馬鈴薯脫毒種薯微型化良種繁育技術應用分析

丁學忠

馬鈴薯作為我國主要經濟作物，在農業(yè)生產中被高度重視。但長期以來，馬鈴薯種薯的病害問題制約了其產量和品質的提升，而脫毒種薯微型化良種繁育技術的應用，能夠有效應對此類問題。該方法通過技術手段去除種薯中的病原體，確保降低病害發(fā)生概率，然后實施微型化繁育，快速獲得良種植株，為規(guī)?；姆N植提供基礎條件。通過該技術，不僅可以從根本上改善馬鈴薯種薯的質量，提高單產和經濟效益，還推動了馬鈴薯種植產業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

馬鈴薯脫毒種薯微型化良種繁育過程中，需要嚴格遵循脫毒及繁育操作流程，包括種薯選取、脫毒、檢測、微型化繁育，以及后續(xù)的擴繁和移栽等步驟。通過嚴謹的技術流程，才能得到優(yōu)質的馬鈴薯脫毒苗，并經過繁育來獲得大量植株。有研究表明，該技術的使用能提升馬鈴薯產量約30%。同時，種植出的馬鈴薯有更為旺盛的生長態(tài)勢，其葉片色澤深綠飽滿，塊莖發(fā)育更為碩大，病蟲害的發(fā)生率要更低。

一、微型化良種繁育核心技術

微型化良種繁育技術，作為一種現(xiàn)代農業(yè)生產的重要科技手段，在作物種子繁育與改良領域中有較高的研究實踐價值。它充分利用細胞、組織培養(yǎng)技術，在嚴格調控培養(yǎng)環(huán)境及生長條件的基礎上，實現(xiàn)以小規(guī)模、高效率方式培育出健康、遺傳穩(wěn)定且無病蟲害的優(yōu)質種苗。微型化良種繁育的核心在于運用培養(yǎng)技術，通過離體培養(yǎng)的方式，將植物的組織或細胞置于含有適當營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基中，經人為來進行培養(yǎng)與擴增。在實際生產中，可以通過這種方法快速對優(yōu)質植株進行復制，避免了傳統(tǒng)種子繁育路徑，保障了如脫毒馬鈴薯這種良好品種的繁殖純度。微型化良種繁育有幾個關鍵環(huán)節(jié)。首先，選取優(yōu)良親本植株的適宜組織或細胞，精細制備外植體；將外植體轉移至培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)和誘導生長；經歷分化培養(yǎng)和再生培養(yǎng)階段，促使外植體分化為根、莖、葉等不同組織結構，并逐漸發(fā)育成完整的植株個體；其次，經過移栽操作，將微縮化的植株移植到栽培介質中繼續(xù)生長發(fā)育。該項技術有多方面優(yōu)勢，如能夠實現(xiàn)良種的大規(guī)模快速繁殖、實現(xiàn)了全季節(jié)、室內的連續(xù)生產、保持良種的遺傳純度與一致性等等，在現(xiàn)代農業(yè)中有無法替代的價值。

二、馬鈴薯脫毒種薯微型化良種繁育的意義

馬鈴薯脫毒種薯微型化良種繁育在其產業(yè)中有著廣泛的應用價值。首先，通過微型化良種繁育技術，明顯提升了馬鈴薯種植業(yè)的產能。相較于傳統(tǒng)依賴種子自然繁殖的方式，該項技術借助人工育種、培養(yǎng)手段，可以獲得脫毒種薯，并快速繁育出大量植株，增強了馬鈴薯的種植規(guī)模及產量。同時，微型化繁殖突破了季節(jié)性限制，可以在任何季節(jié)進行植株的繁育，既節(jié)約了從育種到種植的時間，又實現(xiàn)了全年不間斷生產，確保了種薯產出的連貫性。其次，微型化良種繁育，在結合了脫毒種薯后，有效解決了病蟲害問題。馬鈴薯本身有著易受病毒、細菌等病原生物侵染的特征，一旦感染就會導致產量、品質的大幅下滑。種薯先經過脫毒處理，然后經過微型化繁殖這一途徑，能有效剔除病原體，并產出大量健康的種薯。加之整個繁殖過程的無菌性，大幅降低了病蟲害風險。運用培養(yǎng)技術，可迅速擴繁出大量在遺傳特性上高度相同的植株，這能夠維護良種馬鈴薯的優(yōu)質屬性。在自然繁育中，馬鈴薯可能出現(xiàn)遺傳雜交、基因突變的現(xiàn)象，微型化良種繁育也可以有效規(guī)避，進而保障了種薯優(yōu)質品種的繁育純度?？偟膩砜?，無論是脫毒馬鈴薯，還是微型化良種繁育，對于農業(yè)都有著關鍵支撐作用。作為馬鈴薯生產的基石，種薯質量影響著整個產業(yè)鏈的發(fā)展。而脫毒馬鈴薯微型化良種繁育技術，干預了自育種到繁育的一系列流程，實現(xiàn)了對病蟲害的預防，以及產量和品質的提升，從而有力推動該產業(yè)的良性發(fā)展。

三、馬鈴薯脫毒種薯微型化良種繁育中的關鍵技術

1、馬鈴薯脫毒技術

在進行馬鈴薯脫毒時，需要準備基礎材料，這被稱為外植體。在農業(yè)生產中，其獲取方式主要有三種：{1}選擇品質優(yōu)良、長勢良好的植株，在生長期時移栽到溫室當中繼續(xù)培育，等到其長出嫩芽后，切割保存用作外植體。{2}在植株上切割下完整的一段莖，將其扦插到調配的培養(yǎng)溶液中，等到從莖段上長出嫩芽后，切割保存用作外植體。{3}在溫室內采用催芽的手段進行獲取，也就是將塊莖放置在溫室中，使其在自然狀態(tài)下生出嫩芽。在獲取前，需要先將室溫調節(jié)到38℃，并且保證持續(xù)15天以上，待其生長達到標準后再從上面分離出外植體。獲得了外植體后，要進行殺菌操作，常規(guī)手段是72%多菌靈可濕性粉劑稀釋2000倍，然后混合農用鏈霉素1500倍溶液，將其噴灑到外植體的表面。如果其攜帶了病毒，則采取熱處理，或是取一段莖尖進行培養(yǎng)，以消除其中的病毒。針對從外植體上催生出的新芽，需要在其長到2cm時，先用水進行初步清洗，然后使用純度75%的酒精噴灑、擦拭其表面，再用0.1%的升汞溶液短暫浸泡，這是脫毒操作前的預處理。針對取出的莖尖部分，因為體積過小，所以在滅菌消毒結束后，要在解剖鏡下完成操作，用鑷子剝離出脫毒所需的組織，然后從中分離出生長點，將其接種到無菌的空白培養(yǎng)基中，即可獲得脫毒種薯的培育材料。

2、脫毒種薯檢測技術

怎樣去除病毒，使種薯具有良好的抗病屬性，是馬鈴薯繁育的重要課題。而為了達到這一目的，需采用脫毒種薯檢測技術，對其是否帶有病原體進行驗證。在各項檢測技術中，分子生物學檢測是最具有效性的，能夠高精確度地發(fā)現(xiàn)病原體。其中，聚合酶鏈反應（PCR）技術，是目前被廣泛應用于檢測的先進技術。通過設計特異性引物，針對病原體基因序列進行擴增，就能夠完成檢測。例如，利用RT-PCR技術，可以檢測出常見的種薯易感病毒，如PVX、PVS等，為后續(xù)的脫毒工作提供依據，也能夠用來驗證脫毒是否成功。同時，測序技術也是可用的，通過高通量測序，能夠更全面地檢測病原體，獲知包括類型、總數、分布等信息，從種薯整體層面，揭示出病原體的組成。上述技術都很先進，且準確性可觀，但在實際生產中，傳統(tǒng)方法因操作簡單、實用性強，仍被廣泛使用，也能夠做到對病原體的檢測，且結果具有參考價值。例如，可使用指示植物法。選擇千日紅、洋酸漿等生長快、性狀明顯的植物，用于對帶毒苗的檢測。選定植物后，將其放到適宜生長的溫室環(huán)境中，正常進行培育工作。然后將帶毒苗的部分組織，如莖、葉等，清洗后經過研磨、過濾，獲得的過濾液稀釋10倍，將其涂抹到指示植物的葉片上，過程中要避免造成外傷。此外，也可采用目測法，脫毒苗具有長勢健壯、葉色濃綠、葉片平展等特征。而帶毒苗具有長勢差、葉色黃化、葉片上有病斑分布等特征。

3、微型化繁育技術

微型化繁育，其核心理念是選用無病且不含病毒的分生組織部分，利用其強大的增殖、再生能力，在非生物體內環(huán)境下，通過組織來重構出完整的植株。首要的關鍵步驟在于愈傷組織培養(yǎng)工作，這一環(huán)節(jié)是種薯繁育的核心組成部分。首先，選擇已經過脫毒處理的分生結構單元，以前文所提的莖尖部位作為樣本，憑借精密的無菌操作手段，對其進行切割，后置入特制的培養(yǎng)載體之中。在這些培養(yǎng)基當中，需要提供理想的生長條件，包括營養(yǎng)素、溫度等。旨在保證組織在離體后順利完成脫分化、再分化的全過程。待組織狀態(tài)穩(wěn)定后，要進行誘導性培養(yǎng)，使分生組織逐步擺脫原本的組織架構，進而轉化為愈傷組織形態(tài)，這種組織在植株受傷后可以幫助其恢復，所以有著極高的活性水平，擁有分裂與增殖能力。通過科學地調整培養(yǎng)條件，并進行適當的處理、誘導，就能夠獲得所需的種薯組織材料。接下來，通過細胞分離與懸浮培養(yǎng)的方式，得以達成大規(guī)模的繁殖目標。從愈傷組織中提取一定量的細胞成分，然后置入液態(tài)培養(yǎng)環(huán)境中，在合適的條件下，細胞能夠快速繁殖并形成細胞懸浮液態(tài)。通過定期進行細胞的傳代更新與培養(yǎng)基的適時更換，可以確保細胞連續(xù)不斷地增加數量，從而收獲大量的種薯細胞群體。最終階段，將上述細胞懸浮液或是愈傷組織移植至適宜的誘導性培養(yǎng)基內，就能經歷誘導作用，促使細胞按序排列進行分化，進而演化成根、莖、葉等各種植物器官，直至最終發(fā)育為無病毒狀態(tài)的試管苗。顯然，微型化繁育技術僅需擷取微小的組織片段或器官單位，即能在短時間內實現(xiàn)擴繁，因而非常適用對高品質植株的繁育。與此同時，在此過程中也可融入脫毒操作流程，以獲取無毒苗。然而，這項技術的操作繁瑣復雜，后期的煉苗有著不確定性，且成活率并不高。

4、鑒于馬鈴薯生物特性選擇種薯

在脫毒及微型化良種繁育前，需要先進行種薯的選擇，此時需要選擇健康的種薯。首先，需優(yōu)先考慮具備強抗病性的品種，以確保其抗病性狀能被后代穩(wěn)定集成。此類品種通常是有抗病基因，能夠在自然生長下防御病蟲害的侵害，具有較強的抗逆性。其次，在挑選種薯植株材料時，應嚴格篩選高產、未受病毒感染、遺傳穩(wěn)定性高的個體作為母株，這能確保在脫毒、繁育后，第一代馬鈴薯種薯就有良好的品質，縮短后續(xù)培育時間。此時可以觀察植株的高度、莖粗、葉片形態(tài)等方面，健壯的植株通常具有較高的生長勢和豐富的葉面積，這有助于養(yǎng)分吸收和光合作用的進行，從而為高產提供基礎。而對于是否被病毒感染，則主要觀察其是否有長勢差、葉色黃化、葉片上有病斑分布等特征，有則大概率已經被感染，不應選取。同時，鑒于馬鈴薯獨特的生物特性，選擇種薯時還須關注其種齡，優(yōu)選處于適齡階段且休眠期適宜的種薯，以便于后續(xù)的萌發(fā)與生長進程得以順利進行。在健康種薯的采集過程中，應遵循季節(jié)和種薯發(fā)育階段的自然規(guī)律，避免在非適宜時段采集而引發(fā)種薯品質降低。然后，應及時進行嚴謹的分級作業(yè)，并對其進行嚴格的消毒處理，隨后儲存于適宜的環(huán)境條件下，以防止生理老化現(xiàn)象發(fā)生，確保在脫毒和繁育時，種薯始終有著良好的活性狀態(tài)。

5、嚴格遵守無菌操作規(guī)程

在微型化繁育技術體系內，無菌操作被視作品質把控的關鍵步驟，目標在于保障整個繁育進程中涉及的器具及其培養(yǎng)環(huán)境始終保持無菌狀況，切實預防由于流程中的病原體感染，而導致所培育出的脫毒苗未能達標。當執(zhí)行這種微型化的繁育操作時，務必嚴格遵守操作規(guī)程，佩戴經過消毒的防護裝備，包括但不限于防護服、手套以及口罩，以此阻隔病原微生物的來源。所有的相關活動都應在無菌條件下進行，以期在從馬鈴薯植株上分離組織的過程中，最大限度地避免外來微生物入侵的風險。此外，進行繁育之前，對運用的各種容器、培養(yǎng)介質以及工具進行充分的消毒處理也是必要的。舉例來說，包括培養(yǎng)皿、試管在內的各類器具，以及剪刀、鑷子等各類工具，在實際應用之前，必須通過高溫或化學消毒，以深度凈化可能存在的病原體隱患。同時，對于培養(yǎng)基的制作，也需要周密嚴謹的消毒與過濾工序，以確認其內部不含有任何種類的微生物污染物。

6、擴繁過程控制要點

經過脫毒和微型化培育后的馬鈴薯組培苗，可以選擇交替使用固體和液體培養(yǎng)基進行培養(yǎng)和擴繁。在固態(tài)培養(yǎng)環(huán)節(jié)，經過嚴謹脫毒工藝處理過的馬鈴薯試管苗，要選擇健康且無病毒感染的單節(jié)莖段作為繁殖素材。于每個試管容器內部，排列容納10—20個莖段，以便有效挖掘繁殖潛力。在理想的環(huán)境參數下，比如維持溫度區(qū)間在大約25℃—28℃之間，使光照強度恒定在大約3000Lux，并確保每日光照時長足夠充裕，一般會在20天后長至5cm—10cm的高度。緊接著，將這些植株實施切段，并反復進行扦插培養(yǎng)，理論上可在1個月的時間內，使得單一馬鈴薯切段組織實現(xiàn)5—8倍的增值。當過渡至液態(tài)培養(yǎng)環(huán)節(jié)時，試管苗被轉移至液態(tài)培養(yǎng)基中，采取靜態(tài)淺層培養(yǎng)方式，以促進其生長進程。此階段的培養(yǎng)基采用MS培養(yǎng)液，不添加激素。據數據顯示，每月的增殖效率可達8倍或更高，這證實了液態(tài)培養(yǎng)方式在繁育中的重要作用。

7、移栽及后期管理要點

經過培育的馬鈴薯無毒幼苗已經滿足了移植的條件。對于移植基質的挑選，推薦采用透氣性能及物質條件好的珍珠巖，或經消毒過的低密度土壤。首先，將基質填充到營養(yǎng)缽中，并提供充足水分，然后將其光照度適宜的位置。在移植過程中，將煉苗后植株從培養(yǎng)瓶移出，使用大約15℃的溫水清洗掉根系上附著的培養(yǎng)基物質。之后，將植株暫時浸泡在水中待移植時取出。在移植過程中，將馬鈴薯幼苗插入營養(yǎng)土中，覆蓋一層土壤，并適度澆水。在此過程中，要注意力度，防止因水流沖擊導致幼苗傾斜或倒伏。完成移植后，即進入關鍵的緩苗期。在這個階段，需要進行2—3天的遮光保濕管理，以幫助馬鈴薯無毒幼苗更好地從人工環(huán)境過渡到自然環(huán)境，并加速其恢復生長。此外，在扦插完成后的初期，建議在每天早晨對植株噴灑適量的接近室溫的溫水，這能夠提升幼苗的成活率。在移栽繁殖的過程，需在室內創(chuàng)造適宜的環(huán)境，濕度在85%—90%，日間溫度22℃—25℃，夜間溫度高于15℃。值得注意的是切繁后，需對莖葉定期噴施營養(yǎng)液，能夠促進馬鈴薯無毒幼苗的成長。

綜上所述，馬鈴薯作為一種重要的糧食作物，在我國擁有廣泛的種植區(qū)域，其單位面積產量亦呈現(xiàn)出持續(xù)增長的趨勢。盡管馬鈴薯種植規(guī)模的不斷擴大，但若干不利因素仍制約著其產量的提升，其中種薯退化問題尤為突出。因此，亟需以培育兼具高質、高產特性的種薯為目標，進行馬鈴薯的繁育工作。研究顯示，經過脫毒處理的種薯在品種特性及生長狀況上有明顯優(yōu)勢，后通過微型化繁育，能獲得大量植株。因此，應當加強對馬鈴薯脫毒種薯微型化良種繁殖技術的研究。

（作者單位：118214遼寧省寬甸滿族自治縣長甸鎮(zhèn)農業(yè)技術推廣服務中心）