张小川，颉瑞霞*，王效瑜，郭志乾，吴林科，余帮强，张国辉，李玉莲

（1.宁夏农林科学院固原分院，宁夏 固原 756000；2.国家马铃薯改良中心固原分中心，宁夏 固原 756000）

试管薯诱导期温度对‘宁薯14号’结薯率的效果

张小川1,2，颉瑞霞1,2*，王效瑜1,2，郭志乾1,2，吴林科1,2，余帮强1,2，张国辉1,2，李玉莲1

（1.宁夏农林科学院固原分院，宁夏 固原 756000；2.国家马铃薯改良中心固原分中心，宁夏 固原 756000）

为探明试管薯诱导期温度对试管薯结薯率的影响效果，以马铃薯品种‘宁薯14号’为试验材料，在试管薯诱导期，研究了温度（13±1）℃、（15±1）℃、（17±1）℃、（19±1）℃和（21±1）℃对‘宁薯14号’结薯率的影响。结果表明，试管薯诱导期低温处理有利于促进试管薯结薯形成、缩短试管薯结薯时间，提高试管薯结薯率和单薯重。在全黑暗条件下，‘宁薯14号’在MS固体基本培养基+白糖（100 g/L）+6-BA（0.25 mg/L）+CCC（0.5 ml/L）培养基上，诱导期温度（17±1）℃，试管薯结薯效果最好，结薯率为100.0%，大中薯率为83.78%，单薯重57.0 mg。

宁薯14号；试管薯诱导；温度；结薯率

马铃薯是中国继水稻、小麦和玉米之后的第四大主粮作物，马铃薯无性繁殖方式易使病毒累积而导致优良品种特性退化或丧失，造成产量和品质下降，产量损失一般高达30%以上，解决种薯退化主要途径是生产脱毒种薯。以脱毒苗为核心的宁夏马铃薯三级种薯繁育体系，带动了宁夏马铃薯产业的发展，但是由于脱毒试管苗繁育技术要求严、成本高和劳动力需求大等问题大大限制了脱毒种薯的生产与推广。马铃薯试管薯是继试管苗之后研究发现的一种生产种薯和保存种质材料的新方法，试管薯的质量等同于脱毒苗，具有生产不受季节限制、种薯生产周期短、贮藏和运输成本低和移栽成活率高等优点，是马铃薯脱毒种薯生产的发展方向[1]。大田试验结果表明，马铃薯块茎田间形成的适宜温度为15.6～18.3℃，高于21.1℃块茎生长速度下降[2,3]。Struik和Kerckhoffs[4]以及连勇等[5]研究发现试管薯形成的适宜温度为15～20℃，低于15℃和高于25℃均不利于试管薯形成，在15～20℃的温度范围内，20℃条件下试管薯单薯重显著高于15℃条件下的单薯重。试管薯培养的温度多设置在15～20℃，温度对试管薯高效诱导影响仍处于研究阶段，大规模生产仍存在许多技术问题，如结薯率低、小薯多等，有关温度对试管薯诱导和生长的影响研究还比较少。本研究以诱导期温度对试管薯结薯率的影响为切入点，在试管薯诱导期，研究不同温度对试管薯形成和诱导试管薯结薯的影响效果，旨在为马铃薯试管薯规模化生产中温度的管理和控制提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1试验材料

‘宁薯14号’脱毒苗由国家马铃薯改良中心固原分中心提供。生育期120 d，属鲜食晚熟型品种。MS基本培养基（天津市北联精细化学品开发有限公司），6-苄氨基腺嘌呤（6-BA）（上海伯奥生物科技有限公司），50%矮壮素水剂（CCC）（陕西省化工总厂）。

由表4可知，试验组的生长性能包括产蛋率、平均蛋重、平均采食量、料蛋比和不合格蛋率，与对照组相比均为差异极显著（P＜0.01），产蛋率提高2.53%，平均蛋重提高5.44%。

1.2试验地点

试验设在宁夏农林科学院固原分院头营科研基地，国家马铃薯改良中心固原分中心组培实验室。

减压病是由于高压环境作业后减压不当，体内原已溶解的气体(主要是氮气)超过了过饱和界限，在血管内外及组织中形成气泡所致的全身性疾病[1]。减压病的发病机理中，气泡形成是原发因素；但因液气界面作用，尚可继发引起一系列病理生理反应[2-4]。本例减压病的发病原因主要考虑如下：潜水环境较差，潜水当日水温较低，10 ℃以下；水下停留时间较长且反复3次潜水；最主要考虑可能还是每次减压不正规(具体减压时间不详)。

由表2可知，不同温度在试管薯诱导期对‘宁薯14号’试管薯初始结薯期有影响，温度19～21℃与13～17℃处理间差异极显著。W2处理试管薯结薯最早，为9 d，与W4、W5处理差异达到极显著水平，其中W4、W5处理初始结薯期分别为21和33 d；W2与W1、W3处理差异不显著，其中W1与W3的初始结薯期分别为10和12 d；W5处理试管薯结薯最迟，与其他4个处理差异达到极显著水平。低温有助于促进‘宁薯14号’试管薯形成，高温延缓‘宁薯14号’试管薯形成。

1.3试验方法

单薯重（mg）：每瓶总薯重/结薯数，反映试管薯膨大能力；

在无菌条件下取试管苗茎段（带一个腋芽），接种于MS固体培养基的培养瓶（直径6.5 cm，高9.5 cm，35 mL/瓶），每瓶接种10个茎段，置于（17± 1）℃，光照时间10 h/d，光照强度2 000 lx，培养25～28 d，供试验处理用。培养基含30 g/L白糖和4.8 g/L琼脂，不添加任何激素，pH 5.8。

1.3.2 试管薯的诱导培养

在无菌条件下，取上述培养25～28 d植株（去掉顶芽）带一个腋芽的茎段，接种于试管薯诱导培养基（MS固体基本培养基+100 g/L白糖+0.25 mg/L 6-BA+0.5 ml/L CCC），每瓶接20个茎段，每个处理3瓶，共计60株，3次重复，共9瓶，接种后直接放置在5个不同温度的培养箱，全黑暗培养，待试管薯形成（直径＜3 mm）7 d后，转入（18± 1）℃、全黑暗条件培养，自接种之日起90 d后收获试管薯。

2.1诱导期温度对‘宁薯14号’试管薯初始结薯期的影响

1.4试验设计

单株结薯数（个/株）：每瓶结薯数/总结薯株数，反映试管苗单株形成试管薯能力；

电流频率选择的首要原则是透入式加热，第二原则是感应器电效率要高。电效率取决于零件直径（厚度）与热状态下电流透入深度的比值，此值又称为电尺寸。当电尺寸大于6时，感应器的电效率约为80%，且电尺寸越小，感应器的电效率越低。综合考虑，制动器压盘锥窝感应淬火，选择电流频率为200kHz。

表1 试验设计Table 1 Experiment design

立项与可行性研究报告的申报及批复是项目实施的前提，如果没有上级主管的批复，意味着项目没有“正名”，接下来的资金、政策、人力等支持都是不可能的，也是“不合规不合法的”。因此，在农业基建项目管理中，甲方单位必须特别重视前期立项及可行性研究报告编制，确保报告文本的科学性、项目实施的可行性、立项的成功率。一旦立项及可行性研究报告得到上级部门批复，项目就可以依此获得相应的资金支持。同时，甲方还可以此批复去与地方行业管理部门沟通，取得项目实施所必须的合法证件，而这在农业基础项目建设中是必不可少的环节。

试管薯诱导期（d）：腋芽顶端开始膨大形成试管薯，试管薯直径＜3 mm的时期；

结薯率（%）：结薯株数/总试管苗数，反映不同处理形成试管薯能力；

1.5测定指标及数据处理

试验设计见表1。

检测结果表明，本次施工路段施工后的各项路用性能指标，均满足规范要求。英达就地热再生技术得到了广东广惠高速公路有限公司相关领导的肯定，认为此次施工完全体现了质量效益高、环境社会效益好、经济效益优、节能减排等优势，并要求在以后的养护工作中积极的采用新技术、新设备、新工艺。

1.3.1 基础苗的培养及繁殖

初始结薯期（d）：从转接之日到第1个试管薯形成（直径≤2 mm）的天数；

试管薯大小（直径mm）：大薯（≥5 mm）、中薯（5 mm＞直径≥3 mm）、小薯（＜3 mm），反映试管薯生长情况。

数据处理采用Excel 2010和DPS 16.05软件Duncan新复极差法分析。

2 结果与分析

我们村里有棵老柿子树，我娘跟我老早都爬了上去。那水，太大了，老远看着跟山一样，一下子就把我们打了下来。我沉到水底，又浮上来，抓到一块小棺材板，就趴在上面，朝下漂。后来，我弃了棺材板爬上一个大草垛。大草垛被冲散，我又跳到一个木排上，才没淹死。

对8眼监测井2002—2010年地下水水位埋深每年逐月进行年平均（均值）和单井逐月年平均，如图2所示。8眼监测井地下水水位埋深平均值随月份变化趋势不明显，若要找寻规律的话，大致在5—10月，水位埋深呈下降趋势，11月—翌年4月，水位略有回升，埋深减小。以单眼监测井逐月水位变动趋势看，8眼监测井的多年年内地下水水位埋深变化各有不同，水位达到最低值及回升的时间不相一致，可知地下水水位埋深在年内的变化趋势，因监测井位置的不同而存在较大差异。

表2 试管薯诱导期温度对‘宁薯14号’结薯率的影响Table 2 Effects of temperatures on microtuberization rate of'Ningshu 14'in microtuber induction period

2.2诱导期温度对‘宁薯14号’试管薯结薯率、结薯数、单株结薯数的影响

综上所述，黑龙江垦区的几种石化产品使用量变动情况将在一定程度上对其未来低碳农业的发展速度产生一定的影响，所以如何降低以及控制碳源含量较高的农用生产资料的使用，成为后期垦区发展低碳农业要解决的首要问题。

由表2还可知，诱导期不同温度对试管薯结薯率、结薯数及单株结薯数影响效果显著。随着试管薯诱导期温度的不断升高，结薯率、结薯数和单株结薯数均呈“高-低-高-低”变化趋势。试验结果表明，W1、W3和W4的试管薯结薯率最高、均为100.0%，与W2处理差异达到显著水平，与W5处理差异达到极显著水平；W2结薯率次之，为93.89%，与W5差异达到极显著水平；W1、W3和W4的结薯率较W5处理均提高了18.89个百分点。

5个处理间结薯数与单株结薯数差异性表现一致，W3处理的结薯数与单株结薯数最高，分别为74.0和1.23个，与W2、W4和W5差异均达到极显著水平；W1处理的结薯数与单株结薯数次之，分别为71.7和1.19个，与W2、W4和W5差异均达到极显著水平，W3与W1处理间差异不显著。W5结薯数与单株结薯数最少，分别为48.6和0.81个；W3、W1与W5相比，结薯数分别增加了25.4和23.1个。结果表明，在试管薯诱导期，低温有助于促进试管薯形成，诱导期低温处理提高了试管薯结薯率和单株结薯数。W3和W5的结薯结果见图1。

2.3诱导期温度对‘宁薯14号’试管薯单薯重、大中薯率的影响

由表2可知，W3处理单薯重最高，为57.0 mg，与W2、W5差异达到显著水平或极显著水平；W1处理单薯重次之，为51.0 mg，与W5处理差异达到极显著水平，W1与W3处理间差异不显著；W5处理单薯重最低，为22.7 mg，W5与W1、W3、W4的单薯重相比，差异均达到极显著水平；W3、W1和W4的单薯重较W5分别增加34.3，28.3和23.6 mg，增产幅度依次为151%、124%和103%。

图1 诱导期温度对‘宁薯14号’结薯的影响Figure 1 Effects of temperatures on microtuberization of'Ningshu 14'in induction period

由表2还可知，W1、W2、W3、W4和W5的大中薯率分别为73.50%、72.97%、83.78%、74.25%和15.02%。随着诱导期温度的不断升高，大中薯率和单薯重总体均呈先增加后降低趋势，且温度越高，大中薯率和单薯重下降越快。W3大中薯率最高为83.78%，W4次之为74.25%，W5最低为15.02%；W3较W4、W5大中薯率分别增加9.53和68.76个百分点。结果表明，诱导期低温有助于试管薯单薯重增加，单薯重的增加与初始结薯期、大中薯率表现为正相关，即相对结薯早的处理单薯重较高。

3 讨论

马铃薯是典型的喜冷凉环境的作物。低温可诱导马铃薯块茎形成，高温则可以完全抑制。Gopal等[6]研究发现，在试管薯的生产试验中，前期母株培养在25℃条件下，后期块茎诱导形成期降低温度至18℃，可以显著提高试管薯的单株结薯数和薯重。试管薯的形成和生长温度以18℃为宜，在此温度条件下试管薯形态发育正常，块茎较大。齐恩芳等[1]研究发现，自然光培养室有日夜温差，在变温5～22℃与恒温17℃2种温度条件下，‘陇薯3号’与‘陇薯7号’均能结薯。以上研究中温度处理没有区分试管薯形成和生长期，本试验在试管薯诱导期采取不同温度处理诱导试管薯，研究发现13～21℃‘宁薯14号’均能生成试管薯，低温促进试管薯形成，高温延缓试管薯形成，诱导期低温显著提高了‘宁薯14号’试管薯的结薯率、大中薯率、单株结薯数和单薯重。相关研究证明，温度较低时，不利于淀粉的合成和积累；较高温度时，呼吸作用增强，不利块茎发育并最终导致淀粉合成受阻[7]。该结论正好解释本试验中（17±1）℃与（13±1）℃、（19±1）℃处理的结薯率结果相同，单薯重和大中薯率均略低于（17±1）℃处理的结果。还可能与本试验在整个试管薯生长期间采用暗培养有关，无光照条件可促进光合产物向块茎中分配，但黑暗处理时间过长会造成植株生活力下降，从而影响营养的吸收和转化，最终降低结薯能力，故光周期必须适宜，才能更高效的诱导试管苗结薯。有关光照、基因型、培养基配比与诱导期温度互作对马铃薯试管薯形成与生长的影响，还需要更深入的研究。

综合考虑结薯率、单株结薯数和单薯重等指标，在全黑暗条件下，MS固体基本培养基+100 g/L白糖+0.25 mg/L 6-BA+0.5 ml/L CCC，‘宁薯14号’在诱导期温度为（17±1）℃，生长期温度为（18± 1）℃，试管薯结薯效果最好，结薯率为100.0%，大中薯率为83.78%，单薯重57.0 mg。

[1] 齐恩芳,贾晓霞,张武,等.自然条件下马铃薯试管结薯研究[J].种子,2015,34(4):64-69.

[2] 李曙轩.蔬莱栽培生理[M].上海:上海科学技术出版社,1979: 267.

[3] 哈里斯P M.马铃薯改良的科学基础[M].蒋先明,田玉丰,赵越,等译.北京:中国农业出版社,1984:128-133.

[4] Struik P C,Kerckhoffs L H J.Temperature effects on the developmentof shoots,stolons,tubers and roots in Solanum tuberosum L.[C].Golden Jubilee Symp.Genetic research and education:currenttrends and the nextfifty years.New Delhi,India,1991:194-197.

[5] 连勇,邹颖,杨宏福,等.马铃薯试管薯发育机理的研究温度对试管薯形成的影响[J].马铃薯杂志,1996,10(3):133-137.

[6] Gopal J,Minocha J L,Dhaliwal H S.Microtuberization in potato (Solanum tuberosum L)[J].PlantCellReport,1998,17(10):794-798.

[7] Geigenberger P,Geiger M,Stitt M.High-temperature perturbation of starch synthesis is attributable to inhibition of ADP-glucose pyrophosphorylase by decreased levels of glycerate-3-phosphate in growing potato tubers[J].PlantPhysiology,1998,47:1307-1316.

Effects ofTemperature on Microtuberization Rate of'Ningshu 14'in Microtuber Induction Period

ZHANG Xiaochuan1,2,XIE Ruixia1,2＊,WANG Xiaoyu1,2,GUO Zhiqian1,2,WU Linke1,2, YU Bangqiang1,2,ZHANG Guohui1,2,LIYulian1

(1.Guyuan Branch of Ningxia Academy ofAgriculture and Forestry Sciences,Guyuan,Ningxia 756000,China; 2.Potato Improvement Center of China(Guyuan Center),Guyuan,Ningxia 756000,China)

ract:The effects oftemperature(13±1)℃,(15±1)℃,(17±1)℃,(19±1)℃and(21±1)℃on microtuberization rate were studied using potato variety'Ningshu 14'in order to investigate temperature effects on microtuberization in microtuber induction period.Low temperature treatment was favorable to mirotuberization,shortened the time to microtuberization,and increased microtuberization rate and weight per microtuber.The best results were achieved when single-node cuttings were cultured on MS solid medium+sugar(100 g/L)+6-BA(0.25 mg/L)+CCC(0.5 ml/L)at (17±1)℃in fulldarkness,with microtuberization rate of100.0%,large-and miedum-sized microtuber rate of83.78%and single microtuber weightof57.0 mg.

ords:Ningshu 14;microtuberinduction;temperature;tuberization rate

S532

B

1672-3635（2017）03-0134-04

2015-09-22

宁夏农林科学院科技创新先导项目（NKYJ-16-13、NKYZ-16-0101）；宁夏自然科学基金项目（NZ14269）；宁夏农业育种专项（2014NYYZ01）。

张小川（1965-），男，工程师，主要从事马铃薯种薯脱毒快繁研究。

颉瑞霞，助理研究员，主要从事马铃薯新品种选育与种薯繁育，E-mail:nxxrx534@163.com。