優(yōu)質(zhì)食用紫薯南紫薯008脫毒繁育體系的構(gòu)建

黃迎冬 劉莉莎 周全盧

摘 要：甘薯病毒病是造成甘薯品種退化的主要原因，經(jīng)種薯繁育代代累積，最終會(huì)導(dǎo)致絕收。以優(yōu)質(zhì)食用型紫薯品種南紫薯008為試驗(yàn)材料，進(jìn)行了甘薯組培脫毒苗繁育體系的研究。結(jié)果表明：利用莖尖脫毒后的莖尖分生組織在含2mg/L 2，4-D的MS培養(yǎng)基中誘導(dǎo)胚性愈傷組織，建立胚性細(xì)胞懸浮培養(yǎng)系，經(jīng)分化和再生，以提高擴(kuò)繁率。將胚型細(xì)胞懸浮培養(yǎng)系建立的脫毒方式與水培快繁技術(shù)相結(jié)合，建立起一套完善的脫毒種薯種苗繁育體系，為四川丘陵地區(qū)脫毒種薯繁育提供了技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：甘薯;脫毒;水培快繁;繁育體系

中圖分類號(hào) S531文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1007-7731（2021）05-0016-03

Abstract： Sweet potato virus disease is the main reason for the degradation of sweet potato varieties， and it accumulates from generation to generation through seed potato breeding， which may eventually lead to no harvest. In this study， Nanzishu 008 which is a high-quality edible purple potato variety， was used as the material to study the sweet potato tissue culture virus-free seedling breeding system. The results showed that the stem apex meristem after the detoxification of the stem apex was used to induce embryogenic callus in MS medium containing 2mg/L 2，4-D， and the embryogenic cell suspension culture line was established， afterward differentiation and regeneration. It can greatly increase the propagation rate. This combination of the detoxification method established by the embryonic cell suspension culture system and the hydroponic rapid propagation technology establishes a complete detoxification seed potato seedling breeding system. It provides a theoretical basis for formulating virus-free seed potato cultivation procedures in Sichuan hilly areas.

Key words：Sweet potato; Detoxification; Rapid hydroponic propagation; Breeding system

甘薯是一種富含類胡蘿卜素、花青素、維生素、糖類等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的塊莖作物，具有抗癌、抗衰老等保健作用。但甘薯病毒病的發(fā)生導(dǎo)致中國(guó)大部分地區(qū)甘薯減產(chǎn)嚴(yán)重，且品質(zhì)大幅度下降。由此，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者在脫毒技術(shù)上進(jìn)行了研究，如陳玉霞等將帶1～2個(gè)葉原基的莖尖置于含0.5mg/L 6-BA、0.1mg/L NAA、4%蔗糖、6.5g/L瓊脂的MS培養(yǎng)基中，成苗率為31.2%～100%[1]。趙雨佳等研究了不同消毒方法、不同莖尖大小以及不同濃度生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)莖尖脫毒和成苗效果的影響[2]。余成章采用33～35℃的高溫預(yù)培養(yǎng)植株2～5mm莖尖作為外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)，提高了成苗率和脫毒效果[3]。崔志鋼等對(duì)秦薯4號(hào)變溫處理后進(jìn)行微莖尖剝離，篩選出最適誘導(dǎo)再生植株的培養(yǎng)基，即有6-BA 0.5mg/L和0.1mg/L NAA的MS培養(yǎng)基[4]。尚佑芬等研究發(fā)現(xiàn)，切取的莖尖分生組織帶1～2個(gè)葉原基的脫毒效果較好，且添加適量的病毒鈍化劑可提高脫毒率[5]。

水培快繁技術(shù)相比組培快繁，成本低，操作簡(jiǎn)單，在馬鈴薯、綠蘿、墨蘭、觀音蓮等植物上研究較多[6-10]，但是在甘薯上卻極少被報(bào)道。目前，隨著脫毒技術(shù)和栽培技術(shù)的快速發(fā)展，脫毒甘薯在我國(guó)甘薯生產(chǎn)中越來越普遍。近年來，為滿足現(xiàn)代消費(fèi)者和種植產(chǎn)業(yè)的多種需求，西南地區(qū)的脫毒甘薯發(fā)展較為迅速，但因莖尖脫毒技術(shù)的限制，只能從外地購買脫毒種苗，極大地限制了本區(qū)域的甘薯發(fā)展。

南紫薯008是南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)院于2001年以日本紫薯為母本的集團(tuán)雜交選育出來的優(yōu)質(zhì)食用紫薯品種，也是四川省審定的第一個(gè)食用紫薯品種，其審定號(hào)為川審薯2008003。2005—2006年參加省區(qū)試驗(yàn)，2007年進(jìn)行大區(qū)生產(chǎn)試驗(yàn)和示范，2008年通過四川省作物品種審定委員會(huì)審定。本研究采用莖尖分生組織建立胚性細(xì)胞懸浮培養(yǎng)系，擴(kuò)大增殖率，同時(shí)結(jié)合水培快繁技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了甘薯從脫毒苗生產(chǎn)到快繁，最終到脫毒種薯生產(chǎn)的目標(biāo)，從而大大地縮短了脫毒苗生產(chǎn)時(shí)間，提高了甘薯的商品性，增加了種植戶收益。

1 品種特性

南紫薯008[11]是中熟、長(zhǎng)蔓食用型、加工型、葉菜型兼用紫色甘薯品種，蔓長(zhǎng)1.3～1.5m，莖基部分枝數(shù)3～4個(gè)，頂葉紫紅色，成熟葉綠色，心臟形，葉片大小中等，葉脈綠色，柄基綠色，蔓綠帶褐色、蔓粗中等、蔓長(zhǎng)中等，蔓茸毛少，株型匍匐，無自然開花習(xí)性;薯塊長(zhǎng)紡錘形，皮色紫，肉色紫，薯皮光滑，外觀商品性極佳。烘干率23.86%，淀粉率13.84%?？扇苄钥偺菫?.95%，粗蛋白0.722%，維生素C每100g鮮薯含量為21.4mg，β-胡蘿卜素每100g鮮薯中含0.0319mg，花青素每100g鮮薯含量為15.106mg，藤葉粗蛋白含量為1.38%。萌芽性好，單薯發(fā)苗數(shù)13～17苗，幼苗生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng);結(jié)薯整齊集中，易于收獲，單株結(jié)薯數(shù)2～3個(gè)，大中薯率69.08%;熟食品質(zhì)優(yōu)，抗黑斑病，耐旱、耐瘠性較強(qiáng)，貯藏性特好。

2005—2006年省區(qū)試匯總結(jié)果鮮薯單產(chǎn)21096kg/hm2，藤葉單產(chǎn)30411.45kg/hm2。2007年在四川省不同生態(tài)區(qū)生產(chǎn)試驗(yàn)，平均鮮薯單產(chǎn)19411.8kg/hm2，藤葉單產(chǎn)33753.6kg/hm2。

2 脫毒苗繁育技術(shù)體系

根據(jù)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《NY/T 1200-2006甘薯脫毒種薯》，脫毒甘薯的生產(chǎn)過程一般分為以下3個(gè)環(huán)節(jié)[12]：第1環(huán)節(jié)是脫毒苗繁育，包含優(yōu)良品種選擇、莖尖脫毒培養(yǎng)、莖尖苗病毒檢測(cè)、脫毒試管苗快繁，其中甘薯脫毒技術(shù)是一重要環(huán)節(jié);第2環(huán)節(jié)是原原種生產(chǎn);第3環(huán)節(jié)是原種及良種繁育。

2.1 選擇優(yōu)良品種 脫毒前的單株選擇原則是健康、壯苗，至少10株經(jīng)過株系選后的優(yōu)質(zhì)株苗，一般選擇5～7個(gè)節(jié)間的苗尖，置于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)培養(yǎng)5～7d，選擇新長(zhǎng)的3～4個(gè)莖節(jié)的芽苗進(jìn)行莖尖脫毒。

2.2 建立胚性細(xì)胞懸浮培養(yǎng)系[13] 剪取新長(zhǎng)的帶莖尖的芽段3～4個(gè)節(jié)，在加有吐溫20的清水中浸泡5～8min，清洗3～4次后，用自來水沖洗30min，除去表面的雜質(zhì)。置于無菌操作臺(tái)上，先經(jīng)75%酒精浸泡30s，經(jīng)無菌水沖洗3～4次，然后用0.1%的氯化汞消毒7～8min，再次經(jīng)無菌水沖洗3～4次。在解剖鏡下，將消毒好的芽段剝?nèi)ロ斞炕蛞秆可陷^大的幼葉，切取莖尖頂端分生組織大約0.1～0.2mm隨機(jī)接種在含2mg/L 2，4-D的MS培養(yǎng)基上，待出現(xiàn)愈傷后，挑取胚性愈傷于MS液體培養(yǎng)基中37℃震蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，14d后將胚性愈傷挑出置于1mg/L 6-BA的MS培養(yǎng)基中，待莖尖膨大變綠后轉(zhuǎn)入普通的MS培養(yǎng)基上，培養(yǎng)成莖尖試管苗[14]。經(jīng)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)延長(zhǎng)懸浮培養(yǎng)周數(shù)，可使擴(kuò)增效率達(dá)到1000%，而且植株的再生率可達(dá)100%。圖1為南紫薯008胚性愈傷組織的懸浮培養(yǎng)情況，圖2為南紫薯008植株的再生過程。

2.3 莖尖苗病毒檢測(cè) 脫毒莖尖苗是經(jīng)過病毒檢測(cè)確定其不帶病毒的試管苗。常見的檢測(cè)方法有血清法、分子生物學(xué)檢測(cè)法和指示植物嫁接法等，但多用改進(jìn)的班酶聯(lián)免疫吸附法來檢測(cè)脫毒效果[15]。經(jīng)酶聯(lián)免疫試劑盒檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，通過建立胚性細(xì)胞懸浮培養(yǎng)系得到的植株脫毒率高達(dá)94.32%。將檢測(cè)不帶病毒留下的試管苗按照株系標(biāo)記，并進(jìn)行大量繁殖得到了脫毒株系。

2.4 優(yōu)良脫毒株系篩選 經(jīng)過脫毒得到的莖尖苗株系間通常含有變異株系、病株，并且在形態(tài)和產(chǎn)量上差異較大，因此必須進(jìn)行優(yōu)良株系的篩選。將每系10株脫毒苗經(jīng)練苗后栽種在無菌土中，以帶病毒的同品種植株為對(duì)照，對(duì)形態(tài)、長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，選出優(yōu)良的脫毒株系。

2.5 水培快繁 水培快繁是一種利用營(yíng)養(yǎng)液代替土培達(dá)到快速繁育薯苗或者花卉等的擴(kuò)繁技術(shù)，通常在馬鈴薯上運(yùn)用較多，在甘薯快繁技術(shù)上很少被報(bào)道[16]。選取長(zhǎng)至10cm左右的已脫毒的南紫薯008試管苗，先取下試管膜置于室內(nèi)練苗1～2d，然后洗去培養(yǎng)基，去除須根和基部老葉，只保留2～3片葉子。將處理后的甘薯苗扦插在有孔的泡沫板上，置于水培苗床，確保脫毒苗下部1cm左右浸于液面下，上蓋透明塑料膜保濕。以MS培養(yǎng)液為基礎(chǔ)，改良形成了甘薯脫毒苗水培快繁營(yíng)養(yǎng)液專用配方MA。以化學(xué)純NH4NO3、KNO3、Ca（NO3）2、KH2PO4和MgSO4·7H2O分別按照1.268、1.795、0.492、0.17、0.37g/L配置成10倍大量元素母液，以MS配方的鐵鹽及微量元素各100倍及1000倍母液備用[17]。研究發(fā)現(xiàn)，MA營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)下甘薯苗的根粗而壯、發(fā)根快。培養(yǎng)14d后對(duì)定植的脫毒苗進(jìn)行打頂，1苗可繁殖1苗，培養(yǎng)14d后對(duì)10～15cm的尖節(jié)苗進(jìn)行剪切，打破頂端優(yōu)勢(shì)，繼續(xù)培養(yǎng)下側(cè)枝開始生長(zhǎng)，MA培養(yǎng)下每苗可繁殖2.31苗，較MS培養(yǎng)增加51.97%，培養(yǎng)28d增幅可達(dá)到44.91%。

2.6 原原種繁育 原原種生產(chǎn)的基地要求嚴(yán)格，必須是3年以上未種植過甘薯的無病原土壤，且1km內(nèi)無其他甘薯，田塊肥力適中，排灌方便。按照壟距80cm，壟高25cm左右，種植密度為90000株/hm2的標(biāo)準(zhǔn)種植脫毒苗，同時(shí)注意蚜蟲等害蟲的防治和水肥的管理，平時(shí)多觀察脫毒苗的長(zhǎng)勢(shì)情況，一旦出現(xiàn)病毒株，必須及時(shí)拔除。適時(shí)提早收獲，做好窖藏，確保原原種的種薯質(zhì)量。

2.7 原種及良種繁育 選擇原原種生產(chǎn)基地周邊田塊作為原種繁育基地。將原原種薯在原種繁育基地殯種，所得的原原種苗仍然按照原原種生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)種植，收獲得到的即為原種。原種苗在普通大田條件下生產(chǎn)獲得良種，可作為脫毒種薯銷售給種植戶。

3 脫毒種薯繁育體系的推廣

根據(jù)四川省甘薯種植現(xiàn)狀，以南充市農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘薯所為中心，重點(diǎn)開展優(yōu)良品種脫毒和脫毒苗水培快繁研究，選擇與西充縣、安岳縣、射洪縣等地的優(yōu)秀種植戶合作，為其提供脫毒試管苗或原原種苗。目前，西充縣已開始溫室大棚的建設(shè)，預(yù)計(jì)1年后可投入使用，為良種育苗和原原種生產(chǎn)提供條件，同時(shí)帶動(dòng)周邊農(nóng)戶的發(fā)展，增加農(nóng)民收入，為脫貧攻堅(jiān)助力。

參考文獻(xiàn)

[1]陳玉霞，邱建輝，張朝臣，等.甘薯莖尖脫毒培養(yǎng)技術(shù)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（13）：135-137，219.

[2]趙雨佳，黃振霖，歐建龍，等.高淀粉甘薯莖尖脫毒與組培技術(shù)研究[J].南方農(nóng)業(yè)，2012，6（004）：82-84.

[3]余成章.甘薯莖尖脫毒和試管快繁研究[J].園藝與種苗，2002，22（2）：85-86.

[4]崔志鋼，王琨，顧昌華，等.秦4甘薯的微莖尖脫毒快繁研究[J].價(jià)值工程，2014（16）：328-329.

[5]尚佑芬，楊崇良.莖尖大小及病毒鈍化劑對(duì)甘薯脫毒效果的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，1996（004）：33-34.

[6]黃敏，馮焱，何建，等.紫色馬鈴薯脫毒苗水培快繁技術(shù)研究初報(bào)[J].南方農(nóng)業(yè)，2015，009（022）：86-88.

[7]陳佳麗，張紅，劉思家，等.綠蘿的組培水培快繁技術(shù)研究[J].德州學(xué)院學(xué)報(bào)，2019，035（006）：30-33.

[8]陳家吉，沈艷芬，高劍華，等.溫室馬鈴薯水培苗（薯）生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)操作規(guī)程研究[C]//馬鈴薯產(chǎn)業(yè)與健康消費(fèi)（2019）.2019.

[9]趙雷，張繼蘭.觀音蓮（Herba monachosori Henryi）水培生根研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，00（12）：7209-7211.

[10]高彬，章玉平.水培墨蘭誘導(dǎo)生根試驗(yàn)初報(bào)[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，45（009）：1632-1635.

[11]何素蘭，李育明，劉莉莎，等.甘薯新品種南紫薯008的選育與應(yīng)用[C]//長(zhǎng)江流域甘薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)研討會(huì).中國(guó)作物學(xué)會(huì)，2013.

[12]楊永嘉，邢繼英，鄔景禹.我國(guó)甘薯主要病毒種類及脫毒種薯生產(chǎn)程序[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995（06）：35-36.

[13]劉慶昌，米凱霞.甘薯胚性細(xì)胞懸浮培養(yǎng)系的建立[J].作物學(xué)報(bào)，1997，23（1）：22-26.

[14]邱鵬飛，侯夫云，王慶美，等.不同激素對(duì)甘薯胚性細(xì)胞懸浮系植株再生的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（06）：15-17.

[15]馬麗，張春慶，周玉亮.甘薯病毒病檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2005，21（2）：88-91，114.

[16]高文濤，周愛愛.馬鈴薯脫毒苗水培技術(shù)[J].種子科技，2020，00（07）：34，36.

[17]陳家吉，戴清堂，田恒林，等.馬鈴薯脫毒水培苗生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)液配方篩選試驗(yàn)研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2013（07）：76.

（責(zé)編：張宏民）