壳寡糖浸种对马铃薯微型薯芽生长和内源激素含量的影响

【目的】浸种处理是马铃薯生产中常用的促进块茎萌发的手段,然而浸种剂使用不当,会引起内源激素的失调,导致马铃薯高脚苗的发生。研究壳寡糖浸种对马铃薯微型薯芽生长及内源激素含量的影响,为壳寡糖作为马铃薯微型薯拌种剂的安全使用提供理论支持。【方法】以‘费乌瑞它’马铃薯微型薯为试材,分别用10、50和200 mg·L^(-1)(w/v)的壳寡糖溶液浸种处理,筛选促芽生长的最佳壳寡糖浓度,以50 mg·L^(-1)(w/v)浸种15 min为处理组(COS_(50)),蒸馏水浸种为阴性对照(Con),并选择易引起块茎芽细长且疯长的外源赤霉素3(15 mg·L^(-1),w/v)浸种处理为阳性对照(GA_(3))。测定各处理对微型薯发芽率、发芽势、芽长和芽直径的影响,并检测浸种处理前(BT)、萌发前期(BGS)、萌发期(GS)和伸长期(VG)顶芽内源激素含量的变化,用石蜡切片染色观察GS期顶芽细胞的形态,采用Pearson相关分析研究芽生长与内源激素含量的内在联系。【结果】50 mg·L^(-1)(w/v)壳寡糖浸种处理可有效促进微型薯块茎芽的萌发及生长,芽长较Con组显著提高了74.7%,芽直径较GA_(3)组显著提高了37.2%;并在浸种后第5天,块茎发芽率即达100%,分别较Con和GA_(3)组提高40.0%和17.0%,同时,COS_(50)浸种处理显著提高了微型薯的发芽势,在处理后第5天,发芽势分别较Con组和GA_(3)组提高了80.0%和28.6%,块茎表现为出芽早,出芽整齐。不同浸种处理微型薯顶芽分生组织的内源激素含量也存在显著差异,在VG期,COS_(50)处理组块茎芽分生组织的生长素(IAA)、细胞分裂素(CTK)和赤霉素(GA)的含量分别较Con组提高了11.4%、2.7%和2.5%,而脱落酸(ABA)的含量显著降低了3.2%(P<0.05)。GA_(3)处理组内源GA、CTK及IAA含量最高,COS_(50)组的IAA、CTK和GA含量分别低于GA_(3)组5.1%、8.4%和2.0%(P<0.05),ABA含量无显著降低。然而,COS_(50)处理显著提高了VG期微型薯顶芽分生组织中内源多胺(PA)的含量,分别较Con组和GA_(3)组提高了7.0%和2.8%。石蜡切片染色的结果显示,GA_(3)处理的顶芽分生组织细胞沿芽轴方向纵向伸长膨大形成细长扁平状的细胞,而COS_(50)组分生组织细胞膨大均匀,无细长扁平状,且与Con组的细胞形态相似。相关性分析显示,COS_(50)处理诱导的马铃薯微型薯芽的增长、增粗、发芽率及发芽势的提高与内源激素CTK、GA以及PA含量的升高呈显著正相关(P<0.05),且微型薯块茎发芽过程中PA的含量与ABA的含量表现极显著负相关(r=-0.785,P<0.01)。【结论】50 mg·L^(-1)(w/v)的壳寡糖浸种通过提高马铃薯微型薯芽组织中内源多胺、生长素、细胞分裂素以及赤霉素的含量提高了微型薯芽长、芽直径及发芽率,但壳寡糖处理引起的内源赤霉素含量显著低于易引起苗细长疯长的外源赤霉素浸种处理组,块茎芽分生组织的细胞均匀膨大,出芽整齐,芽长且粗壮,未表现芽细长、疯长现象。