馬鈴薯脫毒種薯快繁技術(shù)研究

王蔚杰 趙娜 尚登翔 王發(fā)東 趙世霞 李蔚

摘要：【目的】為了探索河西地區(qū)馬鈴薯種薯高效優(yōu)質(zhì)繁育方法，解決馬鈴薯種薯退化嚴(yán)重的問題，本文在金昌進(jìn)行了馬鈴薯脫毒種薯快繁技術(shù)試驗(yàn)?！痉椒ā客ㄟ^對(duì)金昌主栽品種“希森6號(hào)”開展不同馬鈴薯莖尖誘導(dǎo)培養(yǎng)、快繁培養(yǎng)的培養(yǎng)基配比篩選和脫毒種薯栽培基質(zhì)的篩選，研究最佳的快繁技術(shù)。【結(jié)果】結(jié)果表明，以MS+蔗糖+瓊脂為對(duì)照，27個(gè)不同莖尖誘導(dǎo)培養(yǎng)基處理的分生組織成苗率均高于對(duì)照CK，其中處理14最高；以MS+蔗糖+瓊脂為對(duì)照，16個(gè)不同快繁培養(yǎng)基處理的組培苗生根率、株高、莖粗、葉片數(shù)及莖葉鮮干重均大于對(duì)照，其中處理5的生長表現(xiàn)最強(qiáng)；以泥炭土為對(duì)照，6個(gè)不同栽培基質(zhì)處理的種薯性狀均好于對(duì)照CK，其中表現(xiàn)最好的是D1處理?！窘Y(jié)論】因此，將馬鈴薯在MS+蔗糖+瓊脂+6-BA 2mg/L+GA3 0.2mg/L+NAA 0.2mg/L的培養(yǎng)基上進(jìn)行莖尖誘導(dǎo)培養(yǎng)、在MS+卡拉膠2.5g/L+蔗糖30g/L的培養(yǎng)基上進(jìn)行快速繁殖、煉苗后，將組培苗移栽于蛭石里繁殖種薯效果最佳，我們初步制定了適合該地區(qū)馬鈴薯脫毒種薯快繁的技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；快繁；脫毒種薯；組織培養(yǎng)

基金項(xiàng)目：金昌市青年人才基金項(xiàng)目（2021CZYFGO）

作者簡介：王蔚杰，碩士研究生，農(nóng)藝師，主要從事設(shè)施蔬菜與作物育種研究。Email：1139420117@qq.com

通訊作者：王發(fā)東，林業(yè)工程師，主要從事設(shè)施蔬菜與果樹栽培研究。Email：370921749@qq.com

引言

隨著馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略的推進(jìn)，馬鈴薯種植面積日益增加。然而，在馬鈴薯生產(chǎn)中，病毒病的普遍發(fā)生導(dǎo)致馬鈴薯產(chǎn)量降低和商品性狀退化，這種狀況隨著種植年限的增加逐年加重，嚴(yán)重制約著馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展。馬鈴薯脫毒種薯的繁育和推廣可以從根本上抑制病毒病的發(fā)生和蔓延，是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要保障。脫毒試管苗的擴(kuò)繁是脫毒種薯繁育的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，培養(yǎng)基是脫毒試管苗生產(chǎn)的基礎(chǔ)[1-5]。脫毒馬鈴薯原原種也叫微型薯，是脫毒試管苗在隔離條件下生產(chǎn)的種子，雖然個(gè)頭小，但是純度高，是繁育優(yōu)良馬鈴薯的種子，其繁育應(yīng)用廣泛的栽培方式是無土基質(zhì)栽培。研究發(fā)現(xiàn)蛭石、珍珠巖、草炭等混合配制的基質(zhì)栽培可使馬鈴薯原原種總產(chǎn)量、商品薯產(chǎn)量較純土壤種植均顯著提高[6-9]。雖然國內(nèi)外學(xué)者對(duì)馬鈴薯脫毒或快繁技術(shù)進(jìn)行了大量研究，但對(duì)河西區(qū)域馬鈴薯脫毒種薯快繁技術(shù)優(yōu)化研究較少，尚需進(jìn)一步研究。因此，本研究通過比較不同培養(yǎng)基配比，篩選出最佳誘導(dǎo)和快繁培養(yǎng)基；通過比較不同基質(zhì)配比，篩選出最佳栽培基質(zhì)，為馬鈴薯脫毒種薯快繁提供技術(shù)支撐，同時(shí)促進(jìn)本地區(qū)馬鈴薯產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

將馬鈴薯品種“希森6號(hào)”置于室溫催芽，待芽長至約3cm時(shí)，切取長約1cm的莖芽用作外植體材料。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2021年1月開始在金昌植物園組繁中心植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室、玻璃連棟溫室、日光溫室中進(jìn)行。試驗(yàn)地位于北緯30°04′-31°58′、東經(jīng)101°13′-102°19′，屬于大陸性溫帶干旱氣候，年均氣溫9.2℃，最高溫23.7℃，最低溫-6.2℃，年均日照2981.6h，無霜期141d，年均降水量139.8mm。

1.2.1 消毒處理

使用0.1%升汞對(duì)用作外植體材料的馬鈴薯莖芽浸泡8 min進(jìn)行消毒，再用75%乙醇消毒30s 后，用無菌水沖洗6次。然后在解剖鏡下剝離帶1-2個(gè)葉原基約0.3mm長的莖尖用作外植體。

1.2.2 莖尖誘導(dǎo)

將消毒后的馬鈴薯外植體接種在誘導(dǎo)分化的培養(yǎng)基上進(jìn)行莖尖分化培養(yǎng)。培養(yǎng)基pH值5.5-5.8，培養(yǎng)溫度為（22±1）℃，光照度2500Lx，光照時(shí)間每天16小時(shí)。以不加激素的MS培養(yǎng)基（MS+蔗糖

（30g/L）+瓊脂（7g/L））為對(duì)照（CK），分別設(shè)置6-BA三個(gè)濃度（1.0mg/L，2.0mg/L，3.0mg/L），GA3三個(gè)濃度（0.1mg/L，0.2mg/L，0.5mg/L），NAA三個(gè)濃度（0.05mg/L，0.2mg/L，0.5mg/L）等27個(gè)不同莖尖誘導(dǎo)培養(yǎng)基處理，見表1。

1.2.3 組培苗快繁

將誘導(dǎo)獲得的脫毒小苗剪成帶單個(gè)腋芽的莖段，接種在擴(kuò)繁生根培養(yǎng)基上進(jìn)行快繁。培養(yǎng)基pH值5.5-5.8，培養(yǎng)溫度為（22±1）℃，光照度2500Lx，光照時(shí)間每天16小時(shí)。以不加激素的MS培養(yǎng)基（MS+蔗糖（30g/L）+瓊脂（7g/L））為對(duì)照（CK），分別設(shè)置MS和1/2MS，瓊脂（7g/L）和卡拉膠（2.5g/L），NAA四個(gè)濃度（0.0mg/L，0.5mg/L，1.0mg/L，1.5mg/L），蔗糖（30g/L）不改變等16個(gè)不同快繁培養(yǎng)基處理，見表2。

1.2.4 組培苗煉苗移栽

在組培室中半開瓶蓋煉苗1天，從組培室取出來，在夜間最低溫度不能低于6℃的環(huán)境下，打開瓶蓋，煉苗1-2天。煉苗后移栽時(shí)，需要把苗子上的培養(yǎng)基洗干凈（最好用溫水洗培養(yǎng)基，動(dòng)作輕柔避免傷根，盡可能把培養(yǎng)基洗凈，洗不干凈容易滋生細(xì)菌）。然后用多菌靈（800倍液）進(jìn)行殺菌，生根粉（400mg/L）進(jìn)行蘸根，再定植在基質(zhì)里。

1.2.5 脫毒種薯繁育

基質(zhì)選用蛭石、泥炭土、珍珠巖，隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共計(jì)7種基質(zhì)配方（見表3），以100%泥炭土處理為試驗(yàn)對(duì)照，各處理基質(zhì)體積相同。移栽前施均衡性復(fù)合肥200g/m2，將基質(zhì)和肥料混合后澆透水，用塑料膜覆蓋2-3天以增溫。釆用試管苗扦插方式，株行距8*10cm，小區(qū)面積為0.5m2，每個(gè)處理３次重復(fù)。移栽15d后統(tǒng)計(jì)移栽成活率。成熟收獲時(shí)，記錄小區(qū)產(chǎn)量和結(jié)薯數(shù)，統(tǒng)計(jì)商品率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同馬鈴薯莖尖誘導(dǎo)培養(yǎng)基篩選

不同馬鈴薯莖尖誘導(dǎo)培養(yǎng)基處理下分化的愈傷組織成苗率在60.00%-86.67%，27個(gè)試驗(yàn)處理的分生組織成苗率均高于對(duì)照CK的成苗率，成苗率較高的試驗(yàn)處理如表4所示，處理14號(hào)的成苗率最高為86.67%，處理16和17的次之，為80%，比對(duì)照CK 的成苗率高出20%以上。主要是誘導(dǎo)培養(yǎng)基中6-BA、GA3、NAA等植物激素及生長調(diào)節(jié)物質(zhì)促進(jìn)莖尖分化產(chǎn)生更多愈傷組織及促進(jìn)分生組織的生長成苗，而且6-BA、GA3、NAA配比越合理的培養(yǎng)基誘導(dǎo)分化能力越強(qiáng)。由此表明，處理14號(hào)的表現(xiàn)最好，即馬鈴薯外植體在MS+蔗糖（30g/L）+瓊脂（7g/L）+6-BA

2mg/L+GA3 0.2mg/L+NAA 0.2mg/L培養(yǎng)基上進(jìn)行莖尖誘導(dǎo)培養(yǎng)的效果最好。

2.2 不同馬鈴薯快繁培養(yǎng)基篩選

16個(gè)不同快繁培養(yǎng)基上的組培苗生根較多、葉片濃綠、植株生長較好的8個(gè)處理如表5所示，這8個(gè)處理的試管苗的生根率、株高、莖粗、葉片數(shù)、莖葉鮮重、莖葉干重均大于對(duì)照CK的，均值分別為92.33%、10.99cm、0.94mm、12.28個(gè)、125.45mg、8.77mg，其中，處理5號(hào)的生根率、株高、莖粗、葉片數(shù)、莖葉鮮干重最大，好于其他處理。原因是MS比1/2MS能提供足夠的營養(yǎng)元素、鐵鹽、有機(jī)物?？ɡz比起瓊脂更容易凝固，而且成本較低。生長調(diào)節(jié)劑NAA可以促使不容易生根的植物生長，而馬鈴薯植株生根能力比較強(qiáng)，NAA的存在反而抑制了其生長。因此，處理5號(hào)的組培苗生長最好，即表明馬鈴薯脫毒苗在MS+卡拉膠2.5g/L+蔗糖30g/L的培養(yǎng)基上快繁效果最好。

2.3 不同馬鈴薯脫毒種薯栽培基質(zhì)篩選

由表6可以看出，不同栽培基質(zhì)處理的組培苗的成活率和脫毒種薯的單粒重、單株粒數(shù)、單株產(chǎn)量、商品率的大小均表現(xiàn)為D1＞D3＞D5＞D2＞D6＞D4＞CK，其中，D1處理的均最大，對(duì)照CK的最小。馬鈴薯脫毒微型薯的單株產(chǎn)量7個(gè)處理中D1的最大為85.45g，分別比D3、D5、D2、D6、D4和CK處理增加了15.54g、20.50g、27.24g、31.95g、38.12g、44.81g，增產(chǎn)效果明顯。因馬鈴薯微型薯的繁育對(duì)栽培基質(zhì)的主要要求是疏松性和透氣性，疏松透氣性較好的基質(zhì)有利于脫毒馬鈴薯試管苗定植成活及脫毒種薯的結(jié)薯。處理D1的綜合表現(xiàn)最好，可能是由于蛭石基質(zhì)松軟透氣，有利于根系生長，成活率較高，促進(jìn)營養(yǎng)吸收，植株生長健壯且利于匍匐莖生長和塊莖膨大，增產(chǎn)效果好，商品率高。因此，處理D1的種薯性狀最好，即表明脫毒組培苗移栽于蛭石基質(zhì)里繁育種薯最佳。

3 結(jié)論與討論

馬鈴薯外植體接種在MS（不含瓊脂和蔗糖）+蔗糖（30g/L）+瓊脂（7g/L）+6-BA 2mg/L+GA3 0.2mg/L+NAA 0.2mg/L的培養(yǎng)基上進(jìn)行莖尖分化培養(yǎng)效果最好，在擴(kuò)繁生根培養(yǎng)基MS（不含瓊脂和蔗糖）+卡拉膠2.5g/L+蔗糖30g/L上進(jìn)行快速繁殖最佳，脫毒組培苗移栽在蛭石基質(zhì)里生長發(fā)育表現(xiàn)最好。

27個(gè)不同誘導(dǎo)培養(yǎng)基處理的分生組織成苗率均高于對(duì)照CK，其中處理14的成苗率最高，比對(duì)照CK 高出20%以上。原因是植物激素及生長調(diào)節(jié)物質(zhì)6-BA、GA3、NAA等促進(jìn)莖尖分化產(chǎn)生更多愈傷組織及促使分生組織的生長成苗，同時(shí)6-BA、GA3、NAA配比越合理的培養(yǎng)基誘導(dǎo)分化能力越強(qiáng)。這與范繼紅等[10]的研究有相似之處。16個(gè)不同快繁培養(yǎng)基處理的試管苗的生根率、株高、莖粗、葉片數(shù)、莖葉鮮干重均大于對(duì)照，其中處理5的生根率、株高、莖粗、葉片數(shù)、莖葉鮮干重最大，好于其他處理。主要是MS比1/2MS能提供足夠的營養(yǎng)元素、鐵鹽、有機(jī)物；卡拉膠比瓊脂更容易凝固，而且成本較低；生長調(diào)節(jié)劑NAA可以促使不容易生根的植物生長，而馬鈴薯植株生根能力比較強(qiáng)，NAA的存在反而抑制了其生長。這跟賈小霞等[11]的研究相類似。6個(gè)不同栽培基質(zhì)處理的組培苗成活率和脫毒種薯的單粒重、單株粒數(shù)、單株產(chǎn)量、商品率都大于CK，其中處理D1最大，CK的成活率、單粒重、單株粒數(shù)、單株產(chǎn)量、商品率最小。王雪潔等[12]的研究表明疏松性透氣性較好的基質(zhì)有利于馬鈴薯微型薯的繁育，這與本研究的觀點(diǎn)基本一致。處理D1的綜合表現(xiàn)最好，可能是由于蛭石更松軟透氣，有利于根系生長及營養(yǎng)吸收，植株生長健壯且利于結(jié)薯，增產(chǎn)效果好，商品率高。

馬鈴薯脫毒種薯快繁技術(shù)要點(diǎn)為：（1）消毒處理：使用0.1%升汞對(duì)馬鈴薯莖芽浸泡8min進(jìn)行消毒，再用75%乙醇消毒30s后，無菌水沖洗6次。然后在解剖鏡下剝離帶1-2個(gè)葉原基約0.3mm長的莖尖用作外植體。（2）莖尖誘導(dǎo)：將消毒后的外植體接種在 MS（MS+蔗糖（30g/L）+瓊脂（7g/L））+6-BA 2mg/L+GA3 0.2mg/L+NAA 0.2mg/L的培養(yǎng)基上進(jìn)行莖尖分化培養(yǎng)。培養(yǎng)基pH值5.5-5.8，培養(yǎng)溫度為（22±1）℃，光照度2500 Lx，光照時(shí)間每天16小時(shí)。（3）莖段快繁：將誘導(dǎo)獲得的脫毒小苗剪成帶單個(gè)腋芽的莖段，接種在擴(kuò)繁生根培養(yǎng)基上，培養(yǎng)基配方MS+卡拉膠2.5g/L+蔗糖30g/L。培養(yǎng)基pH值5.5-5.8，培養(yǎng)溫度為（22±1）℃，光照度2500Lx，光照時(shí)間每天16小時(shí)。生長周期20-25天，植株生長健壯。（4）脫毒種薯繁育：煉苗后以株行距8*10cm將組培苗移栽在10-20cm厚的蛭石基質(zhì)中，種植深度以保持地上部分留2-3片葉為宜，加強(qiáng)通風(fēng)、保濕管理，一周后幼苗長出新根，去掉遮陽網(wǎng)，進(jìn)行科學(xué)化管理，繁育脫毒種薯。

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