光照时间对宁波1号脱毒马铃薯试管苗瓶内诱导小种薯的影响

林佳，杨国荣，严柯雯，谢玲，徐静霞，顾碧婷，刘宏中，谭晓菁，王芳，鲁宇文，严成其，，张志样*

(1.宁波市惠贞书院，浙江 宁波 315100；2.宁波市农业科学研究院，浙江 宁波 315100；3.农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室，浙江 宁波 315100)

马铃薯是世界上仅次于水稻、玉米、小麦的第四大粮食作物，广泛分布于世界各地。在马铃薯生产过程中遭受病毒侵染会造成种性退化，严重则会导致其减产50%以上[1]。采用马铃薯茎尖脱毒苗快繁生产小种薯是解决马铃薯病毒侵染造成品种退化问题的最好途径，该方法同时可以提高其产量和品质。试管薯是马铃薯试管苗在培养瓶内合适条件下从腋芽中诱导产生的2～10 mm小种薯，具有重量轻，体积小，易储存，繁殖快，不受季节限制，栽培成活率高等突出优点[2]，本文通过改变培养基形态及激素含量，探究二者对脱毒马铃薯试管苗生长状况的影响，进一步实验改变宁波1号脱毒马铃薯试管苗瓶内诱导小种薯的光照强度和光照时间来研究其对成薯个数、薯块重量、大薯率、最大薯重、薯块直径的影响，该实验为马铃薯产业的发展提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

宁波1号脱毒马铃薯试管苗来源于宁波市农业科学研究院，在超净工作台用剪刀剪下2 cm马铃薯试管苗并分别接种在固体和液体(无琼脂带滤纸)培养基上。

1.2 培养基和培养条件

以MS为基本培养基，添加蔗糖207 g·L-1、麦芽糖107 g·L-1、琼脂7 g·L-1，调至pH 5.6～5.8，于121 ℃高温灭菌30 min。外植体接种在温度(25±2)℃，光照强度为2 000 lx的培养基中，脱毒马铃薯试管苗光照时间在0～24 h。

1.3 方法

1.3.1 马铃薯试管苗的培育

当诱导出的马铃薯试管苗生长到5～6 cm时在MS+6 BA 0.3 mg·L-1+IAA 2 mg·L-1培养基中进行继代培养。将30 mL不含琼脂的MS无菌液体培养基加入到无菌培养瓶中，接种2～3 cm试管苗茎段并进行浅层静置培养，与常规的含有琼脂的固体培养基进行对照，待5周后对试管苗的叶片数量、苗高等进行测定和记录。

1.3.2 脱毒马铃薯试管苗壮苗培养

为了降低马铃薯试管薯生产成本，提高马铃薯的经济效益，可在试管苗壮苗诱导前进行扩繁实验。本文选用31种培养基进行马铃薯试管苗的壮苗培养实验，即MS+BA(0.01、0.05、0.10、0.15、0.2 mg·L-1)、MS+IAA(0.01、0.05、0.10、0.15 mg·L-1)以不加激素的MS基本培养基作对照组。待5周之后观察、统计和记录马铃薯试管苗数、芽数、根、叶数及苗高的相关数据。

1.3.3 试管薯的诱导

将培养过后的马铃薯试管苗切成含有1芽1叶的茎段，然后将其在结薯培养基(蔗糖80 g·L-1+MS+活性炭 1 g·L-1+香豆素 10、15、20、30、50 mg·L-1)中进行接种，培养温度为(25±1)℃，光照强度为2 000 lx，结薯培养基pH值为5.8，光照时间分别为0、4、6、8、12、16、20、24 h·d-1。待60 d后能够收获脱毒试管薯，并对其结薯数量、成活率、试管薯产量以及块茎直径进行统计。

2 结果与分析

2.1 液/固体培养基对脱毒马铃薯试管苗的影响

如图1是马铃薯试管苗在液/固体培养基中培养70 d的情况，研究表明，基因型、光照、温度和激素等因素都相互影响试管苗的生长。相比于固体培养基来说，液体培养基上生长的脱毒马铃薯试管苗状态更好，且具有较多的叶片，苗株较为粗壮。实验证明：低浓度的液体培养基具有促进脱毒马铃薯试管苗健壮生长的优势。

左边两瓶为固体培养基，右边两瓶为液体培养基。

2.2 激素含量对脱毒马铃薯试管苗的影响

激素含量的不同对脱毒马铃薯试管苗生长状况具有较大的影响(表1)，结果表明，在MS+6BA 0.01 mg·L-1+IAA 0.1 mg·L-1中脱毒马铃薯试管苗生长最好，共长苗6.2个，芽9.1个，芽高6.2 cm，根长6.3 cm，叶数为11.3片，当IAA浓度为0.01 mg·L-1和0.10 mg·L-1时，脱毒马铃薯试管苗的芽数较多，苗高较高，但随着激素含量的增加，其芽数和苗高逐渐下降；其中脱毒马铃薯试管苗的芽数和苗高随IAA浓度的增加呈现下降趋势，但其根数增多。

表1 激素含量对脱毒马铃薯试管苗的影响

2.3 不同光照时间对宁波1号马铃薯试管薯结薯率的影响

脱毒马铃薯试管苗在结薯培养基(蔗糖80 g·L-1+MS+活性炭1 g·L-1+香豆素20 mg·L-1)上诱导培养60 d，实验探究不同光照强度(1 000、2 000、3 000和4 000 lx)对马铃薯试管苗生长状态的影响。结果表明：在2 000 lx和3 000 lx光照强度下，试管苗长势好，其鲜样质量和干物质均高于低光密度处理。表2是在光照2 000 lx的基础上探究不同光照时间对马铃薯试管薯结薯率的影响，实验表明,光照时间保持在6 h·d-1时，马铃薯试管薯结薯率最高，平均每瓶长薯6.5个，其结薯指数、薯块重量、大薯率、最大薯重、薯块直径均高于其他光照处理，其次为光照4 h·d-1和8 h·d-1分别长薯3.8个和2.1个。其他处理时间不产生小种薯或小薯数量很少。

表2 不同光照条件对试管薯结薯的影响

3 小结与结论

培养方法对脱毒马铃薯试管苗生长有较大影响，本实验探究并优化了固体培养基，液体(无琼脂加滤纸)培养基，试管苗壮苗培养及结薯诱导阶段培养基的配方及培养条件，获得了较高的成薯指数、薯块重量、大薯率和薯块直径，其结果均优于固体培养基。本实验中脱毒马铃薯试管苗在液体培养基中加滤纸生根，可以减少污染，节约成本。

脱毒马铃薯试管苗生长发育受多种外源激素的影响，根据马铃薯品种的不同其对激素的敏感程度也有所不同。研究表明，IAA或6BA单独使用时不适合试管苗生长，IAA对试管苗的生根作用明显，6BA对试管苗茎叶的生长有显著作用，这2种激素同时使用时试管苗生长状况较好，这与前人研究的结果一致[3]。

在组织培养条件下，马铃薯试管薯的形成受到多种环境因素的调控。光照、温度以及培养基类型等都会影响试管薯的形成及发育。光照不仅作为光合作用的能量来源，而且还作为一种重要的信号分子，调节基因的表达、影响酶活性以及形态建成等[4]，光照可以促使植物更好地适应外界环境，更是马铃薯试管薯形成的主要影响因素。不同品种的试管薯形成和膨大对光照强度的反应不同。常规试管薯诱导多在全黑暗条件下进行，而在本实验中不同品种试管薯的形成对光质(光密度等)的要求有一定差异[5]。

随着暗期的延长，经济产量和平均薯重都明显下降，但不是暗期越短越有利。研究发现，在2 000 lx以6 h·d-1进行结薯培养可以延迟叶片衰老并不断地为试管薯的生长和发育提供能量。光照6 h·d-1处理的试管薯在膨大期会超出液体培养基，因此，采摘时的发芽率高，而黑暗条件下诱导的试管薯采摘时发芽率低，有休眠期，这与前人的研究结果一致[5]。