馬鈴薯的組織培養(yǎng)與移栽管理

潘忠強(qiáng)，黃 粵，翟光輝，李海寧，呂享華

（青島市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，山東青島 266100）

0 引言

馬鈴薯是我國(guó)一種重要的糧食作物，重要性僅次于水稻以及玉米，還有小麥。馬鈴薯的栽培條件較差，但是抗逆性比較強(qiáng)，其本身的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，對(duì)外部環(huán)境的適應(yīng)能力較強(qiáng)。從而馬鈴薯培養(yǎng)技術(shù)也隨之創(chuàng)新，因此擴(kuò)大了馬鈴薯生產(chǎn)銷(xiāo)售規(guī)模。本文就現(xiàn)有的研究以及技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，希望本文內(nèi)容可為后期研究提供參考價(jià)值。

1 組織培養(yǎng)技術(shù)在馬鈴薯上的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 在馬鈴薯育種上的應(yīng)用

組織培養(yǎng)技術(shù)在馬鈴薯組織培養(yǎng)中，占有一定的比例，此方式為馬鈴薯種植以及培養(yǎng)做出具體貢獻(xiàn)。例如：在馬鈴薯培養(yǎng)過(guò)程中，在培養(yǎng)過(guò)程中，應(yīng)加快培養(yǎng)過(guò)程，摒棄傳統(tǒng)培養(yǎng)技術(shù)，創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展。同時(shí)選取，性能優(yōu)良的品種進(jìn)行選育，克服一些困難，如培養(yǎng)周期性，性能等。此外，對(duì)馬鈴薯瀕危品種進(jìn)行培養(yǎng)，進(jìn)行保存，實(shí)現(xiàn)馬鈴薯優(yōu)質(zhì)資源，保護(hù)馬鈴薯多樣化發(fā)展。同時(shí)在馬鈴薯處理過(guò)程中，應(yīng)利用花粉以及藥物進(jìn)行誘導(dǎo)，使用秋水仙堿進(jìn)行預(yù)處理，之后利用染色體進(jìn)行繁殖。

利用MS培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，在培養(yǎng)基內(nèi)加入不同濃度的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)，用來(lái)防止放生褐變現(xiàn)象，從而對(duì)優(yōu)化以及配置方案進(jìn)行選取，選取最合適的方案進(jìn)行培養(yǎng)。同時(shí)應(yīng)建立，馬鈴薯彩色莖尖脫毒組織再生培養(yǎng)體系，為后期彩色馬鈴薯新品的幼苗抗旱性做好基礎(chǔ)，以便于后期提供有效的脫毒組培苗組織。

1.2 在馬鈴薯離體快繁上的應(yīng)用

其相關(guān)組織應(yīng)在體外進(jìn)行快速傳播，應(yīng)不受相關(guān)地域因素以及季節(jié)因素的限制問(wèn)題。利用人工培養(yǎng)條件，進(jìn)行傳播，通常會(huì)比普通培養(yǎng)方式效率提高幾十萬(wàn)倍左右。

在馬鈴薯繁殖過(guò)程中，會(huì)有一定程度的變異現(xiàn)象，變異后的組織，很難在保持馬鈴薯原有的植物特性，其變異后的繁殖率相對(duì)不高。同時(shí)也會(huì)造成疾病的發(fā)生，從而影響馬鈴薯的繁殖以及相關(guān)品質(zhì)。

但是對(duì)比與常規(guī)的培育方式，馬鈴薯離體快繁技術(shù)應(yīng)可以有效地解決在培養(yǎng)過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，通過(guò)此技術(shù)，可以培育出優(yōu)良，脫毒的種苗，可以確保短時(shí)間內(nèi)獲得一些品質(zhì)優(yōu)良，感官品質(zhì)優(yōu)異，營(yíng)養(yǎng)豐富的馬鈴薯。

1.3 在馬鈴薯脫毒苗培育上的應(yīng)用

馬鈴薯脫毒苗培育過(guò)程中，由于馬鈴薯的一些特性，馬鈴薯無(wú)性繁殖的方式，每年都會(huì)導(dǎo)致一些病蟲(chóng)害問(wèn)題發(fā)生，從而造成病毒的長(zhǎng)期積累現(xiàn)象，導(dǎo)致種薯遺傳到子代植株體內(nèi)。使得蚜蟲(chóng)等害蟲(chóng)的媒介傳播擴(kuò)大，引得馬鈴薯產(chǎn)量品質(zhì)發(fā)生問(wèn)題。馬鈴薯脫毒苗的培育方式成為當(dāng)前需要解決的問(wèn)題之一，馬鈴薯脫毒技術(shù)蛀牙包含莖尖的分生組織培養(yǎng)以及熱療法和電療法，化學(xué)療法、冷凍療法等。

1.3.1 莖尖脫毒培養(yǎng)技術(shù)。莖尖脫毒培養(yǎng)技術(shù)是目前馬鈴薯組織方式應(yīng)用最廣泛的手段之一。細(xì)胞分裂以及分生組織消耗馬鈴薯內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，從而導(dǎo)致病毒的發(fā)生，病毒發(fā)生導(dǎo)致培養(yǎng)過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能得到充分吸收，從而受到抑制。例如：在培養(yǎng)過(guò)程中，對(duì)馬鈴薯莖尖的大小都有著一定的嚴(yán)格要求，莖尖越小則表明培養(yǎng)過(guò)程中的脫毒效果越好，因此在培養(yǎng)過(guò)程中對(duì)材料營(yíng)養(yǎng)的要求有著更高的要求。如果莖尖的體積較小，則表明，馬鈴薯內(nèi)部的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以及相關(guān)水分的含量特別低，導(dǎo)致脫毒苗的正常生長(zhǎng)，因此對(duì)剝離技術(shù)的要求特別嚴(yán)格。

1.3.2 熱療法脫毒培養(yǎng)技術(shù)。熱療法脫毒培養(yǎng)技術(shù)簡(jiǎn)稱熱療技術(shù)，此技術(shù)是在保證組織不受損傷的情況下，使得病毒蛋白質(zhì)的外殼受熱導(dǎo)致變性，利用病毒分生組織細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的預(yù)防以及抑制病毒復(fù)制，降解病毒RNA等方式進(jìn)行脫毒。同時(shí)熱療溫度的持續(xù)上升，以及持續(xù)時(shí)間都是對(duì)熱療方式進(jìn)行的一種影響。熱療方法是一種效果顯著，方法簡(jiǎn)單，容易上手操作的一種方式。此方式具備一定優(yōu)點(diǎn)，但是也有一定的缺點(diǎn)，同時(shí)在病毒去除方面具備一定的局限性，此方式只對(duì)圓形，線狀類(lèi)的病毒有效，但是對(duì)于一些桿狀類(lèi)病毒基本無(wú)效。相關(guān)材料的耐熱能力較為差，容易在熱療過(guò)程中發(fā)生熱枯死現(xiàn)象，發(fā)生這類(lèi)現(xiàn)象后導(dǎo)致只有一小部分的植物株體可以存活。同時(shí)在鈍化病毒的過(guò)程中，馬鈴薯內(nèi)部的抗性因子也會(huì)發(fā)生鈍化現(xiàn)象，從而降低脫毒效果。

1.3.3 電療法脫毒培養(yǎng)技術(shù)。電療方式是指馬鈴薯莖尖以及莖段和芽等外植體進(jìn)行培養(yǎng)。持續(xù)通電5～100 mA，相關(guān)電流高達(dá)5～25 min。其感染的病毒應(yīng)在電脈沖加熱的相關(guān)條件下進(jìn)行培養(yǎng)，將核酸進(jìn)行變性，導(dǎo)致本體失去毒性，從而達(dá)到脫毒的效果。值得注意的是，電療法不影響本體之外的植物再生系統(tǒng)，必須具有高效、操作簡(jiǎn)單、迅速消滅病毒的特點(diǎn)。最后，電療法于1996年首次對(duì)馬鈴薯進(jìn)行應(yīng)用，應(yīng)根據(jù)不同種類(lèi)的敏感馬鈴薯進(jìn)行全面的解毒實(shí)驗(yàn)。這種方法在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。但是，在國(guó)內(nèi)外申請(qǐng)比較方面，中國(guó)的覆蓋面較小。但是，中國(guó)科研機(jī)構(gòu)工作人員成功地毒化了這一技術(shù)，消除了PVX、PVY、PLRV、PVA和PSTVd等病毒。

1.3.4 冷凍療法脫毒培養(yǎng)技術(shù)。冷凍療法脫毒培養(yǎng)技術(shù)的主要原理是超低溫對(duì)于原有細(xì)胞的選擇性破壞，但是由于莖尖內(nèi)部細(xì)胞的含水量較高，從而導(dǎo)致冰凍條件下，含有病毒的莖尖細(xì)胞應(yīng)轉(zhuǎn)換成冰晶，之后被崩解“殺死”。可以實(shí)現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)地濃度高，可以對(duì)冰凍環(huán)境進(jìn)行抵抗，從而對(duì)病毒含量較少的分生組織細(xì)胞進(jìn)行保存。在此背景下，結(jié)合組織培養(yǎng)技術(shù)，培育了無(wú)毒馬鈴薯植株。與無(wú)病毒技術(shù)相比，冷凍治療病毒培養(yǎng)技術(shù)更加有效、方便、易于使用，因此這種方法在不同馬鈴薯病毒的無(wú)病毒培養(yǎng)中是有效的。

2 馬鈴薯組培苗移栽成活率技術(shù)

2.1 培育壯苗

做法：第一利用自然光技術(shù)進(jìn)行培養(yǎng)。第二則是移植前期的種植技術(shù)，此技術(shù)應(yīng)在MS培養(yǎng)基內(nèi)種植，保持沒(méi)有任何的激素性質(zhì)。不僅降低相關(guān)的成產(chǎn)成本，從而種植后容易存活，綠根組織進(jìn)行種子培養(yǎng)。

2.2 移栽前的準(zhǔn)備工作

2.2.1 基質(zhì)的篩選。珍珠巖、蛭石、河砂和土壤腐殖質(zhì)是馬鈴薯組織培養(yǎng)種子移栽的常見(jiàn)基質(zhì)，其中珍珠巖和蛭石滲透性好，但成本高，澆水后容易流動(dòng)，對(duì)原種子馬鈴薯的形成有一定的影響；然而，耐腐土壤很難消毒，而且很容易培養(yǎng)各種細(xì)菌。

2.2.2 移栽前基質(zhì)、苗床和網(wǎng)棚的消毒。種子床和清潔棚消毒是提高馬鈴薯組織培養(yǎng)植株成活率的必要措施之一。如果種子基和底物不消毒，那么生長(zhǎng)在無(wú)菌狀態(tài)下的幼組織培養(yǎng)植株在移植后容易被各種細(xì)菌感染，導(dǎo)致死亡。

2.3 適時(shí)移栽

繼次培養(yǎng)增殖后，最合適的移植時(shí)間是將馬鈴薯組織培養(yǎng)植物培養(yǎng)成培養(yǎng)瓶約20天。此時(shí)植物高度為6～7 cm，平均每株5.8根，黃白根尖顏色，細(xì)胞分裂強(qiáng)烈，根平均長(zhǎng)度為2.96 cm，葉數(shù)為5～6，最大葉面積約為0.48 cm2。在這種狀態(tài)下，植物移植后很容易存活。此外，當(dāng)組織培養(yǎng)植物從瓶子里取出時(shí)，與之相連的培養(yǎng)介質(zhì)必須小心清洗，否則殘留培養(yǎng)介質(zhì)會(huì)造成霉菌污染。同時(shí)要注意不要損壞根、莖、葉，以免感染致人死亡。

2.4 移栽后的精細(xì)管理

2.4.1 水分控制?；椎臐穸炔粦?yīng)太高。如果基質(zhì)中水分過(guò)多，不僅空氣滲透率差，還會(huì)影響根系，容易導(dǎo)致根腐病和枯草。因此，通過(guò)提供足夠的水分，我們必須盡力確?；|(zhì)移植良好的透氣性。該技術(shù)可以用來(lái)控制濕度，也可以用來(lái)增加濕度。一種具體的方法是在移植后灌溉植物，然后根據(jù)植物的實(shí)際位置確定每天的灌溉時(shí)間和時(shí)間。原理是濕度相當(dāng)高，但基質(zhì)中的水分可能不會(huì)太高，幼苗葉片總是保持著直接的姿勢(shì)。

2.4.2 光照控制。溫室的自然采光條件可以滿足移植馬鈴薯組織培養(yǎng)植物的生長(zhǎng)要求。一般來(lái)說(shuō)，網(wǎng)棚有60%以上的陰影。10～15天后，根據(jù)植物的恢復(fù)和成活率，光將逐漸增加，曬黑措施不會(huì)消除，直到植物完全適應(yīng)自然環(huán)境，并茁壯生長(zhǎng)。如果光線太亮，植物的葉綠素將被破壞，光合作用將被削弱，葉子將變成綠色、黃色或白色，這將延緩植物的生存。

2.4.3 溫度控制。馬鈴薯是一種冷作物，可以適應(yīng)各種溫度。此外，在溫室中對(duì)馬鈴薯組織培養(yǎng)植物進(jìn)行移植，以便全年移植。馬鈴薯生長(zhǎng)需要溫和寒冷的氣候，理想溫度為13～18℃。但是，從12月到次年1月，地溫較低，植物生長(zhǎng)率低，對(duì)成活率有一定影響：在夏季，植物組織培養(yǎng)和移植后，有必要控制溫室的溫度，溫室溫度不應(yīng)過(guò)高，因?yàn)楹苋菀自诟邷爻睗竦沫h(huán)境中生病和死亡。同時(shí)，如果溫度過(guò)高，植物的流失將得到加強(qiáng)，水分流失容易導(dǎo)致死亡，從而影響移植的存活率。

3 結(jié)語(yǔ)

馬鈴薯品種繁多，容易感染許多病毒。不同類(lèi)型的病毒感染后，不同類(lèi)型的馬鈴薯對(duì)不同的無(wú)病毒措施具有不同的敏感性。經(jīng)常需要使用兩種或多種無(wú)病毒技術(shù)同時(shí)脫毒馬鈴薯。學(xué)習(xí)不同技術(shù)，共同預(yù)防和控制病毒。無(wú)病毒馬鈴薯的經(jīng)濟(jì)效益和植物效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于無(wú)病毒馬鈴薯本身價(jià)值。當(dāng)前，我國(guó)無(wú)毒馬鈴薯品種的生產(chǎn)和栽培需要進(jìn)一步完善。