劉麗芳 鄒雪 丁凡 余韓開(kāi)宗 陳年偉 饒莉萍

摘要：馬鈴薯組培苗快繁生產(chǎn)中，因硝酸銨受管控，迫切需要找到硝酸銨的良好替代物。以2個(gè)馬鈴薯品種為試驗(yàn)材料，采用（NH4）2SO4、KNO3替代NH4NO3的改良MS培養(yǎng)基配方，研究其對(duì)馬鈴薯組培苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明：在（NH4）2SO4單獨(dú)替代NH4NO3的MS培養(yǎng)基中，2個(gè)馬鈴薯品種的組培苗均表現(xiàn)莖葉、根鮮重顯著減少；在KNO3單獨(dú)替代NH4NO3 的MS培養(yǎng)基中，2個(gè)馬鈴薯品種的組培苗均出現(xiàn)不同程度黃葉、矮小現(xiàn)象；而在（NH4）2SO4、KNO3混合替代NH4NO3 的MS培養(yǎng)基中，馬鈴薯組培苗均能生長(zhǎng)正常，其組培苗快繁適宜的硝酸銨替代方案為1.36 g·L-1 （NH4）2SO4 +1.04～2.08 g·L-1KNO3。

關(guān)鍵詞：硫酸銨；硝酸鉀；硝酸銨；馬鈴薯；快繁；MS培養(yǎng)基

中圖分類號(hào)：S532? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-5774（2023）01-0049-05

Effect of Modified MS Medium without Ammonium Nitrate on Rapid Propagation of Potato Tissue Culture Seedlings

Liu Lifang，Zou Xue，Ding Fan，Yu-Han Kaizong，Chen Nianwei，Rao Liping

（Mianyang Academy of Agricultural Sciences，Mianyang，Sichuan 621023，China）

Abstract：In the production of rapid propagation of potato tissue culture seedlings，there is an urgent need to find a good alternative to ammonium nitrate due to the controlled use of ammonium nitrate. In this study，two potato varieties were used as materials to study the effects of different modified MS formulas in which （NH4）2SO4 and KNO3 were used as substitute to NH4NO3 on growth of potato tissue culture seedlings. The results showed that fresh weight of stem，leaf and root of seedlings significantly decreased in MS medium with （NH4）2SO4 as substitute to NH4NO3；seedlings showed yellow leaves and dwarf plant in MS medium with KNO3 as substitute to NH4NO3；seedlings grew up regularly in MS medium with （NH4）2SO4 and KNO3 as substitute to NH4NO3. It is a suitable plan that 1.36 g·L-1（NH4）2SO4 and 1.04～2.08 g·L-1 KNO3 were used as substitute to NH4NO3.

Key words：Ammonium sulfate；Potassium nitrate；Ammonium nitrate；Potato；Rapid propagation；MS medium

MS培養(yǎng)基是馬鈴薯組培苗快繁生產(chǎn)中普遍使用的培養(yǎng)基，硝酸銨是MS主要成分之一。由于硝酸銨是工業(yè)制造炸藥的原料，在高溫等特定環(huán)境下易爆炸，生產(chǎn)和銷(xiāo)售受到嚴(yán)格管控，購(gòu)買(mǎi)難度很大［1］。目前在蘋(píng)果、草莓、葡萄、天胡荽、山豆根等植物的組織培養(yǎng)中，發(fā)現(xiàn)可以采用硫酸銨、尿素、氯化銨、碳酸氫氨等物質(zhì)替代硝酸銨［2-5］ 。硫酸銨化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，能水解出NH4+ 、SO42-，既能為不定芽提供氮素營(yíng)養(yǎng)，又不會(huì)給大量元素母液增加新元素，是硫酸銨的良好替代物［2，3］。但不同植物對(duì)硫酸銨的適應(yīng)性及適宜濃度存在較大差異，如火焰南天竹、山豆根等植物不適宜在硫酸銨代替硝酸銨的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)［4，5］。同時(shí)也有研究表明，高濃度NH4+ 對(duì)植物根系有抑制作用［6，7］。馬鈴薯上已有氯化鉀、硝酸鈣替代硝酸銨的相關(guān)研究，但鮮見(jiàn)用硫酸銨作為替代物的相關(guān)報(bào)道［8］。本試驗(yàn)以兩個(gè)不同類型馬鈴薯品種為材料，研究不同硝酸銨替代物對(duì)馬鈴薯快繁的影響，旨在為生產(chǎn)提供可選方案。

1 材料與方法

1.1供試材料

供試材料為馬鈴薯脫毒組培苗，分別是紫皮紫肉品種‘綿紫芋1號(hào)和黃皮黃肉品種‘綿芋1號(hào)，均為綿陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院自主選育品種，由綿陽(yáng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院生物中心提供。

1.2方法

1.2.1馬鈴薯快繁培養(yǎng)基配制

試驗(yàn)設(shè)計(jì)6個(gè)處理，以常規(guī)MS培養(yǎng)基為對(duì)照（CK），以不含NH4NO3的MS培養(yǎng)基為基本培養(yǎng)基、添加不同NH4NO3替代物或替代物組合，研究其對(duì)馬鈴薯組培快繁的影響，替代物的添加量見(jiàn)表1。每個(gè)處理10瓶，接種密度為每瓶5株，每株為帶兩個(gè)莖節(jié)的馬鈴薯。

1.2.2培養(yǎng)條件

所有的培養(yǎng)基均附加白糖30 g·L-1、卡拉膠5g·L-1，pH值5.8。培養(yǎng)基在121℃條件下滅菌20 min。培養(yǎng)溫度為（25±2）℃，光照強(qiáng)度為2 500 Lx，光照時(shí)間為16 h·d-1。

1.3數(shù)據(jù)分析

組培苗在培養(yǎng)30d后，每個(gè)處理隨機(jī)抽取3瓶，統(tǒng)計(jì)調(diào)查組培苗主要形態(tài)指標(biāo)，包括株高、莖粗、莖葉鮮重、根鮮重、根冠比（R/T值）、葉色等。數(shù)據(jù)分析采用Excel 2007和DPS 14.5軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1不同培養(yǎng)基對(duì)組培苗鮮重、R/T值及葉色的影響

兩個(gè)馬鈴薯品種的組培苗在不同培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)存在顯著差異（表2和圖1）?！d紫芋1號(hào)的根鮮重隨KNO3用量的增加而增加，T4處理達(dá)最高值4.68 g，顯著高于其他處理；在相同KNO3用量條件下，無(wú)NH4+處理（T5）比有NH4+ 處理（T3）的根鮮重顯著增加。無(wú)NH4+的T4處理、T5處理的R/T值顯著高于CK。而‘綿芋1號(hào)的根鮮重隨KNO3用量的增加呈先增后降的趨勢(shì)，T3處理達(dá)最高值為1.39 g。T2處理中，‘綿紫芋1號(hào)的莖葉鮮重、根鮮重、植株鮮重及R/T值均與CK無(wú)顯著差異，而‘綿芋1號(hào)的莖葉鮮重、根鮮重、植株鮮重及R/T值均顯著低于CK。‘綿芋1號(hào)的根系生長(zhǎng)對(duì)NH4+較敏感，無(wú)NH4+ 的T4、T5處理的R/T值顯著低于CK。此外，兩個(gè)品種的T1處理的莖葉鮮重、根鮮重、植株鮮重均顯著低于CK，T4、T5處理較CK的莖葉發(fā)黃。

2.2 不同培養(yǎng)基對(duì)組培苗株高的影響

與CK比，T1處理明顯抑制兩個(gè)馬鈴薯品種組培苗的株高。‘綿紫芋1號(hào)在T2處理中的株高最大，為15.7 cm，但與CK的差異不顯著；各處理間隨KNO3用量增加，株高有不同程度下降（圖2）?！d芋1號(hào)在T1處理中的株高最矮，為8.3 cm；在CK中的株高最高，為12.9 cm，但與T2處理的差異不顯著；不同KNO3用量對(duì)‘綿芋1號(hào)株高的影響不顯著。兩個(gè)品種在T4、T5處理中的株高均顯著低于CK。

2.3 不同培養(yǎng)基對(duì)組培苗莖粗的影響

‘綿紫芋1號(hào)在T1處理中的莖粗值最小，為1.01 mm，明顯低于其他處理組；且其他處理組間的莖粗均無(wú)顯著差異。‘綿芋1號(hào)在T1處理組中莖粗達(dá)最高值，為2.06 mm，明顯高于與其他處理組；其次為T(mén)5處理組的莖粗（1.86 mm），但其與CK組的莖粗無(wú)顯著差異。

3結(jié)論與討論

兩個(gè)馬鈴薯品種在T1處理培養(yǎng)基中均表現(xiàn)為根系和莖葉生長(zhǎng)弱、植株黃化，故T1處理不適宜馬鈴薯擴(kuò)繁；經(jīng)T4、T5處理培養(yǎng)的植株均黃化、矮小，亦不適宜馬鈴薯擴(kuò)繁。兩個(gè)品種組培苗經(jīng)T2、T3處理后長(zhǎng)勢(shì)有差異，但植株長(zhǎng)勢(shì)均正常。經(jīng)T2處理后，‘綿紫芋1號(hào)的植株鮮重、R/T值及株高均與CK無(wú)顯著差異，苗長(zhǎng)勢(shì)與CK相當(dāng)，這可能與T2處理采用KNO3補(bǔ)充N(xiāo)O3-，并增加了K+有關(guān)；‘綿芋1號(hào)的植株鮮重、R/T值顯著低于CK，主要體現(xiàn)在根減少、莖稈變細(xì)，但莖節(jié)長(zhǎng)度變化不明顯，不影響擴(kuò)繁效率。越來(lái)越多的研究表明，植物的生長(zhǎng)發(fā)育受不同形態(tài)氮素的調(diào)控，混合氮源比單一形態(tài)的硝態(tài)氮或銨態(tài)氮更有利于植物的生長(zhǎng)［7-9］，本研究結(jié)果也證實(shí)了此觀點(diǎn)。綜合組培苗長(zhǎng)勢(shì)，馬鈴薯快繁中NH4NO3的適宜替代方案為1.36 g·L-1 （NH4）2SO4 +1.04～2.08 g·L-1 KNO3。

喬云發(fā)等［7］的研究表明，硝態(tài)氮促進(jìn)植物側(cè)根的發(fā)生，增加根系長(zhǎng)度，從而增加根系生長(zhǎng)量；而銨態(tài)氮對(duì)作物根系有一定毒害作用，降低了生物量。本研究發(fā)現(xiàn)，NO3-濃度過(guò)低，顯著影響兩個(gè)馬鈴薯品種根系的生長(zhǎng)：但NH4+濃度過(guò)低僅影響‘綿芋1號(hào)的生長(zhǎng)，表明不同的馬鈴薯品種的適宜NH4+ / NO3-有較大差異。這與其他植物具有不同適宜的NH4+ / NO3-的研究結(jié)果一致，如巴西香蕉為1090，甘薯為12，烤煙為2575［9-12］，同一作物不同品種間的差異鮮見(jiàn)報(bào)道。生產(chǎn)上，不同馬鈴薯品種在MS培養(yǎng)基中進(jìn)行組培快繁的效果差異較大。今后研究不同馬鈴薯品種適宜的NH4+ / NO3-，再據(jù)此調(diào)整培養(yǎng)基配方，也是解決這一問(wèn)題的有效途徑。

參考文獻(xiàn)：

［1］陳俊彬，王剛，吳景武，等．危險(xiǎn)的硝酸銨如何安全管控［J］．中國(guó)海關(guān)，2020，（4）：40-42.

［2］王媛花，齊娟紅，范艷珍，等．硫酸銨或尿素代替硝酸銨的MS培養(yǎng)基對(duì)蘋(píng)果、草莓和葡萄組培苗繼代的效應(yīng)［J］．植物生理學(xué)通訊，2009，45（7）：702-704.

［3］梁鎧韻，豐鋒，芮丹霓，等. 硫酸銨替代硝酸銨對(duì)天胡荽組織培養(yǎng)不定芽的影響［J］．東南園藝，2021，9 （6）：19-24.

［4］范沾濤，劉寒，梁瑩，等．不同銨鹽對(duì)山豆根組培苗的影響［J/OL］．中國(guó)現(xiàn)代中藥，https：//doi.org/10.13313/j.issn.1673-4890.20211229005.

［5］賈思振，王媛花，顏志明，等．火焰南天竹葉片不定芽再生研究［J］．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（2）：73-75.

［6］田宵鴻，李生秀，王朝輝，等．萵筍對(duì)不同形態(tài)氮素的反應(yīng)［J］．應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2003，14（3）：377-381.

［7］喬云發(fā)，苗淑杰，韓曉增．氮素形態(tài)對(duì)大豆根系形態(tài)性狀及釋放H+的影響［J］．大豆科學(xué)，2006，25（3）：265-269.

［8］袁以升，李曉旭．一種馬鈴薯脫毒微型薯生產(chǎn)過(guò)程中定植用組培苗的快速擴(kuò)繁的組培方法［P］，CN202010811475.4.

［9］嚴(yán)君，韓曉增，祖?zhèn)ィ煌螒B(tài)氮肥對(duì)大豆根系形態(tài)及磷效率的影響［J］．大豆科學(xué)，2010，29（6）：1003-1007.

［10］王嵐，黃承和，陳玉子，等．銨硝配比對(duì)巴西香蕉生長(zhǎng)和氮素營(yíng)養(yǎng)的影響［J］．熱帶作物學(xué)報(bào)，2016，7（1）：26-29.

［11］張涵，祖慶學(xué)，聶忠揚(yáng)，等．銨態(tài)氮/硝態(tài)氮配比對(duì)烤煙生長(zhǎng)以及碳氮代謝和水溶性氮含量的影響［J］．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2022，50（7）：73-77.

［12］李成陽(yáng)，柴沙沙，劉意，等．不同氮素形態(tài)配比對(duì)甘薯塊根形成及光合產(chǎn)物運(yùn)輸分配的影響［J］．中國(guó)土壤與肥料，2022，（7）：29-40.

（責(zé)任編輯：馮新）