徐 銀，宋 剛，曹 正，黃小忠

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 句容 212400）

不同配方凝固劑對(duì)馬鈴薯脫毒試管苗生長(zhǎng)及其微型薯生產(chǎn)的影響

徐 銀，宋 剛*，曹 正，黃小忠

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 句容 212400）

冷凝膠是一種食品工業(yè)中應(yīng)用的新型凝固劑，其在脫毒馬鈴薯生產(chǎn)中的使用效果尚未有報(bào)道。試驗(yàn)研究了4種不同配方冷凝膠凝固劑和對(duì)照“倍力凝”凝固劑對(duì)馬鈴薯組培苗生長(zhǎng)、微型薯產(chǎn)量的影響，以期篩選出最佳凝固劑配方；并比較了5種配方凝固劑的使用成本。結(jié)果表明，A1配方的馬鈴薯組培苗生長(zhǎng)高度優(yōu)于B1、B2和對(duì)照、形成新葉數(shù)較多、根系強(qiáng)壯；定植后其匍匐莖微型薯結(jié)薯數(shù)較高，＞4 g大薯比率與對(duì)照差異不顯著。與其他配方比較，A1配方冷凝膠使用添加量少，其成本最低。

凝固劑；冷凝膠；脫毒馬鈴薯；匍匐莖；微型薯

曾有學(xué)者提出在馬鈴薯組培苗培養(yǎng)中以液體培養(yǎng)方式代替固體培養(yǎng)[1]，但生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)液體培養(yǎng)與固體培養(yǎng)相比雖然繁殖周期短、組培苗也較健壯，但是存在繁殖系數(shù)低，污染相對(duì)較重，組培苗易沉入培養(yǎng)液中窒息而死等缺點(diǎn)，不利于大規(guī)模工廠化生產(chǎn)。固體培養(yǎng)能夠支撐外植體，養(yǎng)分分布比較均勻，能夠保持植物原有的植物學(xué)形態(tài)，并且有效地防止液體培養(yǎng)中出現(xiàn)的上述問(wèn)題，所以目前固體培養(yǎng)方式仍是馬鈴薯組培苗生產(chǎn)的主流方式。凝固劑是添加到培養(yǎng)基中的一種高分子糖類，本身并不提供任何營(yíng)養(yǎng)，其凝固性和添加濃度對(duì)培養(yǎng)物的支持和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)擴(kuò)散有影響[2]，不同凝固劑的使用成本也各不相同。生產(chǎn)上對(duì)固體培養(yǎng)基中使用的各種凝固劑的效果和成本的探討，一直沒(méi)有間斷。目前已有對(duì)食用型瓊脂[2]、馬鈴薯淀粉[2]、紅薯淀粉[2]、魔芋粉[3]和卡拉膠[4]這些常用凝固劑使用效果的研究報(bào)道。在馬鈴薯組培苗培養(yǎng)基制作中，通常涉及到的凝固劑有瓊脂、卡拉膠和倍力凝[5]，但均須加熱溶解灌裝滅菌后使用。食品行業(yè)使用的冷凝膠是一種新型凝固劑，特點(diǎn)是無(wú)需加熱，可直接灌裝，可節(jié)省能源和人工，目前對(duì)其在馬鈴薯組培苗生產(chǎn)上的使用效果尚未有報(bào)道。

本研究以不同配方冷凝膠與目前流行的倍力凝做為馬鈴薯增殖培養(yǎng)基凝固劑，對(duì)馬鈴薯組培苗在組培增殖與定植階段的生長(zhǎng)和結(jié)薯量的影響進(jìn)行試驗(yàn)比較，并對(duì)企業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)使用不同凝固劑的成本進(jìn)行了探討。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與設(shè)備

1.1.1 試驗(yàn)材料

‘Favorita’脫毒組培苗、冷凝膠A、B（主要成分是葡萄糖、葡萄糖醛酸和鼠李糖為基本單元構(gòu)成的高分子線性多聚糖，又叫結(jié)冷膠）2種配方（江南大學(xué)食品系提供）、倍力凝（網(wǎng)購(gòu)）、MS培養(yǎng)基母液、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑母液（0.5 mg/mL 6-BA、1 mg/ mL NAA、1 mg/mL IBA）、白砂糖、瓊脂、1mol/L NaOH、1mol/L HCl、蒸餾水、精密pH試紙、無(wú)菌水、無(wú)菌紙、95%和70%乙醇。

1.1.2 試驗(yàn)設(shè)備

電子天平、180 mL組培瓶、電加熱真空滅菌鍋、多功能超凈工作臺(tái)、組培架。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

培養(yǎng)基配方除凝固劑外其余均相同。

凝固劑配方設(shè)5個(gè)處理：處理1冷凝膠配方A1（按3.5 g/L使用冷凝膠A）；處理2冷凝膠配方A2（按4.5 g/L使用冷凝膠A）；處理3冷凝膠配方B1（按3.5 g/L使用冷凝膠B）；處理4冷凝膠配方B2（按4.5 g/L使用冷凝膠B）；CK：倍力凝7 g/L。

1.2.2 試驗(yàn)方法

轉(zhuǎn)接的‘Favorita’脫毒組培苗均用二葉一心帶生長(zhǎng)點(diǎn)的莖段，每瓶12株苗。每個(gè)處理和對(duì)照均接5瓶苗，共60株苗。統(tǒng)一采用180 mL的培養(yǎng)瓶，用一張封口膜和一張硫酸紙封瓶口。

培養(yǎng)光照強(qiáng)度為3 000 lx，光照時(shí)間16 h；溫度與光照同步變化，光照時(shí)為23℃，黑暗時(shí)為17℃。接苗后21 d調(diào)查組培苗的根系長(zhǎng)勢(shì)、株高和葉片數(shù)以及培養(yǎng)基的透明度。根系長(zhǎng)勢(shì)采用“+++”（根長(zhǎng)度長(zhǎng)于8 cm、數(shù)量達(dá)到10根左右）、“++”（根系長(zhǎng)度為5～8 cm，數(shù)量10根以下）和“+”（根系長(zhǎng)度短于5 cm，數(shù)量較少）3個(gè)等級(jí)表示。

定植后70 d收獲，收獲后統(tǒng)計(jì)大薯（＞4 g）粒數(shù)及其百分比。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003統(tǒng)計(jì)分析，多重比較采用Duncan's法。

2 結(jié)果與分析

2.1不同凝固劑對(duì)馬鈴薯組培苗生長(zhǎng)的影響

轉(zhuǎn)苗21 d后馬鈴薯組培苗在不同處理下的生長(zhǎng)情況如表1所示。對(duì)馬鈴薯組培苗植株株高進(jìn)行比較，A1處理植株株高最高，CK植株株高最低。A1與B1、B2、CK間株高差異顯著，與A2差異不顯著。A2配方與CK間差異顯著，但與B1、B2配方間差異并不顯著。B1、B2配方與CK間差異不顯著。形成新葉方面，A1處理新葉片數(shù)最多，B2形成新葉片數(shù)最少。A1、A2與B2間差異顯著，其余配方間差異不顯著。組培苗根系強(qiáng)度方面，從描述結(jié)果可看出A1處理生根長(zhǎng)勢(shì)最強(qiáng)，平均達(dá)到+++，其余處理均只有++。因此，綜合3方面生長(zhǎng)指標(biāo)比較，A1是對(duì)馬鈴薯組培苗生長(zhǎng)效果最佳的凝固劑。

表1 不同配方凝固劑對(duì)植株生長(zhǎng)的影響Table 1 Effects of various coagulant formulas on plant growth

2.2不同凝固劑對(duì)定植苗匍匐莖和微型薯形成的影響

定植70 d后統(tǒng)計(jì)不同處理匍匐莖數(shù)和微型薯結(jié)薯數(shù)以及＞4 g大薯所占比率，結(jié)果見(jiàn)表2。

由表2可知，在形成匍匐莖數(shù)量方面，A2處理最高，B1最低。相同配方成分之間，A2高于A1、B2高于B1，且差異顯著，說(shuō)明相同配方成分下按4.5 g/L使用量效果要優(yōu)于3.5 g/L使用量。與對(duì)照比較，使用效果較好的A2、B2與對(duì)照間差異并不顯著，但A2、B2間差異顯著。由此可推測(cè)，定植苗匍匐莖形成與不同凝固劑的成分和使用量可能有關(guān)。另外，4種配方和對(duì)照對(duì)匍匐莖結(jié)薯數(shù)影響差異不顯著。從微型薯產(chǎn)量看，比較每株苗結(jié)薯數(shù)試驗(yàn)結(jié)果，A配方顯著高于對(duì)照，對(duì)照顯著高于B配方；A1、A2和B1、B2相互間差異不顯著，說(shuō)明每株苗結(jié)薯數(shù)可能主要與不同凝固劑成分有關(guān)。

在各處理收獲微型薯中＞4 g的大薯所占比例方面，A1、B2、CK 3個(gè)處理分別為56.8%、57.1%、57.0%，彼此相差不大；而A2、B1處理只有45.4%和49.1%，與上述3個(gè)處理間差異顯著。以＞4 g大薯率為評(píng)判微型薯質(zhì)量指標(biāo)，A1、B2、CK 3個(gè)處理較好，但不同配方間規(guī)律性并不明顯。

根據(jù)以上分析，綜合評(píng)價(jià)看A1凝固劑處理下定植苗的微型薯單株產(chǎn)量和大薯率2指標(biāo)均較高，可作為凝固劑的首選配方。

2.3不同凝固劑透明度比較

透明度好有利于對(duì)苗的生長(zhǎng)進(jìn)行觀察，當(dāng)出現(xiàn)污染等異常現(xiàn)象時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決。經(jīng)肉眼觀察，CK的培養(yǎng)基透明度最佳，A2和B1的透明度較好，A1和B2的透明度一般。

表2 不同配方凝固劑對(duì)匍匐莖和微型薯形成的影響Table 2 Effects of various coagulant formulas on stolon and minituber

2.4不同凝固劑的成本比較

本試驗(yàn)中不同配方的凝固劑價(jià)格及使用添加量彼此不同，經(jīng)計(jì)算制作每升培養(yǎng)基的凝固劑成本如表3所示。從結(jié)果比較能看出倍力凝價(jià)格最高，達(dá)到1.4元/L。B1、A1價(jià)格最低，均為0.445元/L，僅為CK倍力凝的約1/3。因此，在大量生產(chǎn)組培苗時(shí)，使用冷凝膠配方A1、B1有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，有利于降低生產(chǎn)成本。

3 討論與結(jié)論

冷凝膠作為凝固劑在微生物培養(yǎng)方面已有應(yīng)用。Janssen等[6]利用DNB培養(yǎng)基，并分別用普通瓊脂和冷凝膠作為凝固劑對(duì)土壤微生物進(jìn)行分離，結(jié)果表明采用冷凝膠作為凝固劑的培養(yǎng)基菌落數(shù)明顯高于普通瓊脂的。蔡瑩等[7]研究蝦池中細(xì)菌培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)結(jié)冷膠作為平板凝固劑表現(xiàn)出高保濕性、高菌落數(shù)和高細(xì)菌多樣性的特點(diǎn)。金一荻[8]研究也發(fā)現(xiàn)結(jié)冷膠相比瓊脂可從富營(yíng)養(yǎng)化水體中更容易獲得更多種類的細(xì)菌。盡管植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程的影響條件較微生物培養(yǎng)更加復(fù)雜，但不可否認(rèn)的是，以上來(lái)自微生物培養(yǎng)中結(jié)冷膠使用效果的報(bào)道，與本試驗(yàn)結(jié)果有類似之處。

表3 不同凝固劑配方的成本比較Table 3 Cost comparison of various coagulant formulas

馬鈴薯匍匐莖是由地下部分莖節(jié)上的腋芽伸長(zhǎng)而成，其頂端膨大后能形成塊莖，即微型薯。韓忠才等[9]研究發(fā)現(xiàn)，匍匐莖的數(shù)量與微型薯的產(chǎn)量成正相關(guān)。本試驗(yàn)中，定植苗形成匍匐莖最多的A2處理，微型薯產(chǎn)量也是最高的，進(jìn)一步印證了其試驗(yàn)結(jié)果，但是A2大薯率并非最高，具體原因還有待深入研究。本試驗(yàn)主要從冷凝膠凝固劑功能方面探討了其對(duì)馬鈴薯組培苗生長(zhǎng)的作用，冷凝膠在使用過(guò)程中是否還有其他生理生化作用，也需進(jìn)一步研究。在本試驗(yàn)5種凝固劑處理中，使用A1配方對(duì)馬鈴薯脫毒組培苗瓶苗的生長(zhǎng)及定植后微型薯產(chǎn)量和質(zhì)量的效果綜合評(píng)比為最佳，且其添加量少、使用成本低。因此，實(shí)際生產(chǎn)中可選擇冷凝膠A 3.5 g/L作為凝固劑使用。

[1]郝文勝,田文鋒,張富榮,等.馬鈴薯品種Favorita試管苗培養(yǎng)基的優(yōu)化篩選[J].中國(guó)馬鈴薯,2008,22(3):158-160.

[2] 劉忠玲.不同凝固劑在馬鈴薯試管苗培養(yǎng)中的對(duì)比試驗(yàn)[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué),2002(12):11-12.

[3] 謝慶華,吳毅歆,張勇飛.固定物對(duì)馬鈴薯脫毒試管苗生長(zhǎng)的影響[J].中國(guó)馬鈴薯,2001,15(1):20-21.

[4] 羅智敏,王炳君.卡拉膠和瓊脂為固定物對(duì)馬鈴薯脫毒組培苗生長(zhǎng)的影響[J].馬鈴薯雜志,1997,11(2):73-75.

[5] 滕偉麗,楊琦.倍力凝在馬鈴薯脫毒試管苗生產(chǎn)中的應(yīng)用研究[J].中國(guó)馬鈴薯,1999(4):202-204.

[6] Janssen P H,Yates P S,Grinton B E,et al.Improved culturability of soil bacteria and isolation in pure culture of novel members of the divisions Acidobacteria,Actinobacteria,Proteobacteria,and Verrucomicrobia[J].Applied and Environmental Microbiology, 2002,68(5):2391-2396.

[7]蔡瑩,李志江,田蘊(yùn),等.蝦池沉積物細(xì)菌多樣性分析和若干可培養(yǎng)技術(shù)的優(yōu)化探討[J].廈門大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2010,49 (5):731-737.

[8] 金一荻.基于結(jié)冷膠培養(yǎng)基的烏梁素海富營(yíng)養(yǎng)化水體中可培養(yǎng)細(xì)菌的多樣性分析[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.

[9] 韓忠才,張勝利,孫靜,等.氣霧栽培法生產(chǎn)脫毒馬鈴薯營(yíng)養(yǎng)液配方的篩選[J].中國(guó)馬鈴薯,2014,28(6):328-330.

Effects of Various Coagulant Formulations on Growth of Plantlets in vitro and Minituber Production

XU Yin,SONG Gang*,CAO Zheng,HUANG Xiaozhong

(Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry,Jurong,Jiangsu 212400,China)

Abstrraacctt::"Cold-gel",as a new kind of coagulant in food industry,has not been reported for use in the production of virus-free seed potatoes.In this research,four"cold-gel"coagulant formulations and Polygel(control)were studied for their effects on the growth of plantlets in vitro and minituber production,and also the cost of the five coagulant formulations was compared in orderto selectforthe bestcoagulantformulation.The results showed that,A1 formulation was superiorto B1,B2 and control in plant height,formed more new leaves and had more vigor roots;minituber number set per stolon of plant transplanted was higher for A1 formulation and large-sized minituber(＞4 g)percentage in this treatment was not different fromcontrol.The results also indicated thatcompared to otherfourformulations,the costofA1 was the lowest.

coagulant;cold-gel;virus-free potato;stolon;minituber

S532

B

1672－3635（2015）06-0325-04

2015-02-04

徐銀（1982-），女，講師，博士研究生，主要研究方向?yàn)槭称诽砑觿?yīng)用、園藝植物采后與保鮮。

宋剛，副教授，主要研究方向?yàn)橹参锷恚珽-mail:sgdxxx@126.com。