马铃薯组织培养论文

生命科学技术学院

植物组织培养与繁殖技术

课程论文

论文题目马铃薯的组织培养

学生姓名

学号

专业生物科学

授课教师

成绩

二〇一二年月日

0 引言

马铃薯茎尖组织脱毒培养,愈伤组织解除分化形成新个体时,体细胞有丝分裂的异染色质延迟复制行为较正常活体植株更严重,后代变异较自然群体变异高出500倍,若在培养过程添加辐射和化学诱变试剂变异率会更高。因此,组织培养环境不只是现代生物技术辅助育种的一个重要条件,更是诱变育种的一个有效途径,对于以营养体繁殖的马铃薯作物效果更好。本文介绍了马铃薯茎尖培养的意义和方法，综述了植物激素在马铃薯生长中的作用。

1马铃薯组织培养的意义

1.1马铃薯的生态习性和种类

马铃薯生长对土壤的适应性很强，但对气候要求凉、冷、燥，在湿热地区虽然也能生长，不过一代以后品种就会演化，需要经常从寒冷地区引进新的种。种薯在土温5～8℃的条件下即可萌发生长，最适温度为15～20℃。适于植株茎叶生长和开花的气温为16～22℃。夜间最适于块茎形成的气温为10～13℃（土温16～18℃），高于20℃时则形成缓慢。出土和幼苗期在气温降至-2℃即遭冻害。开花和块茎形成期为全生育期中需水量最大的时期。

马铃薯在原产地就有几百个品种，在世界各地又不断地培养新品种，目前全世界有几千个品种，有含淀粉比例较高，适合作为主食的，也有适合作为蔬菜食用的。人们根据不同的用途培养出很多新品种，花色有白色、红色、紫色等品种，地下块茎有圆形、卵形和椭圆形，其皮色有红色、黄色、白色和紫色的不同品种。一般用块茎上的“芽眼”切下播种，如果用种子种植，很快就会产生变异，因此非常容易出现新品种。

1.2马铃薯的市场效益分析

马铃薯是世界上仅次于小麦、水稻和玉米的第四种主要农作物。就单位面积出产的干物质而言，它高于小麦、大麦和玉米，就单位面积出产的蛋白质而言，分别为小麦、水稻和玉米的2.02、1.33和1.20倍。目前我国马铃薯常年种植面积为467万公顷左右，鲜薯年总产量5500万吨，居世界第一位。种植区域主要分布在黑龙江、吉林、内蒙古、山西、甘肃、青海、云南、贵州、四川等广大地区。但是我国的马铃薯加工业发展十分缓慢，基本上以鲜食为主，少部分用于传统食品加工和制取粗淀粉，深加工产品很少，而且加工生产规模小，工艺落后。20世纪90年代国内以马铃薯为原料的食品工业进入了一个蓬勃发展的时期，然而产品与国外同类产品相比，无论是在色泽、口味、品质，还是在包装上均存在一定差距[1]。

马铃薯块茎水分多、脂肪少、单位体积的热量相当低，所含的维生素C是苹果的10倍，B族维生素是苹果的4倍，各种矿物质是苹果的几倍至几十倍不等，土豆是降血压食物膳食中某种营养多了或缺了可致病[2]。

近年来随着人民群众生活水平的日益提高，我国的食品结构出现了一些新的变化，中西方的饮食文化开始相互渗透和融合，马铃薯加工食品在我国同样备受欢迎。随着麦当劳、肯德基等洋快餐在我国落户，其中必有一款的炸薯条、薯泥等马铃薯食品很受国内中层消费者的喜爱，尤其是儿童对其情有独钟，成为未来我国马铃薯食品潜在的庞大的消费群体。

2 马铃薯茎尖的组织培养

植物组织培养（Plant tissue culture）是指在无菌的条件下，将离体的植物（根、茎、叶、花、果实、种子等）、组织（形成层、花药组织、胚乳、皮层等）、细胞（体细胞和生殖细胞）以及原生质体，培养在人工配制的培养基上，给予适当的培养条件，使其长成完整

的植株。由于培养物是脱离植物母体，在玻璃瓶中进行培养，所以也叫做离体培养。在有些情况下，再分化也可不经愈伤组织阶段，而直接发生于脱分化的细胞[3]。

植物组织培养是20世纪初发展起来的一门新兴技术,随着这项技术的日益完善,其应用也越来越广泛,可用于种苗快繁、植物脱毒、植物育种、种质资源保存以及次生代谢物提取等方面。尤其植物快繁和脱毒是应用最多和最广的方面,而且许多花卉苗木的试管育苗已进入了商品化生产[4]。脱毒株苗具有无杂菌、适应能力较强、繁育较快、质量优、抗性好、分蘖性强、繁殖系数高、大批量生产、周年供应、便于运输等优点，已得到有关专家的鉴定及高度评价和种植试验区、种植产区果农的认可。例如脱毒马铃薯、脱毒红薯、脱毒生姜、脱毒大蒜、脱毒草莓、脱毒苗木、脱毒花卉等等，已成为现代农民致富的新宠[5]。

通过茎尖分生组织培养脱除病毒自上世纪70年代以来在马铃薯上推广应用，种薯生产技术随着生物技术的发展不断改进[6]。利用马铃薯茎尖组织培养结合病毒检测,进行马铃薯脱毒的组织培养技术,可大批量地进行种薯繁殖,又可防止亲代植株的病毒传染给子代[7]。

作为马铃薯生产第一大国,中国的马铃薯单产低于世界平均水平。种薯问题是限制其单产提高的主要因素,要提高种薯质量,茎尖分生组织培养脱毒、组培苗离体快繁和(或)试管薯生产方面的研究是其技术基础,植物生长物质在上述三方面的应用是研究方向之一[8]。

马铃薯薯块及芽外植体消毒灭菌后在MS基本培养基中培养效果最好[9]。

黄萍等[10]认为在马铃薯初代培养基(作茎尖培养用)和增殖培养基(作试管苗快速繁殖用)中分别加入25μg/ml链霉素、四环素和苯甲酸钠3种抗污染剂,结果发现:苯甲酸钠在初代培养基中抑菌效果最好;而在增殖培养基中以四环素的抑菌效果最佳。

植物组织中普遍存在内生菌,当植物组织进行离体培养时,这些内生菌就会产生污染[11]。为了消除植物组织培养过程中出现的真菌和细菌污染 ,而又不杀伤植物组织 ,采用多菌灵和青霉素混合溶液浸泡污染的组培苗茎段的结果发现 ,多菌灵对真菌有杀灭作用 ,对细菌没有明显作用 ;青霉素只对细菌有抑制作用 ,继代后细菌污染照常存在 ;而对污染的组培苗采用 75 %乙醇和 0 .1% Hg Cl2 处理可彻底杀灭真菌和细菌[12]。

3 植物激素对马铃薯生长的影响

试验以品种为主区,激素处理为副区进行裂区设计,研究了赤霉素(GA3)与茉莉酸甲酯(MeJA)对雾培马铃薯内源激素与生长发育的影响。结果表明:外源GA3处理增加了3个马铃薯品种叶片内源IAA和JA的含量,降低了中晚熟品种高原7号的内源ABA含量。外源MeJA 对马铃薯块茎均有一定诱导作用,但结合GA3处理其诱导结薯的能力会减弱[13]。蒙美莲等[10]发现马铃薯块茎形成期,脱落酸含量显著增加,赤霉素含量则显著降低,赤霉素与脱落酸比值下降到一定水平是块茎开始形成的重要条件。外加脱落酸喷施叶面,使块茎形成提早,但结薯数并未增加;外加赤霉素喷施叶面,使植株细高,匍匐茎细长,块茎形成显著延迟,块茎数显著减少,这一结果进一步证明了脱落酸和赤霉素在块茎形成中的作用。张志军等[14]研究表明外源添加赤霉素(GA,Gibberellins)能促进马铃薯茎、叶和匍匐茎的生长,而抑制块茎的形成.添加GA生物合成抑制剂可降低植株体内GA水平和活性,促进块茎形成.

石瑛等[15]在诱导结薯的过程中给以不同浓度的香豆素处理,研究香豆素对试管微型薯诱导的影响。结果表明,在诱导结薯的培养基中,添加香豆素处理的浓度为30mg/L时,获得的微型薯块茎较大且大薯率较高。

陈善娜等[16]在加入100mg/l香豆素时,试管结薯的数量与使用500mg/l矮壮素效果相近似。使用50mg/l人参寡糖素或10mg/l黑节草寡糖素时,试管结薯的数量明显超过或略超过用