甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)技術(shù)體系的創(chuàng)建

李軍利，胡曉強(qiáng)，陳 曦，吳家靜，李 政，李江偉，朱 坤

（新鄉(xiāng)市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

甘薯原產(chǎn)于南美洲，傳入我國(guó)已有400 多年歷史?，F(xiàn)我國(guó)甘薯年種植面積近460 萬(wàn)hm2，占世界甘薯種植面積的50%以上，鮮薯總產(chǎn)量1 億t，占世界總產(chǎn)量的80%以上［1］。甘薯是無(wú)性繁殖作物，主要通過(guò)莖蔓、薯塊進(jìn)行繁殖，在栽培過(guò)程中莖葉容易受到蚜蟲(chóng)、飛虱等傳播病毒害蟲(chóng)的叮咬而感染病毒，一旦感染病毒，病毒通過(guò)營(yíng)養(yǎng)傳導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)入薯塊，通過(guò)多年連續(xù)種植，使得薯塊攜帶病毒量和種類逐漸增多，嚴(yán)重影響我國(guó)甘薯產(chǎn)量和質(zhì)量，我國(guó)每年因甘薯病毒病造成的損失高達(dá)40 億元［2］。

目前，全世界報(bào)道的甘薯病毒共有30 多種，我國(guó)已報(bào)道的甘薯病毒有20 多種，對(duì)甘薯生產(chǎn)影響較大的主要有馬鈴薯Y 病毒、甘薯雙生病毒和甘薯褪綠矮化病毒等［1］。甘薯地上部病毒病癥狀主要有葉斑、花葉、卷葉、葉片皺縮和葉片黃化等類型，以葉斑類型為主，如紫色羽狀斑、紫斑、黃斑等。薯塊上的癥狀以黑褐色或黃褐色龜裂紋為主［3］。鑒于國(guó)內(nèi)迄今尚未育出高抗病毒病的甘薯品種，也無(wú)防治甘薯病毒病的高效農(nóng)藥，推廣應(yīng)用脫毒甘薯苗是目前防治甘薯病毒病、提高甘薯產(chǎn)量和品質(zhì)的唯一有效方法［4］。傳統(tǒng)良種繁育體系功能弱化，種薯（苗）退化、老化嚴(yán)重，在完善原有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一套實(shí)用的甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)技術(shù)體系，為甘薯脫毒苗的生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 現(xiàn)有甘薯種（薯）苗繁育體系

1.1 常規(guī)甘薯脫毒種薯（苗）生產(chǎn)體系

常規(guī)甘薯脫毒種薯（苗）生產(chǎn)體系：脫毒試管苗切段微繁，經(jīng)瓶裝培養(yǎng)23 d 后，將馴化、健壯的試管苗（2~3 葉節(jié)）移至遮光網(wǎng)室，試管苗移植15 d 后生根成活，移出網(wǎng)室在自然條件下煉苗2~3 d 后即可在育苗地種植繁苗，種苗按照甘薯大田種植技術(shù)要求，隔離種植或增加網(wǎng)室設(shè)備用于繁殖生產(chǎn)種薯，種薯貯藏，留種第2 年用薯塊育苗，一般可連續(xù)留種2 a，第3 年由于病毒再侵染，要進(jìn)行更新?lián)Q代［5?6］。

1.2 甘薯脫毒微型薯育苗技術(shù)

甘薯脫毒微型薯育苗技術(shù)：春季移栽1 株脫毒試管苗，3—9 月在隔離保護(hù)設(shè)施內(nèi)經(jīng)過(guò)5 代脫毒苗擴(kuò)繁至3 000 株，9 月在基質(zhì)內(nèi)或大田中高密度短生育期（70 d）栽培，可收獲9 000 個(gè)約10 g 大小的脫毒微型薯，次年春季采用微型薯雙行稀播育苗，每個(gè)微型薯可育成種苗20~30 株，5—6 月移栽至大田［7?8］。

2 甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)技術(shù)體系的創(chuàng)建及具體生產(chǎn)流程

2.1 甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)技術(shù)體系的創(chuàng)建

甘薯脫毒試管苗直繁種苗技術(shù)體系主要包括莖尖脫毒培養(yǎng)、脫毒試管苗繼代擴(kuò)繁、日光溫室擴(kuò)繁、防蟲(chóng)網(wǎng)塑料大棚擴(kuò)繁及大田擴(kuò)繁等5 個(gè)環(huán)節(jié)。其中，莖尖脫毒培養(yǎng)和病毒檢測(cè)需要一定的儀器設(shè)備和試驗(yàn)條件，一般在農(nóng)業(yè)科研院所進(jìn)行；脫毒試管苗繼代擴(kuò)繁、日光溫室擴(kuò)繁需要專業(yè)的無(wú)菌操作和育苗技術(shù)，由龍頭企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行；防蟲(chóng)網(wǎng)塑料大棚擴(kuò)繁、大田擴(kuò)繁主要由種薯（苗）企業(yè)、合作社或種植大戶完成。

2.1.1 莖尖脫毒培養(yǎng) 甘薯塊莖長(zhǎng)出新芽后，切下頂端約2 cm 的芽段，剪去已展開(kāi)的葉片，于燒杯中用無(wú)菌水浸泡、洗滌，用75%酒精消毒30 s，無(wú)菌水洗滌1次，再用1%NaClO 消毒10 min，無(wú)菌水洗滌3~4 次，浸泡，備用。剝離莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)0.5~1.0 mm，轉(zhuǎn)接至添加0.2 mg/L NAA（萘乙酸）+0.5 mg/L 6-BA（6-芐氨基嘌呤）+0.2 mg/L IAA（吲哚乙酸）的MS 培養(yǎng)基中，培養(yǎng)45~60 d。當(dāng)再生小苗長(zhǎng)至2 cm 以上時(shí)，從基部切下，無(wú)菌水沖洗，轉(zhuǎn)移至不添加生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)的MS 培養(yǎng)基中進(jìn)行生根培養(yǎng)。

2.1.2 脫毒試管苗繼代擴(kuò)繁 經(jīng)過(guò)病毒檢測(cè)后，按照無(wú)菌操作要求，在無(wú)菌接種室內(nèi)，將5~7 葉的幼苗按1葉1 節(jié)切段，移入裝有1/2 MS 無(wú)激素培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶中，于溫度25 ℃、16 h 黑暗/8 h 黑暗、相對(duì)濕度80%條件下培養(yǎng)，30 d 左右長(zhǎng)成5~7 片葉的成苗。通過(guò)不斷切段繼代培養(yǎng)，繁殖系數(shù)為5n，在一定時(shí)間內(nèi)大量繁殖脫毒試管苗。

2.1.3 日光溫室擴(kuò)繁

2.1.3.1 試管苗煉苗、移栽 將一定數(shù)量的脫毒試管苗移至溫室大棚中，適應(yīng)1~2 d 后，擰松培養(yǎng)瓶無(wú)菌過(guò)濾蓋繼續(xù)適應(yīng)2 d，打開(kāi)培養(yǎng)瓶無(wú)菌過(guò)濾蓋，培養(yǎng)瓶中噴淋適量清水，防止瓶苗枯萎，繼續(xù)煉苗2 d。待脫毒試管苗室溫下煉苗5~6 d 后，用清水沖洗掉試管苗根部瓊脂，剪去多余根系，移栽到4×8 育苗穴盤(pán)中，溫度控制在22~35 ℃，正常日光照射，培養(yǎng)10 d，此時(shí)穴盤(pán)苗根系旺盛，生長(zhǎng)健壯。

2.1.3.2 營(yíng)養(yǎng)缽日光溫室擴(kuò)繁 將生長(zhǎng)健壯的穴盤(pán)苗移栽至11 cm×10 cm 營(yíng)養(yǎng)缽中，通過(guò)控制日光溫室保溫被的掀/蓋控制溫度在15~30 ℃，正常日光照射，待頂芽長(zhǎng)至10~15 cm 時(shí)，剪去頂芽2 葉節(jié)進(jìn)行扦插，移栽至育苗穴盤(pán)中，以苗繁苗。為加快營(yíng)養(yǎng)缽中種苗的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，可通過(guò)每3 d 噴施1 次含全氮（N）20%、水溶性磷（P2O5）20%、水溶性鉀（K2O）20%、微量元素0.2%~3%的大量元素水溶肥，促進(jìn)莖葉生長(zhǎng)。

河南省冬季氣溫最低可至-15 ℃，此時(shí)日光溫室可通過(guò)夜間加蓋保溫被、溫室內(nèi)覆第2 層或第3 層保溫膜進(jìn)行保溫，日間掀開(kāi)保溫被，通過(guò)日照增溫，控制溫度不低于12 ℃。

2.1.4 防蟲(chóng)網(wǎng)塑料大棚擴(kuò)繁 甘薯脫毒種苗在日光溫室內(nèi)擴(kuò)繁、越冬后，待春季氣溫回升，在增設(shè)孔徑0.25 mm 防蟲(chóng)網(wǎng)的塑料大棚內(nèi)移栽擴(kuò)繁。在塑料大棚內(nèi)制作壟距1.0 m 的苗床（采苗圃），株距10 cm，單壟雙行，鋪設(shè)滴灌帶，覆黑膜扦插。一般1 hm2的采苗圃可扦插種苗15 萬(wàn)~20 萬(wàn)株。當(dāng)苗高10~15 cm 時(shí)，剪苗進(jìn)行再次扦插，以苗繁苗。

2.1.5 大田擴(kuò)繁 選擇土壤透氣、肥沃，上年未種植甘薯的地塊，進(jìn)行甘薯大田苗的擴(kuò)繁生產(chǎn)。剪取塑料大棚內(nèi)的脫毒種苗莖尖15~20 cm，進(jìn)行黑色地膜覆蓋扦插，鋪設(shè)滴灌帶，一般每1 hm2可扦插種苗75 000 株。同時(shí)做好大田蚜蟲(chóng)、飛虱等刺吸式口器害蟲(chóng)的防治，及時(shí)拔除大田中疑似病毒感染的種苗。

2.2 河南省甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)流程

河南省甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)模式如圖1。4—5 月根據(jù)氣候及市場(chǎng)特點(diǎn)，選擇適宜當(dāng)?shù)卦耘嗟母适砥贩N，開(kāi)展脫毒試管苗母株病毒檢測(cè)，確定無(wú)毒株系。5—9 月進(jìn)行脫毒實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)試管苗繼代擴(kuò)繁，1 株試管苗可擴(kuò)繁54，即625 株。9—12 月進(jìn)行試管苗日光溫室擴(kuò)繁，此時(shí)氣溫較高，種苗2 d 可生根定植，15 d 即可剪苗一次，以苗繁苗，1 株種苗可擴(kuò)繁26，即64 株。12 月—次年3 月氣溫相對(duì)較低，管理以保溫、促進(jìn)健壯為主。3—6 月，氣溫回升，進(jìn)行塑料大棚擴(kuò)繁，1 hm2的采苗圃扦插種苗20 萬(wàn)株，可擴(kuò)繁300 萬(wàn)株，用于大田生產(chǎn)及擴(kuò)繁。5—7 月，大田種植的春薯即可剪一次苗作為夏薯種苗，且不影響春薯生產(chǎn)。按照此甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)流程，1 株試管苗可實(shí)現(xiàn)供應(yīng)10 hm2甘薯生產(chǎn)用脫毒種苗。

圖1 河南省甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)流程

3 甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)技術(shù)體系與常規(guī)薯塊育苗技術(shù)體系的比較

與常規(guī)薯塊育苗技術(shù)體系相比，甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)技術(shù)體系中種苗繁育過(guò)程不經(jīng)歷種薯生產(chǎn)環(huán)節(jié)，繁育周期大大縮短，減少了種苗感染病毒病的風(fēng)險(xiǎn)，提升了種苗質(zhì)量；試管苗的擴(kuò)繁完全在室內(nèi)進(jìn)行，全年可靈活安排生產(chǎn)，而種薯育苗技術(shù)體系受季節(jié)限制，繁苗過(guò)程受病毒病及其他病蟲(chóng)害侵染風(fēng)險(xiǎn)較大。

4 結(jié)論與討論

甘薯脫毒繁育技術(shù)是防治甘薯病毒病最有效的措施。目前，甘薯無(wú)病毒種苗主要通過(guò)莖尖分生組織的剝離和分化培養(yǎng)獲得，許多學(xué)者對(duì)甘薯脫毒苗的培養(yǎng)條件和方式等已進(jìn)行了深入的研究，并已應(yīng)用于生產(chǎn)［9?14］。王鵬等［13］采用36 ℃高溫催芽和莖尖培養(yǎng)（MS+0.2 mg/L NAA+2.0 mg/L 6-BA）相結(jié)合的方法，獲得甘薯脫毒苗；文彤明等［14］通過(guò)切取1 cm 以內(nèi)的甘薯莖尖，接種到改良MS 培養(yǎng)基［MS+IBA（3-吲哚丁酸）0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂6 g/L，MS 中含有0.05 mg/L 維生素B6和245 mg/L KH2PO4］，研發(fā)了不通過(guò)愈傷組織培養(yǎng)的甘薯脫毒苗生產(chǎn)技術(shù)。但由于甘薯莖尖組織培養(yǎng)基具有基因型選擇性［15?16］，針對(duì)不同的主栽甘薯品種的脫毒技術(shù)，仍需進(jìn)一步優(yōu)化篩選最適培養(yǎng)基。

現(xiàn)有的原原種—原種—良種的三級(jí)繁育程序，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，種苗繁育環(huán)節(jié)多，從育種家種子到生產(chǎn)用大田苗，要經(jīng)歷至少3 個(gè)甘薯生育周期才能完成種苗的生產(chǎn)；隨著甘薯病毒病病毒種類的增多和甘薯儲(chǔ)藏過(guò)程中黑斑病等真菌性病害危害的加重，生育周期長(zhǎng)加大了良種繁育過(guò)程中感染病毒病等的風(fēng)險(xiǎn)，加上種苗繁育環(huán)節(jié)多，任何一級(jí)繁育環(huán)節(jié)出現(xiàn)管理失誤和漏洞，都將造成整個(gè)甘薯良種繁育進(jìn)程受阻。甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)技術(shù)體系中，試管苗繼代擴(kuò)繁階段，一般在組培實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，感染病毒病的風(fēng)險(xiǎn)概率幾乎為零；從進(jìn)入日光溫室育苗至塑料大棚育苗階段，北方地區(qū)處于冬季，沒(méi)有外界傳病昆蟲(chóng)，只需加強(qiáng)大棚內(nèi)蟲(chóng)害的防治即可有效切斷昆蟲(chóng)傳播病毒病的途徑；該技術(shù)體系不經(jīng)歷種薯生產(chǎn)環(huán)節(jié)，病毒豐度不會(huì)逐年積累，減小了甘薯病毒病危害的風(fēng)險(xiǎn)。

甘薯脫毒試管苗直繁種苗生產(chǎn)技術(shù)體系中，莖尖脫毒培養(yǎng)試管苗及病毒的檢測(cè)由農(nóng)業(yè)科研院所科技人員完成，日光溫室擴(kuò)繁由大型種苗企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行，塑料大棚擴(kuò)繁、大田擴(kuò)繁主要由種苗企業(yè)、合作社完成，縮短了良種繁育周期，減少了種苗繁育環(huán)節(jié)，更易于提高良種繁育體系的標(biāo)準(zhǔn)化程度，也更利于加強(qiáng)良種繁育管理，提升種苗質(zhì)量。