紫甘薯茎尖分生组织诱导培养基的优化研究

曹立娜 刘 洋 张 恭 杜德玉揭 琴 石 颖 崔绍玉 张 震 陈明月

（廊坊市农林科学院 河北 廊坊 065000）

甘薯(Ipomoea batatas(L.)Lam.)是重要的粮食及工业原料作物，同时也是生产燃料乙醇的理想原材料。我国是甘薯种植大国，种植面积居世界首位，据联合国粮食及农业组织(FAO)统计资料显示，2020年我国甘薯收获面积达到225万公顷，其在国家的粮食安全和能源安全中扮演着重要角色。紫甘薯，又称“黑红薯”，是一种薯皮紫黑色、薯肉紫红色的甘薯品种。其富含丰富的花青素类色素、多糖、蛋白质、维生素、矿质元素等多种营养成分，具有清除自由基抗氧化、抗肿瘤、预防和治疗心血管疾病、抑菌等多种药用功能，国内外越来越关注对紫甘薯的研究。甘薯属于营养繁殖，在种植过程中容易受到病毒侵染。目前，国内外尚未培育出高抗病毒病的优良品种，也无行之有效的化学防治方法，利用茎尖分生组织离体培养技术生产脱毒种薯(苗)是目前防治甘薯病毒病最有效的措施。而在茎尖脱毒培养过程中，培养基中添加的植物生长调节剂种类和配比是影响茎尖成活重要因素。本研究以紫甘薯“京薯6号”为供试材料，采用正交试验方法，比较了植物激素6-苄氨基腺嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)和吲哚乙酸(IAA)不同组合及浓度对紫甘薯茎尖诱导的作用及影响。

1 材料与方法

1.1 试验材料。试验于2021～2022年在廊坊市农林科学院中心实验室进行。供试材料为紫甘薯“京薯6号”。

1.2 试验设计。以“京薯6号”组培苗为材料，在显微镜下剥取0.1～0.3 mm(带1～2个叶原基)的茎尖分生组织作为外植体，接种到茎尖分生组织诱导分化培养基上。该培养基以MS为基础培养基，添加不同浓度比例的6-BA(0、0.5 ml、1.0 ml、1.5 ml、2.0 ml)、NAA(0、0.125 ml、0.25 ml、0.5 ml、0.75 ml)和IAA(0、0.25 ml、0.5 ml、0.75 ml、1.0 ml)，采用L25(53)正交设计，共设置25个组合。于27±1℃、光强3 000 1x、每天13 h光照处理条件下培养。20 d观察茎尖诱导情况，并转入MS培养基记录成苗率，以筛选茎尖分生组织诱导分化的最佳培养基。

1.3 数据处理及分析。用Microsoft Excel 2007和SPSS 21.0软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

采用L25(53)正交试验设计，以MS培养基为基础添加不同浓度比例的6-BA、NAA和IAA三种植物生长调节剂，根据成苗率筛选出适合紫甘薯茎尖诱导分化培养基。根据极差大小可以得出影响不定芽诱导率的生长调节剂主次效应大小顺序为：IAA＞6-BA＞NAA。

三种激素的最优水平分别为：6-BA 1.0 mg·L-1、NAA 0 mg·L-1、IAA 0.5 mg·L-1。由正交试验方差分析结果得出，激素IAA对紫甘薯茎尖的诱导分化有极显著影响(P≤0.01)，激素6-BA对紫甘薯茎尖的诱导分化有显著影响(P≤0.05)。通过本试验最终确定的紫甘薯茎尖诱导分化的最佳培养基组合为：MS+6-BA 1.0 mg·L-1+IAA 0.5 mg·L-1。

3 讨论

在茎尖离体培养条件下，添加生长调节剂的种类及配比是诱导茎尖分化成苗的关键。常用的植物生长调节剂包括6-BA、NAA、IAA、GA3等。其中NAA及IAA同属生长素类激素，6-BA与NAA配合使用有利于愈伤组织的形成，6-BA与IAA的配合使用有利于芽的分化。而不同的甘薯品种对生长调节剂的种类及用量的敏感程度也不同。董芳[1]等人研究表明，6-BA和NAA的使用有利于湘薯茎尖的分化。闫明明[2]等人研究NAA、6-BA和IAA及5种有机物在甘薯茎尖分生组织培养过程中起的作用，结果表明：IAA和6-BA的配合作用下，有利于诱导不定芽分化、侧芽的萌发与生长。本研究采用正交试验设计的方法，考虑到多因素之间的交互作用，最终筛选出最佳激素配比组合：MS+6-BA 1.0 mg·L-1+IAA 0.5 mg·L-1，成苗率达到92.5%。相比较杨贤松[3]等人的研究，成苗率有显著提高。此研究结果为紫甘薯脱毒苗的工厂化生产提供了基础。