摘 要:马铃薯为茄科茄属一年生草本植物,原产于高寒地区。无性繁殖作种的第二代起的容易造成病毒对新生植株的侵入,破坏马铃薯植株的正常生长功能,致使感染病毒植株的长势衰弱,营养器官和生殖器官表现不正常,产量逐年下降,故不能留种使用,若继续留种就会导致马铃薯的各种病虫害逐年加重,不能充分发挥品种特性(简称种性), 造成严重减产,退化了的种薯不通过脱毒就不能恢复种性。以上称为马铃薯的品种退化。为解决洋竽种性退化和适应新形式下现代马铃薯产业发展的需要,除了科研部门利用有性繁殖进行品种改良及提纯复状保持种性外,根本办法只能是通过薯块茎(芽)尖脱毒苗繁育合格的无毒种薯,保证马铃薯生产的正常供种,保持马铃薯种性不发生退化。
关键词:马铃薯;退化;脱毒;繁种
薯茎(芽)尖脱毒苗无土栽培技术就是利用薯茎(芽)尖生长点处不带毒,在离体无菌条件下,通过蛭石、草炭或者松针土作基质,进行组织培养,产生新个体,诱导马铃薯无病毒植株再产生气生小块茎(种薯),不仅可以不受外界环境中病原物(真菌、细菌、病毒)的侵染,而且能较常规的大田繁殖方法大大缩短种薯生产周期,提高繁殖速度和繁殖系数。用此方法培植出的试管薯,是目前国际上所有种薯中质量最高最可靠的种薯。试管薯有体积小,重量轻,无病毒,较之大田生产的常规薯更便于保存、运输和推广,利于实现种薯生产工厂化。
采用试管薯作种是当前国内外马铃薯生产上的一项先进技术,实际上茎(芽)尖脱毒苗繁育种薯是种薯无性繁殖技术的具体应用,其中快速生产小健种薯,育种上称为“原原种”,是应用推广脱毒种薯技术的关键环节,繁殖材料部位的选定和脱毒方法的选用是种薯繁育成功与否的重要内容。我国引进此技术时间不长,但发展快;现己基本摸清了影响试管薯形成的主要因子、解决办法和生产微型种薯的方法。本文就马铃薯脱毒繁种技术作学术性研讨仅供广大同行参考。
一、无性繁殖及有关品种的概述
1.无性繁殖:无性繁殖是不经生殖细胞结合的受精过程,由母体的一部分直接产生子代的繁殖方法。在农业生产上常用作物营养器官的一部分和花芽、花药、雌配子体等材料进行无性繁殖。无性繁殖可来自一株所谓”母株”植物的全部,也可以来自植物或枝条的一部份。
2.有关品种的概念。原种用马铃薯茎 (芽 )尖分生组织培养方法获得的无病试管苗及其结下的微型薯并在防虫网 (温 )室内栽培结下的无病块茎以及在网 (温 )室中生产的符合脱毒原原种质量标准的脱毒小薯(小健薯或试管薯)。原种是在具备一定隔离条件的场所由原原种生产的符合脱毒原种质量标准的块茎。 一级良种由原种生产的符合一级良种质量标准的块茎。二级良种由一级良种生产的符合二级脱毒良种质量标准的块茎。
二、马铃薯茎(芽)尖脱毒无性繁殖育种技术
1.马铃薯种薯茎(芽)尖脱毒方法
取材消毒:对欲脱毒的品种块茎催芽,当芽长4~5cm时,剪芽并剥去外叶,然后用自来水下冲洗40min,在无菌室内用漂白粉溶液消毒后,用无菌水冲洗2~3次。
剥离接种:在无菌室内,在40倍的解剖镜下,剥取带1个叶原基的茎尖,接种于MS茎尖培养基的试管中,经高压灭菌后使用。
组织培养:关键是将脱毒后的茎尖透导生成带有完整根、茎、叶的植株,培养基的选择很重要。MS茎尖培养基一般应包括大量元素、微量元素、有机成分和生长素、细胞分裂素、蔗糖和琼脂,pH值为5.7。接种茎尖的培养室温度25℃、光照1500~3000LX,经过3个月就可以长成3~4片叶的小植株。再在无菌室,进行切段扩繁,然后取其中的部分脱毒苗进行病毒检测。
病毒检测:通常用鉴别寄主即指示植物或血清学方法进行检测,及时淘汰有病毒症状的鉴别寄主或血清学阳性反应的茎尖苗,用无任何反应的茎尖苗即脱毒苗作为繁殖的种苗。用以上方法可以保证种薯的脱毒率可达100%。
2.茎(芽)尖脱毒苗繁育方法
主要有容器生产法、温室生产法和网室生产法三种,目前以网室生产法为主。网室生产法主要是利用早春温差大、光照强等自然气候特点,诱导试管苗形成微型块茎。由于网室生产法方法简单易行,且成本低,见效快,质量高,效益好。巳成为目前马铃薯薯块茎(芽)尖脱毒苗繁育良种原原种生产的主要方法。
三、网室生产法的主要步骤
1.脱毒试管苗的培养。茎尖组织培养与检测已经明确引起种薯退化、减产的主要病毒有PVX、PVY、PVS、PLRV 和类病毒PSTV以及细菌病害。脱毒试管苗由茎尖组织培养获得,经过严格的病毒、类病毒、细菌病害的检测。一般选用健壮植株的顶芽或块茎萌发的顶芽为外植体,借助解剖镜剥取0.2mm大小的生长点,接种在MS培养基上培养,成苗后对其进行检测筛选。
移栽前练苗移栽前2-3天,把培养瓶放在自然光照和通风条件下,将瓶盖打开练苗,以增强试管苗对外界条件的适应能力。注意不要放在强光下,以免水分蒸发过快,造成液体培养基干涸和叶片失水干枯。
2.育苗。苗床准备:育苗选择在温度和光照适宜、保温保湿、有隔离条件的温室或塑料小拱棚内进行。苗床土用大田土、草炭和有机肥按3:2:1混配。可选用直径4cm,高5cm的蔬菜育苗纸筒,将纸筒在平地上拉开,装满苗床土,用喷壶浇透水。也可以不用纸筒,用苗床土直接作成1-1.5m宽的苗床,苗床表面一定要平整。
试管苗移栽:将经过锻炼的试管苗从培养瓶中取出,用清水洗去根部的培养基,再用镊子小心将其插入纸筒中。每栽完一联纸筒苗,及时用细眼喷壶浇透水,使苗根能随水伸展,与土壤紧密结合,提高成活率。也可在苗床上划出小沟,在沟内浇透水。将洗净的试管苗按5cm等距均匀摆在沟内,从侧面培土。栽完后都要用细嘴喷壶浇一次透水。
移栽后管理:要保持适当的温度和湿度。夜间最低温度不能低于15℃,为防止低温引起提前结薯现象,可给苗床盖上塑料薄膜保温。白天为防止强光直射,必须用遮阳网遮阴。大约1周后,新的叶片和根系就会产生。再过三周就会完成育苗。在育苗期间,要适量浇水,保持土壤半湿半干的最佳湿度,定期给温室通风防止高温烧苗。如果出现叶片缺肥发黄,还应喷施适当叶面肥或营养液。
由此可知,经过近几年的研究和生产试验总结出的茎(芽)尖脱毒苗无土栽培技术的网室生产法,不仅能使无菌条件的组培苗转向自然环境中生长,结出小薯,而且还可通过剪尖扦插,提高繁殖系数,加快繁种进程,降低生产成本。其生产出的原种适于在我县的绝大部分地中低山地区大力推广,推广脱毒优良品种的潜力和发展空间巨大。
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作者简介:余展翅(1964-),男,重庆忠县,大专,专业教师,研究方向:农技推广,农业教育。