蔗糖浓度、胶凝剂与异噻唑啉酮对甘薯微繁体系的协同优化机制研究

（编辑推荐）本研究系统评估了蔗糖浓度(45 g L-1最优)、胶凝剂类型(Phytagel?优于琼脂)和杀菌剂Kathon CG?对甘薯(Ipomoea batatas)离体培养的影响，揭示了微繁殖体系中碳源供给、培养基固化与消毒技术的协同作用机制，为优化植物组织培养(Plant tissue culture)体系提供新思路。

　　

Highlight

蔗糖、胶凝剂和消毒物质被视为植物离体培养的三大关键瓶颈因素。本研究通过三组实验揭示：45 g L^-1蔗糖显著促进两个栽培品种的生长；细菌多糖Phytagel?比传统琼脂更适合作固化剂；而杀菌剂Kathon CG?虽能有效灭菌，但会抑制组培苗后期发育，建议降低使用浓度。

Material and methods

实验在巴西圣保罗西部大学组织培养实验室进行。使用块根萌发的茎段作为外植体，分别设计：1) 蔗糖浓度实验（5-75 g L^-1）；2) 胶凝剂实验（Phytagel? 1.2-2.5 g L^-1 vs 琼脂6-10 g L^-1）；3) Kathon CG?实验（0-1248 μL L^-1）。测定株高(SL)、根长(RL)、节数(NN)、根数(NR)、干物质积累(TDM)及脯氨酸含量，第三组实验额外检测超氧化物歧化酶(SOD)活性。

Effect of sucrose concentration

蔗糖浓度对两个品种的株高、根长和节数均呈二次曲线响应（图1）。'APTA-1208'在45 g L^-1时表现最佳，而'IAPAR-69'在中浓度区间（15-45 g L^-1）根系更发达。高浓度蔗糖（>75 g L^-1）会引发渗透胁迫，导致脯氨酸积累量显著升高。

Adjusting the sucrose concentration

突破传统30 g L^-1的蔗糖使用标准，45 g L^-1能显著提升生物量积累。但浓度超过60 g L^-1时，会因碳代谢失衡导致SOD酶活性下降——这可能是高糖胁迫下氧化损伤的标志。

Conclusions

研究证实：45 g L^-1蔗糖+Phytagel? 2 g L^-1构成最优微繁殖体系；Kathon CG?需谨慎使用，建议浓度≤156 μL L^-1以避免损伤内生菌群。该成果为甘薯脱毒苗工厂化生产提供关键技术参数。