虫的伤害、动物的伤害、机械的伤害等。
茉莉酸和茉莉酸甲酯的合成、非生物胁迫,盐胁迫、高温胁迫、低胁迫、干旱胁迫、水分胁迫、伤胁迫,以及生物胁迫,防虫,防病原物入侵等方面的研究进展,还有2个难点尚未研究解决,但茉莉酸的由于其具有特殊植物抗逆境的胁迫作用,被视为一种新的植物生长调节荆而在应用,这2个研究难点,对JA的合成和调控有了进一步的了解和认识,但JAs在细胞学、分子学水平方面,研究还要深入,更进一步的明确其作用机理。
1材料
马铃薯的2个加工品种大西洋以及其亲属2代均由甘肃农业大学马铃薯课题组提供,大西洋以及其其亲属2代试管苗有4个以上侧芽。
11材料培养
试验用大西洋及其亲属2代的试管苗,把不同外植3~5mm[1] 连接于MS培养,不同的培养基里入入浓度不同的蔗糖(3%)、琼脂(06%)、NAA、6-BA,所有的pH值调至58.以及加入不同浓度的茉莉酸溶液置于室内散射光下自然生长。
12愈伤组织的诱导
将大西洋及其亲属2号的茎类(脱毒苗)[3]、叶圆片、茎段,分别接于4种不一样的培养基,对愈伤组进行诱导。一次处理6瓶,其中3瓶是进行黑暗处理。观察2组出愈的时间,愈伤状态等。
13愈伤组织的继代培养
培养一个月后,把诱导出来的愈伤组织转移至继代的培养基因,培养基用MS +2, 4- D 04mg /L+6- BA 10mg /L+GA3 05mg /L+3% 蔗糖+06% 琼脂; ( 2) MS+NAA 10 mg /L +6-BA 10mg /L+GA3 05 mg /L+蔗糖(3%)+瓊脂(06%),pH调为58选择φ=03cm,选择那些色艳、不褐化,生长快的愈伤组织团块,每次继代时间为25d,共继代3次,培养环境为温室,自然类条件。
14再生苗的诱导
选择那些色鲜艳,生长快的愈伤组织转至诱导培养基中,其组成为MS +6- BA15mg /L+NAA 05mg/L+GA3 50mg /L+3%蔗糖+06% 琼脂; MS +6- BA 20mg /L +ZT 20mg /L+NAA 05 mg /L+GA3 50mg /L+3% 蔗糖+06%琼脂, pH 值为58。在温室环境下,每一套16h补充2 000 lx一次,将植株的分化率进行统计[4,9]。分化率(%)=(分化出根、不定芽的愈伤组织块数/总接种的愈伤组织块数)。[JP]
15生根培养基
细胞分裂素6-BA(05mg/L、10mg/L、15mg/L、20mg/L)与生长素NA(005mg/L、 010mg/L、015mg/L)12种组合[7-8]。马铃薯2个加工品种西洋以及其其亲属2代愈伤组织诱导、分化及生根时,只需在MS基本培养基混合液添加相应的激素浓度组合,其后在超净工作台分别接种茎段,放入人工培养培养箱中培养(2500LX的光强,25℃下,24h照射)。幼苗移栽之前应进行马铃薯再生苗的间苗,时间为2d左右。将发育良好的再生苗从培养瓶中用镊子夹出,然后用自来水冲洗植株根部的培养基,移栽到蛭石与土的营养钵中,并覆盖保鲜膜。7d后,待移栽苗换苗后,马铃薯再生苗生长期间每天浇水50mL/钵。
16茉莉酸对试管薯的诱导
取出三角瓶(1000ml容量,且经过高压灭菌)中繁殖的马铃薯品种,切为1节1段(无菌条件完成),每一瓶放10个茎段,放至加入了300ml的MS培养基中。
放置16d光照,25℃的环境下培养4个星期。4周后去掉培养基并加入茉莉酸,放置5个瓶中,每个瓶子的浓度不同,分别为0mg/l、02mg/l、2mg/l、20mg/l、50mg/l。同时在20±1℃的30ml中,在全黑暗的环境下诱导结薯。每次处理4瓶并重复3次,黑暗条件下诱导了结薯,2个月后收取,对单瓶的结薯数、试管薯产量进行测定。
2结果测定与数据分析
21不同浓度的茉莉酸对马铃薯直径的影响
表2中 F 检验结果表明[5], 10-4 mol/l对试管薯直径影响不显著,10-5mol/l和 10-6mol/l对试管薯直径影响显著但未达极显著水平;区组(即重复)间差异不显著;模型误差极显著,所以不必对各因素水平间作多重比较。
对叶圆片、茎段、茎类的3种外植体愈伤组织芽分化率对比,不同外植体在不同的培养基中差异水平明显。最高的茎类分化率达773%,次之为茎段为438%,最无效的是192%的叶片,但不同根的问题正好反之。
23不同浓度茉莉酸对试管薯形成的影响
试验结果(见表4)表明:处理4(即当所加茉莉酸20mg/L时)在诱导成薯的结薯率和单株薯率上最高,分别达625%和075,处理1、2、3、5等次之;在试管薯的薯块单重上以处理2(即所用茉莉酸为02mg/L)最高,达到24 mg,处理5次之,为23mg;同时,当这2种激素浓度较高时,如处理5,相对于较低浓度的处理2在各种结薯性状上均较差说明高浓度的茉莉酸对,大西洋试管薯的形成有明显的抑制作用。结合各方面的表现,以4处理效果最佳,处理3次之,说明20ml/L的茉莉酸的诱导成薯效果最好,最利于提高大西洋试管薯结薯数量和薯块质量的提高。
2结论
在本实验条件下,JA能提高微型薯的结薯率,其中最适JA的度为20mg/L.JA对提高品种的薯重没有明显作用, 低浓度茉莉酸处理对2个马铃薯品种大西洋和亲属2号的茎叶鲜重和根长、根数生长表现是促进作用,而高浓度的则明显抑制根、叶生长。不同品种对于同种浓度茉莉酸处理,有一定差异性。而在实验中看出,对大西洋叶片得用高浓度处理,其叶片数的对照差异也不显著。
参考文献
[1]
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.
[2]司怀军, 戴朝曦, 于品华, 等.菊花幼嫩花瓣愈伤组织的诱导和植株再生[J].甘肃农业学学报, 1998(2):175-177.
[3] 董桃杏,蔡昆争,张景欣,等. 茉莉酸甲酯(MeJA)对水稻幼苗的抗旱生理效应[J]. 生态环境学报,2007,16(4):1261-1265.
作者简介:
赵发海(1982-),男,青海湟中人,硕士研究生,助理工程师,研究方向:馬铃薯脱毒育苗。