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摘 要:分析不同消毒方法对洋葱种子处理影响的重要性,以便科学地筛选出主要因素及最优方案。对试验结果进行χ2检验、响应面法分析,结果表明,浸泡方法与时间对污染率、发芽率都有显著影响;三种不同杀菌剂处理对洋葱种子发芽率有显著影响; 70%酒精对污染率、发芽率无显著影响, 10%次氯酸钠有显著影响,两者与污染率Y1、发芽率Y2呈显著的二次回归函数关系;不同消毒液处理对污染率有显著影响。综合得出:在不含洗涤剂的温水中浸泡12 h,此时污染率低,发芽率高;不添加任何杀菌剂处理最好; 70%酒精处理(x1)2 min,与10%次氯酸钠处理(x2)10 min组合时,洋葱种子发芽率44.12%最高,污染率52.89%最低; 0.1%HgCl2和Tween20按比例10 000∶1的混合溶液消毒10 min结果最为理想。
关键词:洋葱;种子;消毒方法;统计分析;优化
中图分类号:S633.2 文献标志码:A 文章编号:1673-2871(2021)07-076-05
Application and optimization of different disinfection methods on onion tissue culture
DONG Liping1, GUO Zhenfeng1, DU Ruiqing2
(1. Department of Landscape Architecture, Henan Forestry Vocational College, Luoyang 471002, Henan, China;2. School of Life Science and Technology, Nanyang Normal University, Nanyang 473061, Henan, China)
Abstract: In order to study the importance of different disinfection methods on onion seed and find out the main factors and optimal solution, Chi square test and response surface method were used to analyze the experimental results. The results showed that the pollution rate and germination rate were significantly affected by soaking method and time. The seed contamination rate of onion was not affected by three fungicides, while the germination rate was significantly affected. Influencing factors A (70% alcohol) was found no significant effect on pollution rate and germination rate, while factors B (10% sodium hypochlorite)was revealed significant effect on pollution rate and germination rate. Different disinfectant treatments had significant effect on the pollution rate. It was concluded that the most reliable and ideal immersion method and time was soaking 12 h in warm water exclusive of detergent, and the pollution rate was low, the germination rate was high. The best fungicide treatment was control group, which was not added any fungicide. The optimum disinfection time combination was 70% alcohol(x1)for 2 min, 10% sodium hypochlorite(x2)for 10 min, and the germination and contamination rate of onion seeds were 44.12% and 52.89% 0.1% HgCl2 and Tween20 in the proportion of 10 000∶1 mixed solution disinfection for 10 min is the optimal combination.
Key words: Onion; Seeds; Disinfectant methods; Statistical analysis; Optimization
洋葱是百合科葱属中以肉质鳞片和鳞芽构成产品器官的二年生草本植物,营养丰富,而且具有杀菌、降脂、降压、抗哮喘等多种保健功能,深受人们喜爱。洋葱是两年生异花授粉作物,目前中国大多依然是常规育种,但耗时耗力,效率低,通常要12年以上,并且受种质资源的限制较大,很难取得进展[1-2]。近来年也有不少人用组织培养方法进行快繁,但是用种子进行组织培养,首先碰到的就是污染严重的问题[3-4]。关于洋葱种子采取不同消毒处理对污染率及发芽率的影响,有关文献[5]进行了报道,但存在以下不足:(1)浸泡方法与时间、三种不同杀菌剂处理、不同消毒时间处理、不同消毒液处理,每种处理方式的各组间,都是直观的数据比较,未进行统计学检验差异性,缺少科学性。(2)不同消毒时间处理,属于全面试验,但未能按照二次回归正交组合设计试验(响应面法)进行方差分析、建立回归方程,得出优选方案。(3)对各种不同的处理,2个不同的观察指标(污染率和发芽率目标要求相反)缺少有效的综合分析。基于此,笔者对不同消毒方法在洋葱组织培养中的應用,重新进行了实验设计,对实验结果进行了综合性的统计分析,以期为同类型研究提供新的实验设计方法和分析方法。 1 材料与方法
1.1 材料
试验材料是洋葱品种中生赤玉,来自北京市农林科学院蔬菜研究中心,于2019年4—5月在南阳师范学院生物楼实验室进行试验。
1.2 方法
1.2.1 洋葱种子浸泡方法与时间 对洋葱种子进行以下3种不同的浸泡处理:a)在含洗涤剂的温水中浸泡10 h;b)在不含洗涤剂的温水中浸泡10 h;c)在不含洗涤剂的温水中浸泡20 h。预处理后的种子先用70%酒精进行体表消毒1 min,用无菌水冲洗3次后,再用0.1%的HgCl2(HgCl2溶液中按10 000∶1的比例添加Tween 20)消毒10 min,最后再用无菌水冲洗3~4次后接种在培养基(MS基本培养基,pH 5.91,下同)中。对照是不做任何处理,直接接种。每个处理100粒种子。接种后先暗培养2 d,之后培养在室温25 ℃下,光照15 h·d-1,10 d后统计污染及发芽状况。
1.2.2 3种不同杀菌剂处理 在培养基中分别加入3种杀菌剂:多菌灵、甲基托布津、代森锰锌,每种培养基设2个质量浓度梯度,分别是1.2 g·L-1和2.4 g·L-1,摇匀,分装,常规高压灭菌。对照不加任何杀菌剂。每个处理100粒种子。先用70%酒精进行体表消毒1.5 min,用无菌水冲洗3次后,再用0.1%的HgCl2消毒10 min,最后再用无菌水冲洗3~4次。培养条件同上。10 d后统计污染及发芽状况。
1.2.3 不同消毒时间处理 用70%酒精分别处理1.5、2.0、2.5 min,用10%的次氯酸钠分别处理10、15、20 min,用无菌水冲洗过后接入培养基中,10 d后统计污染及发芽状况。
为了应用二次回归正交组合设计试验(响应面法)进行分析,对不同消毒时间处理进行水平编码,见表1。
对因素xj的各个水平进行线性变换,得到水平的编码z j =[xj-xj0Δ j]。其中,xj是j因素真实水平值,xj0是j因素0水平真实值,Δj是j因素1水平真实值减去0水平真实值的差值。
1.2.4 不同消毒液处理 将种子用70%酒精进行体表消毒1.5 min,用无菌水冲洗3次后,用3种不同的方法处理洋葱种子:a)10%次氯酸钠消毒10 min;b)0.1% HgCl2消 毒10 min;c)0.1% HgCl2和Tween 20按比例10 000∶1的混合溶液消毒10 min。之后再用无菌水冲洗3~4次,接种在培养基中。10 d后统计污染及发芽状况。
1.2.5 统计分析 对于洋葱种子浸泡方法与时间、3种不同杀菌剂处理、不同消毒液处理,采用“多个样本率的多重比较”[6],所有组间采用k×2(k为组数)联列表χ2检验,对任2组间,采用四格表法检验。两组间的检验率为α’。
α’=[αC2k 1]
关键词:洋葱;种子;消毒方法;统计分析;优化
中图分类号:S633.2 文献标志码:A 文章编号:1673-2871(2021)07-076-05
Application and optimization of different disinfection methods on onion tissue culture
DONG Liping1, GUO Zhenfeng1, DU Ruiqing2
(1. Department of Landscape Architecture, Henan Forestry Vocational College, Luoyang 471002, Henan, China;2. School of Life Science and Technology, Nanyang Normal University, Nanyang 473061, Henan, China)
Abstract: In order to study the importance of different disinfection methods on onion seed and find out the main factors and optimal solution, Chi square test and response surface method were used to analyze the experimental results. The results showed that the pollution rate and germination rate were significantly affected by soaking method and time. The seed contamination rate of onion was not affected by three fungicides, while the germination rate was significantly affected. Influencing factors A (70% alcohol) was found no significant effect on pollution rate and germination rate, while factors B (10% sodium hypochlorite)was revealed significant effect on pollution rate and germination rate. Different disinfectant treatments had significant effect on the pollution rate. It was concluded that the most reliable and ideal immersion method and time was soaking 12 h in warm water exclusive of detergent, and the pollution rate was low, the germination rate was high. The best fungicide treatment was control group, which was not added any fungicide. The optimum disinfection time combination was 70% alcohol(x1)for 2 min, 10% sodium hypochlorite(x2)for 10 min, and the germination and contamination rate of onion seeds were 44.12% and 52.89% 0.1% HgCl2 and Tween20 in the proportion of 10 000∶1 mixed solution disinfection for 10 min is the optimal combination.
Key words: Onion; Seeds; Disinfectant methods; Statistical analysis; Optimization
洋葱是百合科葱属中以肉质鳞片和鳞芽构成产品器官的二年生草本植物,营养丰富,而且具有杀菌、降脂、降压、抗哮喘等多种保健功能,深受人们喜爱。洋葱是两年生异花授粉作物,目前中国大多依然是常规育种,但耗时耗力,效率低,通常要12年以上,并且受种质资源的限制较大,很难取得进展[1-2]。近来年也有不少人用组织培养方法进行快繁,但是用种子进行组织培养,首先碰到的就是污染严重的问题[3-4]。关于洋葱种子采取不同消毒处理对污染率及发芽率的影响,有关文献[5]进行了报道,但存在以下不足:(1)浸泡方法与时间、三种不同杀菌剂处理、不同消毒时间处理、不同消毒液处理,每种处理方式的各组间,都是直观的数据比较,未进行统计学检验差异性,缺少科学性。(2)不同消毒时间处理,属于全面试验,但未能按照二次回归正交组合设计试验(响应面法)进行方差分析、建立回归方程,得出优选方案。(3)对各种不同的处理,2个不同的观察指标(污染率和发芽率目标要求相反)缺少有效的综合分析。基于此,笔者对不同消毒方法在洋葱组织培养中的應用,重新进行了实验设计,对实验结果进行了综合性的统计分析,以期为同类型研究提供新的实验设计方法和分析方法。 1 材料与方法
1.1 材料
试验材料是洋葱品种中生赤玉,来自北京市农林科学院蔬菜研究中心,于2019年4—5月在南阳师范学院生物楼实验室进行试验。
1.2 方法
1.2.1 洋葱种子浸泡方法与时间 对洋葱种子进行以下3种不同的浸泡处理:a)在含洗涤剂的温水中浸泡10 h;b)在不含洗涤剂的温水中浸泡10 h;c)在不含洗涤剂的温水中浸泡20 h。预处理后的种子先用70%酒精进行体表消毒1 min,用无菌水冲洗3次后,再用0.1%的HgCl2(HgCl2溶液中按10 000∶1的比例添加Tween 20)消毒10 min,最后再用无菌水冲洗3~4次后接种在培养基(MS基本培养基,pH 5.91,下同)中。对照是不做任何处理,直接接种。每个处理100粒种子。接种后先暗培养2 d,之后培养在室温25 ℃下,光照15 h·d-1,10 d后统计污染及发芽状况。
1.2.2 3种不同杀菌剂处理 在培养基中分别加入3种杀菌剂:多菌灵、甲基托布津、代森锰锌,每种培养基设2个质量浓度梯度,分别是1.2 g·L-1和2.4 g·L-1,摇匀,分装,常规高压灭菌。对照不加任何杀菌剂。每个处理100粒种子。先用70%酒精进行体表消毒1.5 min,用无菌水冲洗3次后,再用0.1%的HgCl2消毒10 min,最后再用无菌水冲洗3~4次。培养条件同上。10 d后统计污染及发芽状况。
1.2.3 不同消毒时间处理 用70%酒精分别处理1.5、2.0、2.5 min,用10%的次氯酸钠分别处理10、15、20 min,用无菌水冲洗过后接入培养基中,10 d后统计污染及发芽状况。
为了应用二次回归正交组合设计试验(响应面法)进行分析,对不同消毒时间处理进行水平编码,见表1。
对因素xj的各个水平进行线性变换,得到水平的编码z j =[xj-xj0Δ j]。其中,xj是j因素真实水平值,xj0是j因素0水平真实值,Δj是j因素1水平真实值减去0水平真实值的差值。
1.2.4 不同消毒液处理 将种子用70%酒精进行体表消毒1.5 min,用无菌水冲洗3次后,用3种不同的方法处理洋葱种子:a)10%次氯酸钠消毒10 min;b)0.1% HgCl2消 毒10 min;c)0.1% HgCl2和Tween 20按比例10 000∶1的混合溶液消毒10 min。之后再用无菌水冲洗3~4次,接种在培养基中。10 d后统计污染及发芽状况。
1.2.5 统计分析 对于洋葱种子浸泡方法与时间、3种不同杀菌剂处理、不同消毒液处理,采用“多个样本率的多重比较”[6],所有组间采用k×2(k为组数)联列表χ2检验,对任2组间,采用四格表法检验。两组间的检验率为α’。
α’=[αC2k 1]