四种马铃薯的微结核化通过组织培养的品种

赛义德侯赛因^1＊， Syed Abrar Hussain Shah²， Syed Asghar^3.，纳齐姆·侯赛因²——纳乌沙德·阿里²，伊姆提亚兹·侯赛因²， Saima Rafiq⁴，萨迪克·沙阿¹穆罕默德·伊姆提亚兹¹——穆罕默德·阿里¹，法扎尔·贾拉¹, Zia-ullah¹和穆罕默德·拉希德⁵

¹巴基斯坦马尔丹阿卜杜勒瓦利汗大学(AWKUM)农业部

²开伯尔-普赫图赫瓦农业大学，巴基斯坦白沙瓦

^3.组织培养实验室，马铃薯研究中心，Abbottabad, KPK，巴基斯坦

⁴巴基斯坦阿贾克省拉瓦拉科特邦奇大学农学院

⁵巴基斯坦乌瑟尔，拉斯贝拉大学农学院

*通讯作者:: 赛义德侯赛因
农业部
Abdul Wali Khan大学Mardan
(AWKUM)、肃贪会
巴基斯坦
电话:+92 937 9230640。
电子邮件: (电子邮件保护)

收到日期:10/06/2017;接受日期:03/07/2017;发表日期:06/07/2017

更多相关文章请访问raybet36

摘要

通过对4个马铃薯品种进行微结节化试验组织培养在不同的蔗糖浓度上媒体女士在巴基斯坦阿伯塔巴德组织培养实验室进行。试验选用4个品种(Desiree、Cardinal、Ultimus和Astrix)和添加4个水平蔗糖(20 gl-1、30 gl-1、40 gl-1和50 gl-1)的MS培养基。在添加40 gl-1蔗糖的MS培养基上，所有品种在微块茎形成、微块茎收获天数、微块茎1株数、微块茎直径(cm)、微块茎重量(g)和微块茎节数等各项参数上均表现最佳。蔗糖含量为50 gl-1的MS培养基对所有下划线参数的影响较小体外条件．在离体条件下，4个不同马铃薯品种的各项研究参数表现最好的是阿斯特里克斯，其次是德氏。

关键字

离体培养，微结节化，MS培养基，马铃薯品种，组织培养

简介

马铃薯(Solanum tuberosum L.)是最重要的双子叶块茎植物之一作物，是继小麦、水稻和玉米之后的第四大粮食作物[1］．它比其他主要作物提供更多的蛋白质和卡路里[2］．马铃薯是巴基斯坦的一种重要作物，年产量为30843万吨，由于种子和作物管理措施的改进，在过去几年中，产量公顷1也急剧增加[3.］．

马铃薯是高度杂合子，有性繁殖时分离。因此，对马铃薯的优良亲本和品种进行无性繁殖，以保持其遗传完整性。马铃薯结节形成是一个非常复杂的发育过程，可能以不同的方式发生变化。因此，利用体外技术可以获得结节化。此外，不同的科学家和研究人员使用不同的介质来获得马铃薯的微块茎组织培养［4］．种子块茎是我国最常见的无性繁殖技术土豆繁殖，但它可能经常受到不同病原体的攻击，而且这种方法耗时费力[5-7］．因此，在世界范围内，马铃薯基因库更倾向于在无病组织培养条件下保存优秀的亲本系和无性系[8-10］．

植物组织培养是获得100%病毒游离种子的唯一技术，微块茎是这一前景的创新途径;微型块茎体积小、重量轻，便于搬运、储存和运输。因此，建立马铃薯微结节体外快速增殖的新方法或方案具有重要意义。此外，他们的文化和形态特征也类似于田间出产的块茎。因此，一些研究人员正在尝试批量生产马铃薯微块茎，以彻底改变世界马铃薯生产[11-14］．不同研究者在实验中观察到微结节形成受多种因素控制，包括不同激素百分比、光周期比、温度变化、糖浓度和营养成分等[15-17］．此外，科学家很少关注不同比例的蔗糖、激动素(KIN)和不同类型的外植体，以利用组织培养技术制定合适的再生方案[18］．

微块茎(离体块茎)是一种微型种子马铃薯，可被认为是离体苗和微型植株之间的中间阶段。微块茎是组织培养产生的第一代核种子马铃薯。这些方法已被用来克服嫩苗移栽的问题体外条件在体内的条件和克服储存的问题。体外培养的马铃薯微块茎可作为种质资源用于保护、国家间转让和种子认证计划。较大的微块茎能承受不利的种植条件，在下一代中比较小的微块茎产生更旺盛的植株。

考虑到马铃薯微块茎的重要性和生产微块茎的重要性，本研究旨在通过马铃薯微块茎的繁殖繁殖实现无病砧木种子，评价不同马铃薯品种对微块茎生产的响应，并考察不同蔗糖浓度在马铃薯微块茎生产中的表现媒体女士micro-tuberization。

材料与方法

本文报道的研究是在组织培养实验室进行的农业研究阿伯塔巴德站，开伯尔-普赫图赫瓦，巴基斯坦。试验采用2因子随机完全区组设计(RCBD)，设4个品种，4个处理，重复4次。每一种治疗至少由三个烧瓶组成。下面提到的所有马铃薯品种的健康和无病外植体都是从阿伯塔巴德农业研究站已经调查的植株中获得的。试验所用品种及培养基详细情况如下:

所使用的马铃薯品种

C1 -拿破仑情史

C2,红衣主教

C3 - Ultimus

C4 - Astrix

媒体文化(治疗)

T1 - 20 gl^－1蔗糖在MS培养基中

T2 - 30 gl^－1蔗糖在MS培养基中

T3 - 40 gl^－1蔗糖在MS培养基中

T4 - 50 gl^－1蔗糖在MS培养基中

不。处理中=3株

总没有。培养瓶=240瓶

统计分析

对不同参数记录的数据进行方差分析(ANOVA)，观察不同品种对不同处理的性能差异及其相互作用。在差异显著的情况下，通过最小显著差异(LSD)检验进一步评估差异。应用统计计算机软件MSTATC计算方差分析和LSD。

结果与讨论

微块茎形成的天数

不同马铃薯品种在MS培养基中发生微结节的情况不同。品种Astrix发生微瘤的时间最短(67.82天)，而品种Ultimus发生微瘤的时间最长(71.07天)，但与品种Desiree发生微瘤的时间相当(表1)．Cardinal品种与Desiree品种发生微结节的时间基本相同，分别为69.35和70.23天。虽然这些对微结节的差异并不大，但可以认为是基因型反应。研究结果几乎相似，他们观察到不同基因型对微结核的基因型反应在2个月至3个月期间发生变化[19］．本实验与微块茎形成相关的结果与前人的研究结果一致[18，20.-22］．

品种	gl^－1MS培养基中的蔗糖浓度				意味着
品种	20 gl^－1	30 gl^－1	40 gl^－1	50 gl^－1	意味着
拿破仑情史	68.05^德	71.50^c	65.12^f	76.27^ab	70.23^ab
Cordinal	66.07^英孚	70.10^cd	66.52^英孚	74.72^ab	69.35^b
Ultimus	77.22^一个	67.00^英孚	65.77^英孚	74.30^b	71.07^一个
Astrix	67.37^英孚	66.97^英孚	65.80^英孚	71.15^c	67.82^c
的意思是	69.68^b	68.89^b	65.80^c	74.11^一个	--

品种LSD值=1.302，处理LSD值=1.302，互作LSD值=2.603
(f) 使用LSD测试，在5%的概率水平上，相同字母后面的均值无显著差异。

表1:在MS培养基中，不同蔗糖浓度的4个马铃薯品种在离体条件下的微块茎形成天数

在MS培养基中添加不同量的蔗糖也显著影响微结节形成的天数。在MS培养基中，在40%蔗糖水平下生长的植株发生微结节的天数显著减少(65.80天)，而在50%蔗糖水平下生长的植株发生微结节的天数则增加(74.11天)。响应为20gl^－130 gl^－1蔗糖对微结节的影响有统计学意义(分别为69.68天和68.89天)。结果表明，MS培养基中蔗糖含量超过40 gl^－1推迟micro-tuberization。不同品种间蔗糖水平的交互作用也显著。所有品种在40 gl的MS培养基中生长^－1蔗糖使微块茎形成所需的天数显著减少，这些结果与who报告蔗糖是微块茎形成的重要因素的结果几乎相同[23］．

微型块茎收获的日子

表2显示最小天数到micro-tuber收获(146.4)是在40 gl环境中培养的^－1而在50 gl的培养基中，植株形成微块茎的时间最长(157.6天)^－1蔗糖在MS培养基中。其余两组(20 gl^－1， 30 gl^－1MS培养基中蔗糖)的收获时间基本相同(154.9 d和154.5 d)，说明适当的蔗糖浓度对块茎成熟有显著影响。结果与没有观察到的调查结果一致增长微块茎在添加3% ~ 4%蔗糖的培养基上生长最快，当添加浓度为8%时生长最快，说明微块茎生长需要合适的蔗糖浓度。不同栽培品种对微块茎收获的响应是显著的。栽培品种Astrix的收获时间最短(150.6天)，其次是Ultimus的收获时间最短(153.5天)。Desiree品种收获微块茎的时间最长(154.8天)，这表明了遗传变异，因为所有品种的其他要求都是相同的。1998年，Gopal等也报道了遗传变异对微块茎生长的影响。不同品种间的互作和蔗糖水平对微块茎收获期也有显著影响。栽培品种Cardinal、Ultimus和Astrix在40 gl的微块茎收获中表现出相同的结果^－1蔗糖在MS培养基中的作用时间分别为146.00 d、145.77 d和145.80 d。而Desiree品种在40 gl的条件下，需要147.87 d才能收获微块茎^－1蔗糖在MS培养基中这可能是指在MS培养基中不同蔗糖浓度下的基因型变异及其表现[25-27］．

品种	gl^－1MS培养基中的蔗糖浓度				意味着
品种	20 gl^－1	30 gl^－1	40 gl^－1	50 gl^－1	意味着
拿破仑情史	156.80^{^bc}	156.25^{^bc}	147.87^德	158.62^交流	154.8^一个
Cordinal	158.70^ab	155.70^c	146.00 e	156.22^公元前	154.2^ab
Ultimus	156.72^公元前	157.00^公元前	145.77^e	154.55^c	153.5^b
Astrix	147.37^德	148.97 d	145.80^e	161.15^一个	150.8^c
的意思是	154.9^b	154.5^b	146.4^c	157.6^一个	--

品种LSD值为1.289，处理LSD值为1.289，互作LSD值为2.579
(安妮) 使用LSD测试，在5%的概率水平上，相同字母后面的均值无显著差异。

表2:在MS培养基中，4个不同蔗糖浓度的马铃薯品种在离体条件下收获微块茎所需的天数。

小块茎苗数^－1

所示媒体的平均结果表3描述了在20gl中给出的最小但相同的结果^－1， 30 gl^－150 gl^－1含MS培养基的蔗糖。在上述培养基中生长的植株微块茎数分别为(2.06)、(2.56)和(2.06)个，而在40 gl培养基中生长的植株微块茎数最多，为4.85个^－1蔗糖MS培养基。由上述结果可以看出，微块茎的形成需要最佳和正常的蔗糖水平，否则结果将是不好的。

品种	gl^－1MS培养基中的蔗糖浓度				意味着
品种	20 gl^－1	30 gl^－1	40 gl^－1	50 gl^－1	意味着
拿破仑情史	1.95	2.50	4.72	2.05	2.80 ab
Cordinal	2.17	2.65	4.57	2.17	2.89 ab
Ultimus	1.80	1.70	3.57	1.62	2.17 b
Astrix	2.35	3.42	6.52	2.42	3.68
的意思是	2.06 b	2.56 b	4.85	2.06 b	--

品种LSD值=0.9412，处理LSD值=0.9412
(a, b) 使用LSD测试，在5%的概率水平上，相同字母后面的均值无显著差异。

表3:MS培养基体外培养条件下4个马铃薯品种不同蔗糖浓度下微块茎苗1的数量。

结果表明，Ultimus的微块茎-1数量最小(2.17个)，Desiree和Cardinal的微块茎-1数量相近(2.80个)和2.89个，Astrix的微块茎-1数量最大(3.68个)。这一事实可能归因于这些品种的遗传潜力。

栽培介质与栽培品种间交互作用不显著，说明栽培品种在不同培养基中的反应相同;而在50 gl条件下，Ultimus产生的微块茎植株数量最少，为1.62株^－1以40 gl生长的Astrix品种为试材，获得蔗糖水平的MS培养基和最大微块茎1株数(6.52株)^－1蔗糖水平MS培养基。

微块茎直径(厘米)

媒体的结果在表4揭示了植物在给定的三种培养基中生长，即20gl^－1， 30 gl^－150 gl^－1微块茎直径分别为2.17 cm、2.25 cm和2.13 cm^－1蔗糖水平的MS培养基给予(2.82 cm)微块茎直径。这意味着40gl^－1蔗糖为植物提供了良好的营养，使块茎直径增大。

品种	gl^－1MS培养基中的蔗糖浓度				意味着
品种	20 gl^－1	30 gl^－1	40 gl^－1	50 gl^－1	意味着
拿破仑情史	2.55	2.38	2.79	1.72	2.36
Cordinal	1.63	2.18	2.59	2.27	2.16
Ultimus	2.15	2.05	2.69	2.15	2.26
Astrix	2.34	2.38	3.22	2.40	2.59
的意思是	2.17 b	2.25 b	2.82	2.13 b	--

治疗的LSD值=0.3652
(a, b) 使用LSD测试，在5%的概率水平上，相同字母后面的均值无显著差异。

表4。在MS培养基中体外培养4个不同蔗糖浓度马铃薯品种的微块茎直径(cm)。

4个品种对微块茎直径的影响基本相似;而红雀的微块茎直径最小(2.16 cm)，阿斯特里克斯的微块茎直径最大(2.59 cm)。该品种微块茎直径最大可能是由于该品种具有利用营养物质、合成更多食物和更大直径的遗传潜力。

培养基与品种间的交互作用不显著，结果表明，在20 gl环境下生长的红Cardinal的微块茎直径最小(1.63 cm)^－1在40 gl的MS培养基中，Astrix获得了最大微块茎直径(3.22 cm)^－1蔗糖水平MS培养基。

微块茎重量(G)

媒介的手段表5显示了三种介质，即20gl^－1， 30 gl^－150 gl^－1在MS培养基中，蔗糖浓度分别为0.80 g、0.93 g和0.95 g，生长在40 gl的植株微块茎较重^－1蔗糖水平的MS培养基给予微块茎重量(1.92 g)。

品种	gl^－1MS培养基中的蔗糖浓度				意味着
品种	20 gl^－1	30 gl^－1	40 gl^－1	50 gl^－1	意味着
拿破仑情史	0.82	0.97	1.67	0.72	1.05
Cordinal	0.85	1.00	1.92	0.95	1.18
Ultimus	0.60	0.50	1.90	1.22	1.05
Astrix	0.95	1．25	2.20	0.92	1.33
的意思是	0.80 b	0.93 b	1.92	0.95 b	--

治疗的LSD值=0.4390
(a, b) 使用LSD测试，在5%的概率水平上，相同字母后面的均值无显著差异。

表5所示。MS培养基体外培养条件下，4个不同蔗糖浓度马铃薯品种的微块茎重量(g)。

不同马铃薯品种微块茎重量差异不显著，表明Desiree和Ultimus两个品种表现相似，Cardinal和Astrix两个品种表现相似，但Desiree和Ultimus的微块茎重量最小(1.05 g)， Astrix的微块茎重量最大(1.33 g)。该品种的最大微块茎重量也可能与该品种的最大微块茎直径和更多的微块茎长度有关。

培养基与栽培品种间交互作用不显著，说明栽培品种对不同培养基的反应相同。生长在30 gl环境下的Ultimus获得了最小微块茎重量(0.50 g)^－1在40 gl的MS培养基中，Astrix获得了最大微块茎重量(2.20 g)的蔗糖水平^－1蔗糖水平MS培养基。

微块茎中的节点数

中处理记录的平均值表6结果表明，20 gl^－1， 30 gl^－150 gl^－1在MS培养基中蔗糖水平与微块茎的节点数相似，产生(5.00)、(6.03)和(5.05)个节点的微块茎-1，最小节点数为20 gl^－1蔗糖水平MS培养基。在40 gl条件下马铃薯块茎结数最多，为8.40个^－1蔗糖水平MS培养基。在实验过程中观察到，40 gl可产生最大微块茎数和最大微块茎直径^－1蔗糖水平的MS培养基，因此在40 gl块茎的节数也较多^－1蔗糖水平MS培养基。

品种	gl^－1MS培养基中的蔗糖浓度				意味着
品种	20 gl^－1	30 gl^－1	40 gl^－1	50 gl^－1	意味着
拿破仑情史	4.97	6.72	8.27	4.80	6.19
Cordinal	4.92	5.77	6.80	4.82	5.58
Ultimus	4.90	4.90	7.77	4.32	5.47
Astrix	5.20	6.72	10.75	6.22	7.22
的意思是	5.00 b	6.03 b	8.40	5.04 b	--

治疗的LSD值=1.429
(a, b) 使用LSD测试，在5%的概率水平上，相同字母后面的均值无显著差异。

表6所示。MS培养基体外培养条件下4个不同蔗糖浓度马铃薯品种块茎苗1的节数

不同品种块茎节数差异不显著，但Ultimus品种块茎节数最小(5.47个)，Astrix品种块茎节数最大(7.22个)。这可能是由于这些品种具有有效利用营养物质和合成更多食物的遗传潜力。

所有品种对不同处理的反应基本一致，但在50 gl条件下，Ultimus的块茎结数最少，为4.32个^－1在40 gl条件下，Astrix的块茎节数达到最大，为10.75个^－1蔗糖水平MS培养基。

结论

在此基础上得出结论，在离体条件下，培养基和品种对马铃薯组织培养微块茎的形成均有显著影响。在本研究中，在40 gl的环境中种植黄芪、德西蕾和红雀等品种，取得了较好的效果^－1蔗糖浓度MS培养基，然后在50gl^－1蔗糖浓度MS培养基。

参考文献

Abd-Elgawad MMM和Youssef M.埃及研究发展项目。第一次南地中海生态系统植物寄生线虫群落生态学和管理国际研讨会，突尼斯苏塞，2008。
巴多尼A和乔汉JS。单节愈伤组织培养:对显微繁殖的改善Solanumtuberosum(简历。Kufri Himalini)。自然科学，2009;7(3):99-103。
MINFAL。巴基斯坦农业统计。巴基斯坦政府，粮食、农业和畜牧业部经济部门，伊斯兰堡，2015年。
苄基氨基嘌呤(BAP)和氯化胆碱(CCC)对乳酸菌生长的影响在体外马铃薯的块状。孟加拉国农学通报，1998;23(4):585-690。
Withers LA，等。在体外作物种质资源保护和IBPGR数据库。45(3): 1990; 9-22。
Dobrásnszki JK，等。马铃薯微块茎在固化培养基上无激素体系的体外结核化和休眠。水果蔬菜与谷物科学。2008;2(1):82-94。
Aslam A和Iqbal J.细胞分裂素和蔗糖联合处理对马铃薯Diamant和Red Norland离体成瘤参数的影响杨建平，2010;
马铃薯组织培养方法及种质资源的保存。植物学报，1977;78(1):45-49。
Gopal JA，等。增长缓慢的体外马铃薯正常繁殖温度下种质资源的保存。马铃薯决议2002;45(2):203-213。
Ebtsam MH和Hamouda RA。一种新颖的替代方法在体外用各种藻类滤液代替植物组织培养营养培养基进行马铃薯栽培和微结节。中国农学通报，2013;13(6):848-856。
Gopal JA，等。在体外马铃薯种质保护用微块茎生产:基因型、脱落酸和蔗糖的影响。在体外中国生物医学工程学报。2004;29(2):366 - 366。
志军Z，等。GA、IAA和BAP在调控的作用在体外马铃薯茎部生长与微结节发育。物理学报，2005;27(3):363-369。
Rafique R，等。吲哚-3-丁酸(IBA)对在体外石斛兰的根诱导(石斛兰萨宾h)。生物技术学报，2012;11(20):4673-4675。
拉希德M，等。四倍体西瓜不同外植体植株的再生。生物农业保健杂志，2013;3(1):27-29。
Vreugdenhil D和Struik PC。激素调控马铃薯块茎形成的综合研究。物理计划，1989;75:525-531。
Coleman KW，等。马铃薯微管作为研究工具综述。美国马铃薯法令2001;78:47-55。
马铃薯块茎形成的影响因素(Solanum tuberization L.)中国农业科学，2001;26:86。
霍克我。在体外马铃薯的结节病(茄属植物tuberosuml .)。植物组学学报。2010;3:7-11。
Gopal J和Minocha JL。的有效性在体外马铃薯农艺性状的选择。Euphytica。1998;103(1):67 - 74。
马铃薯遗传资源的体外保存技术。锅Res 1998;4:94-103。
马铃薯(Solanum tuberosum L.)的体外性能。Spunta JAgrotrop。2000; 11:31-34。
脱毒马铃薯Spunta的体外和体内增殖。杨建军，2001;33:35-41。
El-Sawy A，等。用香豆素诱导培养基生产马铃薯微块茎的形态和分子特征。中国农业生物学报，2007;9(5):675-680。
Kanwal A，等。在体外马铃薯微结节化(茄属植物tuberosum一种巴基斯坦的新品种。在。农业与生物，2006;8:337-340。
马铃薯微块茎的诱导与发育在体外在不含生长调节物质的培养基上。王志强，王志强，1989;29(2):366 - 366。
Sakha BM，等。在体外马铃薯的微结节病(Solanumtuberosuml .)品种。中国动物医学杂志，2004;42(1):5-7。
Yong L，等。过程中几种内源植物激素的变化在体外马铃薯的结核。亚洲红薯与马铃薯资源与开发。1996;20(1):30-37。