陜西省甘薯脫毒種苗(薯)雙季異地高效繁育體系

秦靜遠(yuǎn), 朱渭兵

(1.楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院,陜西 楊凌 712100;2.楊凌金薯種業(yè)科技有限公司, 陜西 楊凌 712100)

甘薯[Ipomoeabatatas(L.) Lam.]屬旋花科甘薯屬，是重要的糧食、飼料和工業(yè)原料兼用作物。甘薯為無(wú)性繁殖作物，易受到病毒侵染而影響質(zhì)量和產(chǎn)量，尤其是近年來的SPVD病毒病害和曲葉病毒危害嚴(yán)重[1]。傳統(tǒng)的種苗(薯)三級(jí)體系(原原種、原種、生產(chǎn)種)不能滿足生產(chǎn)需要，研發(fā)脫毒種苗(薯)快速繁育技術(shù)，提高每代的繁殖倍數(shù)，減少脫毒種苗(薯)繁殖代數(shù)，在再次被感染之前用于生產(chǎn)尤為重要[2]。

研究以陜西省主栽品種秦薯5號(hào)、秦薯8號(hào)為材料，結(jié)合陜西省氣候特點(diǎn)，建立適合本省的甘薯脫毒種苗(薯)高效繁殖技術(shù)體系。

1 試驗(yàn)材料

供試甘薯品種為秦薯5號(hào)、秦薯8號(hào)，由楊凌金薯種業(yè)科技有限公司提供。

秦薯5號(hào)是寶雞市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院與西北農(nóng)林科技大學(xué)2004年從秦薯4號(hào)放任授粉后代中選育的，為優(yōu)質(zhì)鮮食、淀粉加工兼用型品種。適宜在陜西關(guān)中及同類生態(tài)區(qū)域作春、夏薯種植，陜南及相似生態(tài)區(qū)作夏薯種植。目前，在陜西省栽培的面積約4萬(wàn)hm2，約占本省甘薯種植面積的1/2以上，為本省甘薯主栽品種[3]。

秦薯8號(hào)是楊凌金薯種業(yè)科技有限公司2011年從徐薯18×紅心431雜交后代中選育的，屬食用品種。適宜在陜西春、夏薯種植區(qū)及同類生態(tài)區(qū)種植[4]。

2 甘薯脫毒苗快速繁育體系

2.1 脫毒苗培養(yǎng)

采用熱處理結(jié)合莖尖分生組織培養(yǎng)的方法培育脫毒試管苗。選擇完全符合秦薯5號(hào)、秦薯8號(hào)甘薯性狀特征的塊根，清洗干凈后浸蘸0.1%的甲基托布津溶液，種植在滅菌的泥炭與珍珠巖(2∶1)混合基質(zhì)中于28℃下催芽，出芽后在溫度為38℃16 h，27℃8 h處理10～15 d，剪取2 cm長(zhǎng)莖梢置自來水下沖洗30 min，75%酒精浸泡15s，2%NaClO溶液(150 mL加1滴洗潔精)浸泡滅菌20～23 min，無(wú)菌水沖洗3次，在體視顯微鏡下剝?nèi)?.3～0.5 mm含2～3個(gè)葉原基的莖尖組織接種到芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基上。芽誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA0.5～1.0 mg/L+IAA 0.2 mg/L+GA30.05 mg/L ，pH5.8，以液體濾紙橋方式培養(yǎng)。誘導(dǎo)出的芽分別編號(hào)，轉(zhuǎn)接至MS+NAA0.01 mg/L+蔗糖3.0%+瓊脂0.6%，pH5.8的培養(yǎng)基上培養(yǎng)，待長(zhǎng)至5～6片葉后，切段接入相同培養(yǎng)基中繼續(xù)培養(yǎng)，隨機(jī)取瓶苗進(jìn)行病毒檢測(cè)。

2.2 脫毒苗病毒鑒定

對(duì)于引起SPVD的甘薯羽狀斑駁病毒(SPFMV)和甘薯褪綠矮化病毒(SPCSV)以及曲葉病毒(SPLCV)，采用NCM-ELISA方法進(jìn)行病毒檢測(cè)[1]，兩品種甘薯試管苗株系檢測(cè)結(jié)果均為陰性。同時(shí)采用巴西牽牛(Ipomoea setosa)進(jìn)行指示植物法鑒定，待檢試管苗與巴西牽牛在溫室中隔離種植，以甘薯試管苗為接穗，指示植物為砧木側(cè)接，結(jié)果均為陰性。表明經(jīng)熱處理后取用0.3～0.5 mm莖尖分生組織培養(yǎng)獲得的試管苗均不含SPFMV、SPCSV、SPLCV病毒，為脫毒苗。

2.3 脫毒苗試管繁殖

將脫毒試管苗(一段2芽)于無(wú)菌情況下接入繁殖培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基為MS+6-BA0.05～0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L+蔗糖3%+瓊脂0.6%，pH5.8，每瓶5段。1月繁殖倍數(shù)可達(dá)5.8，30～40d繼代繁殖一代，生根培養(yǎng)基為1/2MS+蔗糖2%+瓊脂0.6%或1/2MS+NAA0.01 mg/L+蔗糖2%+瓊脂0.6%，可快速繁殖出大量甘薯脫毒試管苗。

2.4 生產(chǎn)性能鑒定及高級(jí)脫毒試管苗

脫毒苗在規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用前，需要在防蟲網(wǎng)室中進(jìn)行生長(zhǎng)狀況觀察與生產(chǎn)性能鑒定，觀察不同株系形態(tài)特性是否符合品種特點(diǎn)，地上部分形態(tài)觀察包括株型、頂葉色、葉形、葉脈色、葉柄色、柄基部色、蔓色、蔓粗細(xì)、長(zhǎng)勢(shì)等，地下部分形態(tài)觀察包括薯型、薯皮色、薯肉色等性狀，及時(shí)剔除變異的株系，確保脫毒種薯符合品種特征和種薯純度。選擇優(yōu)勢(shì)株系作為試管繁殖材料，生產(chǎn)高級(jí)脫毒試管苗。

2.5 脫毒種苗的全基質(zhì)溫室(網(wǎng)室)繁殖

在本體系中，選擇在陜北榆林、渭北(麟游)黃土丘陵地帶和關(guān)中地區(qū)建立的甘薯種苗(薯)繁殖基地，進(jìn)行雙季異地種苗繁育的方式，是為適應(yīng)陜西省的氣候特點(diǎn)和甘薯病毒傳播媒介煙粉虱的發(fā)生規(guī)律研究建立的。

2.5.1 陜西氣候特征和關(guān)中地區(qū)日光溫室條件以及甘薯病毒主要傳播介體特點(diǎn) 陜西省南北延伸達(dá)800km以上，境內(nèi)的氣候差異很大，由北向南漸次過度為溫帶、暖溫帶和北亞熱帶，整體屬于大陸性季風(fēng)性氣候。陜西省的溫度分布基本上是由南向北逐漸降低，各地的年平均氣溫在7～16℃，其中陜北為7～12℃,關(guān)中為12～14℃，陜南為14～16℃。1月最冷平均氣溫，陜北為-10～-4℃,關(guān)中為-3～1℃，陜南為0～3℃；7月最熱平均氣溫，陜北為21～25℃，關(guān)中為23～27℃，陜南為24～27.5℃。氣溫年較差，陜北為29～34℃，關(guān)中為27～31℃，陜南為24～27℃。氣溫穩(wěn)定在15℃以上，陜北始于5月上旬至下旬，終于9月上中旬，為期110～140d，關(guān)中始于4月下旬至5月中旬，終于9月中旬至10月上旬，為期120～160 d，陜南始于4月下旬至5月上旬，終于9月下旬至10月中旬，為期120～180 d[4]。

無(wú)霜期陜北為142～204 d，關(guān)中地區(qū)一般在170～215 d，渭北地區(qū)無(wú)霜期在180 d左右，熱量資源稍差。陜南無(wú)霜期較長(zhǎng)，在230～248 d[4]。

關(guān)中地區(qū)日光溫室1-4月平均氣溫可達(dá)15℃，氣溫最低的1、2月也在10℃以上[5]。在日光溫室(加防蟲網(wǎng))中加裝水地暖設(shè)施，以地輻熱的方式排列管道，只需夜間加溫，覆蓋保溫被保溫，即可滿足甘薯脫毒苗越冬的溫度要求。

引起甘薯SPVD病害病毒和曲葉病毒，其主要傳播介體是煙粉虱[2]，煙粉虱的消長(zhǎng)與溫度相關(guān), 最佳發(fā)育溫度為26～28℃，當(dāng)日均氣溫超過26℃，煙粉虱的繁殖速度迅速加快，日均氣溫降到12℃露天的煙粉虱基本消失[6～7]。夏季在陜北和渭北氣候較低且晝夜溫差大的地區(qū)進(jìn)行脫毒苗繁育，可以減少煙粉虱的危害。

2.5.2 脫毒種苗溫室(網(wǎng)室)繁殖 試管苗每年4月中下旬和10月上中旬分兩次進(jìn)行馴化，移栽于溫室(網(wǎng)室)中進(jìn)行繁殖,其余時(shí)間在組培實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行試管繁殖。

(1)脫毒苗春、夏季陜北、渭北溫室(網(wǎng)室)繁殖。于4月中下旬將健壯的試管苗(5～7片葉)馴化移栽成后，5月份移栽至經(jīng)消殺的陜北榆林和渭北(麟游)黃土丘陵地帶建立的甘薯種苗繁殖溫室中(加裝40～60目防蟲網(wǎng))，采用全營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)培養(yǎng)。待苗長(zhǎng)至約30 cm左右的長(zhǎng)度，即可以2節(jié)一段方式剪苗扦插，扦插時(shí)下節(jié)位埋入基質(zhì)中，以方便節(jié)部著生不定根。每月剪苗扦插一次，繁殖倍數(shù)4～6倍。9月中旬即可收獲，收獲對(duì)象包括微型薯和蔓頭苗，轉(zhuǎn)至關(guān)中甘薯種苗繁育基地。微型薯安全儲(chǔ)藏，作為翌年生產(chǎn)種苗繁育使用，蔓頭苗種植于有防蟲網(wǎng)的溫室中，與秋季馴化移栽的試管苗一起作為以苗繁苗的材料。

(2)脫毒種苗秋季關(guān)中溫室(網(wǎng)室)繁殖。于10月上中旬份，將關(guān)中育苗基地的溫室加裝40～60目防蟲網(wǎng)并消殺，將健壯的試管苗馴化移栽后種植于盛有15cm厚栽培基質(zhì)的育苗筐中，密度為5 cm×10 cm，待苗長(zhǎng)至約30 cm長(zhǎng)，即可2節(jié)一段方式剪苗扦插繁殖。12月底至翌年2月上旬，因溫室溫度較低，種苗生長(zhǎng)緩慢可不進(jìn)行擴(kuò)繁。至翌年6月，一株試管苗可以繁殖15 000～20 000株苗。

2.6 脫毒種薯的生產(chǎn)

6月底將雙季溫室繁殖的脫毒苗種植于陜北榆林和渭北(麟游)黃土丘陵地帶建立的種薯繁殖基地生產(chǎn)種薯。生產(chǎn)基地需要隔離，周圍500m無(wú)普通甘薯種植，且無(wú)土傳甘薯病害。薯苗栽培密度為3 500株/667 m2，采用覆膜+改良水平法+膜下滴管的栽培方法，即隴面開溝，深7～8 cm，澆足溝水，待水下滲后，將薯苗根部垂直插進(jìn)溝底1～2 cm，再把薯苗各節(jié)水平壓入，覆土5～6 cm，將頭部3～4葉露出地面。栽苗后，用寬度適宜的地膜將隴面覆蓋，用土將膜邊覆嚴(yán)壓實(shí)，氣溫較高時(shí)，立即將地膜劃一小口，將苗尖鉤出膜外，用土將膜口周圍封嚴(yán)。薯苗生長(zhǎng)階段水分和肥料供應(yīng)采用水肥一體化模式，肥料采用化肥+可溶性有機(jī)肥，以保證甘薯種薯高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。定期到田間觀察，及時(shí)拔除形態(tài)異常的甘薯苗，并控制蟲害發(fā)生,以每667 m225%噻蟲嗪水分散粒劑2～3 g對(duì)水3～4.5 kg葉片正反面噴可有效防治煙粉虱。所產(chǎn)薯塊直接作為生產(chǎn)用種薯，用于翌年生產(chǎn)種苗的繁育。

3 小結(jié)

傳統(tǒng)的甘薯脫毒種薯的培育包括莖尖分生組織培養(yǎng)、病毒檢測(cè)、脫毒試管苗快繁以及原原種、原種和良種繁育等幾個(gè)環(huán)節(jié)[8]。原原種、原種和良種繁育一般稱為種薯的三級(jí)繁育和供種體系，為我國(guó)甘薯種植區(qū)，尤其是北方甘薯種植區(qū)脫毒甘薯的推廣和普及發(fā)揮了重要的作用。但近年來我國(guó)甘薯病毒種類及其傳播途徑發(fā)生新的變化，而且傳統(tǒng)從脫毒莖尖試管苗的培養(yǎng)到生產(chǎn)用種一般需要3～4 a，周期長(zhǎng)，在脫毒種苗繁育過程中，隨著繁殖代數(shù)的增加存在再次感染的風(fēng)險(xiǎn)，并會(huì)逐代加重，從而引起種薯質(zhì)量嚴(yán)重下降，傳統(tǒng)的三級(jí)繁育和供種體系以不能滿足當(dāng)前甘薯生產(chǎn)的需求[2]。

在本繁育體系中，包括脫毒苗培養(yǎng)、脫毒苗病毒檢測(cè)、脫毒苗試管繁殖、雙季異地溫室(網(wǎng)室)種苗繁殖、脫毒種薯生產(chǎn)等環(huán)節(jié)。從甘薯試管苗到種薯生產(chǎn)只需要兩年時(shí)間，大大的縮短了育苗周期。其中，雙季異地繁苗對(duì)于減少煙粉虱的危害有積極的意義，在陜北榆林和渭北黃土丘陵地帶夏季氣溫較低區(qū)域進(jìn)行夏季溫室種苗繁育工作，在關(guān)中地區(qū)進(jìn)行冬季溫室內(nèi)種苗繁殖和越冬，避開煙粉虱的高發(fā)時(shí)期并科學(xué)防治，對(duì)于防止脫毒種苗再次感染，提高種薯質(zhì)量有著非常積極的意義。