霧培馬鈴薯微型種薯采后塊莖木栓化解剖學研究

楊芳　魯驕陽　郭華春

摘要：以霧培馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）微型薯塊莖為材料，利用石蠟切片法制片。結果表明，采后15 d，木栓層厚度迅速增加；采后24 d，木栓層細胞的厚度與采后3 d相比增加了86.3%，木栓層細胞的寬度降低40.1%，木栓層細胞的長度增加24.5%。木栓層細胞表現為細胞扁平、排列緊密，總層數增加，致密性增強。采后24 d馬鈴薯塊莖木栓化基本完成，種薯可進行安全儲存。

關鍵詞：馬鈴薯；微型薯；木栓化；解剖學特征

中圖分類號： S532.01 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2015）10-0126-02

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）為雙子葉茄科屬一年生草本塊莖植物，是世界四大作物之一。馬鈴薯霧培是一種新的生產技術，將作物的根系懸掛生長在封閉、不透水的容器內，營養液經特殊設備形成霧狀，間歇性噴到馬鈴薯根系上，以提供馬鈴薯生長所需的水分、養分[1]。與常規種薯生產相比，霧培生產技術的主要優點在于微型薯產量高、質量好，生產周期短，不受季節限制，可人為控制生產條件，可節約試管苗用量。但是霧培法生產的馬鈴薯微型薯由于塊莖所處的環境濕度較大，導致塊莖皮孔增大，含水量高，容易感染病菌、病蟲害[2]。馬鈴薯塊莖收獲后表皮逐漸木栓化形成周皮。木栓化指木栓質在細胞壁中沉積，木栓化后的細胞不透水、不透氣，可以防止馬鈴薯體內水分、養分流失以及病原菌侵染[3-4]。微型薯采收后如何快速完成木栓化，對于促進塊莖及早進入自然休眠期，實現安全貯藏非常重要。目前針對微型薯木栓化解剖學研究尚未見報道。本試驗以霧培馬鈴薯微型薯塊莖為材料，定期取樣研究塊莖木栓化動態過程，以期為霧培馬鈴薯微型薯（種薯）貯藏提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

以云南農業大學薯類作物研究所霧培室培養的微型馬鈴薯品種宣薯2號為材料，同日摘取5 g左右的塊莖，共150個。

1.2 方法

種薯收獲后攤放于21 ℃室溫、黑暗環境下。采摘3 d后，采用隨機取樣法進行取樣，每3 d取樣1次，每次隨機取10個種薯，共取樣9次。切取新鮮的種薯周皮帶皮層部分，約1 cm2。用石蠟切片法制片，用FAA固定液固定材料，蘇木精染色，加拿大樹膠封片，切片厚度為11～13 μm。將切片放置于Motic BA300顯微鏡下拍照并測量。每張切片選取15個視野進行測量。

1.3 數據分析

采用SPSS 17.0軟件進行方差分析，進行Duncan氏多重比較。

2 結果與分析

2.1 微型薯采后不同時期周皮木栓層解剖結構

由表1可見，采后貯藏初期，木栓層層數緩慢增加，采后15 d木栓層厚度顯著增加。木栓層細胞的長度逐漸增大，細胞的寬度逐漸降低。采后24 d，木栓層細胞的厚度與采后3 d相比增加了86.3%，木栓層細胞的寬度降低401%，木栓層細胞的長度增加24.5%。木栓層細胞表現為細胞扁平、排列緊密，總層數增加，致密性增強。采后27 d，木栓層細胞層數、長度、寬度等數據與采后60 d塊莖木栓層極為接近，差異不顯著，表明微型薯采后 24～27 d 即完成塊莖的采后木栓化過程。

由圖1可見，剛采摘時種薯塊莖木栓層細胞形狀規則，排列疏松。隨著貯藏時間的增加，木栓層層數增加，栓內層變化不明顯，木栓層細胞長度增長，寬度逐漸減小，木栓層細胞排列緊密。采后3 d，塊莖木栓層為5～6層，栓內層為3～4層，離栓內層較近的皮層細胞較大；采后6、9 d，木栓層層數增加到6～7層，栓內層為3～4層；采后12 d，木栓層為7～8層，栓內層為4～5層，木栓層細胞排列比較整齊；采后15、18 d，木栓層為8～9層，栓內層為3～4層，木栓層細胞逐漸變窄；采后21、24 d，木栓層為11層，栓內層為3層，距離皮層較近的木栓層中的5～6層細胞排列比較緊密；采后60 d，木栓層為12～13層，細胞排列緊密。

2.2 微型薯（種薯）采后不同時期皮孔結構變化

由于環境濕度大，因此霧培種薯采后初期種薯皮孔外凸、處于張開狀態（圖2）。采后4 d，皮孔下的木栓形成層逐漸向外產生一些圓球狀的排列疏松的補充細胞，補充細胞逐漸增多并木栓化，把皮孔張開的部分填滿，從而使皮孔關閉，在塊莖周皮表面變成點狀。

3 結論與討論

霧培法生產的馬鈴薯微型薯采用根部噴霧，塊莖所處的環境濕度較大，導致塊莖皮孔較大、含水量高，儲存過程中塊莖易腐爛。本試驗結果表明，霧培種薯木栓化過程中，木栓層層數、厚度以及木栓層細胞長度均逐漸增加，木栓層細胞寬度逐漸減小。采后15 d，木栓層厚度迅速增加，此后保持繼續快速增加趨勢，同時皮孔基本完成補充組織填充，外觀上皮孔變為點狀，說明采后12～15 d是馬鈴薯塊莖木栓化的重要時期。采后 24 d 馬鈴薯塊莖木栓化基本完成，標志著種薯可進行安全儲存。

參考文獻：

[1]李文剛，梁東超，杜保社，等. 馬鈴薯脫毒微型種薯生產及其繁育推廣體系—鈴田模式[J]. 中國馬鈴薯，2002，16（2）：92-94.

[2]郭 健，夏同會. 組織培養技術在馬鈴薯良種繁育上的應用[J]. 馬鈴薯雜志，1988，2（2）：100-101.

[3]Kolattukudy P E.Biochemistry and function of cutin and suberin[J]. Canadian Journal of Botany，1984，62：2918-2933.

[4]Bernards M A.Demystifying suberin[J]. Canadian Journal of Botany，2002，80：227-240.陳秋帆，代興梅，陳勁松，等. 馬鈴薯植株高度對FAO-56修正作物系數和實測作物系數的響應差別[J]. 江蘇農業科學，2015，43（10）：128-130.