脫毒馬鈴薯繁種技術(shù)及其發(fā)展對策

張國志，路穎

（遼寧省建平縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，遼寧朝陽 122400）

脫毒馬鈴薯繁種技術(shù)及其發(fā)展對策

張國志，路穎

（遼寧省建平縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，遼寧朝陽 122400）

病毒是引起馬鈴薯“退化”的主要原因。由于馬鈴薯是無性繁殖作物，病毒侵染進(jìn)植株體內(nèi)后，會(huì)逐代傳遞并積累，最終導(dǎo)致種性退化而大幅度減產(chǎn)。解決這一問題的有效辦法，是采用生物技術(shù)脫除已侵染到塊莖中的病毒，使之恢復(fù)原有品種的生長特性。本文簡述了這一生產(chǎn)技術(shù)，并提出了這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展對策。

脫毒馬鈴薯；繁種技術(shù)；發(fā)展對策

馬鈴薯營養(yǎng)豐富、生育期短、產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益高，全國各地均有種植，是一種深受人們喜愛的經(jīng)濟(jì)作物。有學(xué)者提出，馬鈴薯種薯退化的主要原因是病毒病[1]，一旦被侵染，病毒就會(huì)通過塊莖無性繁殖不斷累計(jì)，并代代相傳，使馬鈴薯終身帶毒。受到病毒侵染后的馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)均大幅下降，危害性較大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界每年因病毒病造成的馬鈴薯減產(chǎn)至少在20%以上，嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)達(dá)到80%[2]。脫毒種薯，簡而言之就是不含病毒的馬鈴薯，其主要途徑是通過技術(shù)措施處理清除薯塊體內(nèi)的病毒，獲得無病毒或極少有病毒侵染的種薯。脫毒馬鈴薯有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如易早熟、產(chǎn)量高、品質(zhì)好等。從這個(gè)意義上說，馬鈴薯的產(chǎn)量和質(zhì)量與種薯的質(zhì)量優(yōu)劣有很大關(guān)系。如果種薯品質(zhì)差，病毒一旦侵入，就會(huì)引起馬鈴薯產(chǎn)生各種病癥，使其產(chǎn)量和品質(zhì)大大下降，因此，務(wù)必要在種植之前通過技術(shù)措施清除掉種薯薯塊內(nèi)的病毒。我國現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的、造成馬鈴薯退化的病毒有30余種，其中危害較嚴(yán)重的病毒有6種：馬鈴薯卷葉病毒（PLRV）、馬鈴薯Y病毒（PVY）、馬鈴薯X病毒（PVX）、馬鈴薯A病毒（PVA）、馬鈴薯S病毒（PVS）及馬鈴薯紡錘塊莖類病毒（PSTVd）[3]。

據(jù)報(bào)道，馬鈴薯快繁生產(chǎn)脫毒種薯多是在設(shè)施條件下進(jìn)行的，其操作難度大、技術(shù)成本高[4]。并且當(dāng)前生產(chǎn)脫毒種薯的方法，多數(shù)是生產(chǎn)原原種，方法較為單一。而從原原種到商品薯，周期長，感病風(fēng)險(xiǎn)大。本文簡要敘述了脫毒馬鈴薯的繁種技術(shù)，提出了該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展對策，以期能夠指導(dǎo)脫毒馬鈴薯的繁育。

1 馬鈴薯的脫毒機(jī)理

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，馬鈴薯易感染多種病毒，如輕型花葉病毒、條斑花葉病毒等等。病毒一旦侵入，就會(huì)影響馬鈴薯的生長發(fā)育，具體表現(xiàn)為吸收馬鈴薯的營養(yǎng)用來培植病毒、促進(jìn)病毒發(fā)育，使馬鈴薯植株矮小，薯塊變小，一般會(huì)減產(chǎn)30%～50%，嚴(yán)重的可達(dá)80%，個(gè)別地塊甚至絕產(chǎn)。目前還沒有發(fā)現(xiàn)一種能夠不傷害馬鈴薯且能殺死病毒的藥劑。有學(xué)者提出，唯一的解決方法是利用馬鈴薯莖尖組織來培養(yǎng)種薯，得到健壯植株和脫毒種薯[3]。

莖尖組織培養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)在于，其細(xì)胞分裂速度比病毒的增殖速度快，這種速度之差促成了莖尖組織培養(yǎng)脫出病毒。同時(shí)莖尖細(xì)胞代謝旺盛，其競爭實(shí)力遠(yuǎn)超病毒，在這種情況下，病毒因?yàn)槿狈I養(yǎng)原料而不能繁殖自己。此外，也有學(xué)者認(rèn)為，莖尖分生組織內(nèi)或培養(yǎng)基內(nèi)含有某些特殊的營養(yǎng)成分，這些成分能夠抑制病毒的增殖，其具體作用機(jī)理還有待于進(jìn)一步的研究。所以利用莖尖組織培養(yǎng)得到馬鈴薯脫毒種薯的方法是可行的。

2 脫毒馬鈴薯的增產(chǎn)原因及有效時(shí)間

馬鈴薯脫毒后，其生理代謝活動(dòng)開始正?；霎a(chǎn)潛力得到恢復(fù)。相比于未脫毒的馬鈴薯，它的增產(chǎn)潛力可提高50%左右，有一些還能夠成倍增產(chǎn)。表現(xiàn)為：出苗早2～4d，植株健壯，葉片肥大濃綠，光合效率高，單株結(jié)薯數(shù)增加50%～70%，單薯重增加50%，根系發(fā)達(dá)，吸收礦物質(zhì)營養(yǎng)的能力強(qiáng)，抗高溫、干旱的能力較強(qiáng)。也有學(xué)者提出，馬鈴薯脫毒后，種薯的晚疫病發(fā)生輕；出苗期、現(xiàn)蕾期及開花期提前，植株的株高、莖粗增加，葉片增大，植株的光合作用增強(qiáng)，最后促成馬鈴薯的產(chǎn)量增加[4]。

馬鈴薯品種經(jīng)脫毒后，雖然產(chǎn)量和品質(zhì)有所改善，但品種對病毒的抗性并未增加。因此脫毒對防治病毒病害來說僅是一個(gè)小的方面。在馬鈴薯生產(chǎn)和繁種過程中，一定要注意病毒病的感染。一般情況下，大部分脫毒品種的種植有效期為兩年四季，在這期間，連續(xù)種植產(chǎn)量會(huì)保持穩(wěn)定，但第五季時(shí)，病毒會(huì)在體內(nèi)積累，達(dá)到較高濃度，此時(shí)植株會(huì)出現(xiàn)退化癥狀，脫毒的優(yōu)勢不再明顯。因此，在馬鈴薯生產(chǎn)上，一是，以兩年為一周期更換新的脫毒種苗；二是，通過技術(shù)措施減少病毒在體內(nèi)的積累。一般可以通過輪作換茬、土壤消毒等農(nóng)作措施來減緩脫毒品種的退化進(jìn)程。

3 馬鈴薯種薯的脫毒技術(shù)

3.1 莖尖剝離方法

將經(jīng)消毒處理的幼苗材料放在承物臺上，在40倍的目鏡下左手用鑷子夾住植株，右手用解剖針由外向里逐層將植株生長點(diǎn)的小葉片和葉原基剝離掉，最后只保留帶一個(gè)葉原基的生長點(diǎn)，大小約為0.1～0.2mm。用解剖針把生長點(diǎn)切下，置于培養(yǎng)基上，封嚴(yán)瓶口放于培養(yǎng)室內(nèi)培養(yǎng)。

3.2 莖尖培養(yǎng)方法

莖尖培養(yǎng)方法可脫去薯塊和植株體內(nèi)的病毒,使其恢復(fù)健康而獲得高產(chǎn)。這是國內(nèi)外許多研究單位和生產(chǎn)部門采用的一條重要方法。一般使用MS基本培養(yǎng)基，即每1L添加6-BA 2mg、NAA 0.5mg、甘氨酸2mg、鹽酸硫胺素0.4mg、鹽酸吡哆素0.5mg、煙酸0.5mg、肌醇100mg、生物素0.05mg。莖尖培養(yǎng)條件是，溫度23～25益，光照強(qiáng)度3000～4000Lx，光照時(shí)間為每天16h左右。一般經(jīng)過30～40d的培養(yǎng)可見莖尖的增長，大約3～4個(gè)月后就能長成小植株[5]。

3.3 病毒檢測

病毒檢測的目的是對試管苗進(jìn)行檢測，看是否完全脫除所有病毒。做好馬鈴薯病毒檢測，可以擺脫病毒病對馬鈴薯產(chǎn)量的影響，確保種薯質(zhì)量，還可使馬鈴薯品質(zhì)得到進(jìn)一步改善。病毒檢測方法有兩種：一種是生物學(xué)方法，一種是血清學(xué)方法。目前血清學(xué)方法應(yīng)用較為普遍。

4 脫毒馬鈴薯繁種的發(fā)展對策

4.1 提高馬鈴薯脫毒種薯的普及率

有專家分析，目前馬鈴薯單產(chǎn)較低，最主要的原因是種薯質(zhì)量不高，脫毒種薯的利用率較低[4]。我國大部分馬鈴薯產(chǎn)區(qū)，種薯還是農(nóng)民自留、自種的，普遍感染病毒病。病毒病是引起馬鈴薯品質(zhì)退化的最主要原因。馬鈴薯品質(zhì)退化首先表現(xiàn)為產(chǎn)量下降，我國每年馬鈴薯產(chǎn)量因此減少三分之一，嚴(yán)重的地方可能還會(huì)加倍。所以說，制約馬鈴薯單產(chǎn)水平的最大瓶頸是種薯質(zhì)量問題，提高馬鈴薯脫毒種薯的普及率是提高馬鈴薯單產(chǎn)量的重中之重。

4.2 選育和推廣新品種

選育和推廣新品種是進(jìn)一步加大脫毒馬鈴薯繁種的重要措施。具體措施為選育和推廣抗旱、抗病、優(yōu)質(zhì)專用型馬鈴薯新品種，建立和完善脫毒快繁中心及標(biāo)準(zhǔn)化繁育基地，在滿足基層用種需求的同時(shí)，開展對外繁種，積極推廣新品種，促進(jìn)脫毒馬鈴薯的生產(chǎn)。

4.3 制訂政策，加大投入

相關(guān)部門應(yīng)從政策、項(xiàng)目、資金等多方面積極扶持，尤其在馬鈴薯莖尖脫毒及種薯貯藏設(shè)施設(shè)備方面，在集約化繁種基地建設(shè)、新品種推廣等方面，以改善制繁種基地的生產(chǎn)條件和技術(shù)創(chuàng)新手段，迅速增強(qiáng)種薯的繁育、加工、貯藏能力，著力提高種薯質(zhì)量，健全和完善試驗(yàn)、示范、生產(chǎn)、加工、倉儲(chǔ)、檢驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)，促進(jìn)育、繁、推一體化，爭取建設(shè)成一座服務(wù)于全國的脫毒馬鈴薯繁種基地。

[1]薛東平.馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].農(nóng)技服務(wù),2014,(01): 38-39.

[2]羅其友,劉洋,高明杰,等.中國馬鈴薯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與前景[J].農(nóng)業(yè)展望,2015,(03):35-40.

[3]姚遠(yuǎn).培育壯大馬鈴薯產(chǎn)業(yè),進(jìn)一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈條[J].吉林農(nóng)業(yè),2015,(10):92.

[4]蔣先林,楊魯生,丁云雙,等.低緯高原馬鈴薯脫毒種薯標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,35:13506-13509.

[5]劉衛(wèi)平.黑龍江省馬鈴薯脫毒種薯繁育發(fā)展現(xiàn)狀與對策研究[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2013.

行業(yè)動(dòng)態(tài)

研究人員發(fā)現(xiàn)果實(shí)成熟調(diào)控機(jī)制

日前，中科院植物所研究員田世平小組的一項(xiàng)研究為解析果實(shí)成熟和抗病反應(yīng)的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制提供了依據(jù)。相關(guān)成果在線發(fā)表于《基因組生物學(xué)》雜志。

研究人員對液泡加工酶編碼基因SlVPE3在番茄果實(shí)成熟中的功能進(jìn)行了研究。通過RNAi技術(shù)沉默SlVPE3后，發(fā)現(xiàn)番茄果實(shí)成熟期明顯推遲，且果實(shí)對病原菌更敏感，說明SlVPE3在果實(shí)成熟和抗病反應(yīng)中發(fā)揮雙重作用。

定量蛋白質(zhì)組學(xué)研究顯示，SlVPE3影響果實(shí)中314個(gè)蛋白質(zhì)的豐度，包括多個(gè)參與果實(shí)成熟和抗病反應(yīng)的蛋白質(zhì)。為進(jìn)一步鑒定SlVPE3的作用底物，研究人員對SlVPE3的互作蛋白進(jìn)行了分析，證實(shí)一種蛋白酶抑制子與SlVPE3發(fā)生相互作用。SlVPE3能夠直接加工這種蛋白酶抑制子，而后者沉默后果實(shí)抗病性顯著降低，顯示SlVPE3可能通過激活這種蛋白酶抑制子的方式調(diào)節(jié)果實(shí)抗病性。

果實(shí)成熟調(diào)控機(jī)制研究對提高果實(shí)品質(zhì)、優(yōu)化貯藏保鮮技術(shù)具有很大的指導(dǎo)意義。近年來，有關(guān)果實(shí)成熟的轉(zhuǎn)錄調(diào)控已有較多報(bào)道，鑒定到多個(gè)重要的轉(zhuǎn)錄因子，對它們的作用機(jī)制也進(jìn)行了較多研究。然而，人們對果實(shí)成熟的轉(zhuǎn)錄后調(diào)控卻知之甚少。

消息來源：中國科學(xué)報(bào)

Seed Propagation Techniques and Development Strategies of Virus-free Potato

ZHANG Guo-zhi,LU Ying
(Agricultural Technology Extension Center of Jianping County in Liaoning Province,Chaoyang 122400,China)

Virus is the main cause of potato degeneration.Because the potato is a clonal propagation of the virus,the virus into the plant after the bodywill be transmitted by generation and accumulation,eventually result in a variety of degradation and degradation.An effective way to solve this problem is to use biotechnology to remove the virus that has been infected in tubers,so as to restore the growth characteristics of the original varieties.In this paper,the author briefly described the production technology,and put forward the development countermeasure of this technology.

Virus-free potato;seed breeding techniques;development strsategy

S532

A

1008-1038(2017)03-0066-03

2016-10-28

張國志（1971—），男，高級農(nóng)藝師，主要從事馬鈴薯脫毒快繁技術(shù)研究和推廣工作