4种马铃薯脱毒组培苗繁殖效率分析

梁秀芝，李荫藩，郑敏娜，岳新丽

（山西省农业科学院高寒区作物研究所，山西大同037008）

4种马铃薯脱毒组培苗繁殖效率分析

梁秀芝，李荫藩，郑敏娜，岳新丽

（山西省农业科学院高寒区作物研究所，山西大同037008）

选择4个不同品种的马铃薯，进行了脱毒组培苗繁殖效率的研究。结果表明，实际繁殖总量较理论繁殖总量有较大差距，且随着快繁代数的增加，这种差距呈指数曲线迅速增加；在快繁过程中，当起始苗量和繁殖增大倍数恒定的情况下，增加繁殖总代数，能更加明显提高繁殖总量。因此，在实际生产中，结合自身的生产能力，采用一些特殊的组培技术来增加快繁速度和快繁总代数，可显著增加脱毒苗的繁殖总量。

脱毒马铃薯；繁殖效率；实际繁殖总量；理论繁殖总量

马铃薯（Solanum tuberosum L.）是茄科多年生草本植物，是全球仅次于小麦、水稻和玉米的第四大重要的粮食作物，其人工栽培历史可追溯到公元前8 000 a，是深受人们喜爱的粮食作物和经济作物[1-2]。随着我国马铃薯主粮化战略的推进，我国作为马铃薯生产和消费的大国，马铃薯将在社会生产中起到举足轻重的作用。在实际生产中马铃薯种质会逐渐退化，造成马铃薯产量低、品质差，其主要原因是由于马铃薯在世代种植过程中，不断受到病毒和类病毒的危害，以致种质退化。近年来，众多学者关于马铃薯脱毒培养及生产的相关研究结果表明，马铃薯脱毒后不但可以有效提高马铃薯产量和改善其品质，而且不会导致遗传性状的改变[3-5]。马铃薯脱毒种苗生产主要是通过组织培养途径，建立无病毒生产体系，这是目前非常有效的获得无病毒植株的途径[6]。在马铃薯规模化或工厂化生产中，利用马铃薯茎尖组织培养获得脱毒试管苗后，快速繁殖成为原原种生产的重要环节，要保证试管苗在相对短的时间内得到较高的繁殖倍数，同时获得高质量的试管苗[7-8]，对马铃薯脱毒组培苗繁殖效率的研究就显得尤为重要。

本研究基于思考如何在较短时间内提高试管苗的繁殖系数，通过对比不同马铃薯品种的繁殖效率，旨在找到一个生产周期内生产效率最高的繁殖方法，为马铃薯脱毒苗的工厂化生产提供科学数据和参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试马铃薯品种为紫花白、晋薯24号、冀张薯12号和同薯24号。供试培养基为MS固体培养基，同时在其中添加矮壮素（B9）15 mg/mL壮苗。

1.2 试验方法

试验于2016年4—7月在山西省农业科学院高寒区作物研究所组培室进行，以4个马铃薯品种为材料进行脱毒试管苗试验，进行繁殖总量实际值的统计和与理论值的比较分析。

1.2.1 理论值分析运用公式法获得繁殖总量理论值。随即选取A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，A9，A10，A11，A12，A13，A14，同薯24号等15个马铃薯品种（品系）的脱毒试管苗计算理论数据，具体品种名称、起始苗量、繁殖代数及繁殖增大倍数列于表1。脱毒组培苗的繁殖总量（Y）理论值的计算公式[9]如下。

其中，Y为脱毒组培苗的繁殖总量，a为起始苗量，b为每代繁殖增长率或倍数，n为繁殖总代数。

表1 脱毒苗起始苗量、繁殖代数、增大倍数与理论繁殖总量的关系

1.2.2 实际值分析其通过组培室快繁数据统计得出。将紫花白、晋薯24号、冀张薯12号和同薯24号4个供试材料的马铃薯脱毒苗进行快繁4代。4个品种的脱毒苗的起始苗量分别为780，380，380，220株，所用培养器皿大小一致，因品种培养容纳环境和长势原因，4个品种每代繁殖增大倍数分别约为3倍、4倍、4倍和5倍。通过实验室快繁观察、记录数据，统计计算出4个品种不同世代各自的实际繁殖总量，即实际值，并通过理论公式计算出快繁4代它们各自的理论值，并对二者进行对比分析。

2 结果与分析

2.1 脱毒苗起始苗量、繁殖总代数、增大倍数与繁殖总量间的关系

根据公式（1）计算得出15个不同品种不同处理下的理论繁殖总量值。由表1可知，在起始苗量和繁殖总代数恒定的情况下，繁殖增大倍数越高，脱毒苗的繁殖总量越大，例如A1处理的繁殖总量是A2处理的1.95倍；当起始苗量和繁殖增大倍数恒定的情况下，增加繁殖总代数，能更加明显地提高繁殖总量，例如A1处理的繁殖总量是A5处理的5倍；在繁殖总代数和繁殖增大倍数恒定的情况下，一定程度上提高起始苗量亦能明显提高繁殖总量，例如A1，A7，A11处理中，繁殖倍数均为4倍，繁殖总代数为3代，但起始苗量分别为70，90，110株，则所得繁殖总量结果差距明显，A11处理是A1处理的1.57倍。

2.2 理论值与实际值的对比分析

本试验中，因所选用的培养器皿容量的原因，供试4个品种每代繁殖增大倍数分别约为3倍、4倍、4倍和5倍；4个参试品种脱毒苗的繁殖总量的理论值按公式（1）计算得出。对比分析4个参试品种脱毒苗繁殖总量的理论值与实际值可知，在繁殖第1代二者之间的差距不明显，理论值仅比实际值高3.2%～6.8%；在快繁第2代，二者之间的差距亦不明显，造成微小差距的原因可能是由于脱毒过程中部分样品发生污染所致；从快繁第3代开始，二者之间的差距明显增大，紫花白、晋薯24号、冀张薯12号和同薯24号的理论值比实际值依次高出111.1%，30.1%，92.6%和100.9%；至快繁第4代，紫花白、晋薯24号、冀张薯12号和同薯24号的理论值分别是实际值的3.81倍、3.21倍、4.72倍和5.89倍（表2）。

表2 4个不同品种快繁4代繁殖总量的理论值与实际值的对比株

结合表1和图1，2可以看出，4个品种分别快繁4代后，其实际值远小于理论值，因此，综合分析认为，每个品种的实际繁殖总量在繁殖4代或者4代以后，其增产潜力巨大。以紫花白脱毒苗的变化趋势为例，从图2可以看出，紫花白的指数方程为y＝780×（1＋3）x，所得曲线描述了紫花白脱毒苗的繁殖总量的理论值变化趋势，而实际上紫花白试管苗的实际增长趋势为实际值的曲线趋势，此曲线在快繁的前2代，与指数曲线即理论值曲线几乎重叠，同样达到指数增长速度；但随着繁殖代数的增加，实际值的增长速度并没有像理论值一样呈指数趋势增长，而是逐渐脱离并落后于指数曲线，随着繁殖代数的增加，繁殖总量的增长速度逐渐变慢，曲线趋缓。

3 讨论与结论

马铃薯的产量和质量与种薯密切相关，病毒一旦侵入马铃薯植株和块茎，就会引起马铃薯严重退化，并产生各种病症，导致马铃薯产量大幅下降[10-12]。因此，利用马铃薯茎尖培养获得脱毒试管苗，进行大规模种薯生产是非常有效的方法和措施[13]。同时，进一步完善区域供种体系将有利于脱毒种薯的推广和应用。

种薯繁殖体系是从脱毒试管苗的快速繁殖开始的[14]。由理论公式可以看出，当起始苗量和繁殖增大倍数恒定的情况下，增加繁殖总代数，能更加明显地提高繁殖总量。但是实际上，如果在人力、场地不足的情况下，增加繁殖代数又会造成脱毒苗的极大浪费[15-18]。本试验中快繁至第4代时，繁殖产量的理论值和实际值的差距达到了最大，这主要是由于实验室快繁的脱毒组培苗量过大，人员不足，不能及时进行转接。因此，在实际生产中，要结合生产者的生产能力，采取最佳的方法扩大马铃薯脱毒苗的繁殖总量，为大规模的种薯生产提供优良材料。

［1］李军，刘喜才，李长辉，等.马铃薯脱毒薯特性鉴定及亲本利用评价[M]//2005年全国马铃薯产业学术年会论文集.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2005：163-171.

［2］李云海，何云昆，张仲凯，等.通过茎尖分生组织离体培养获得马铃薯脱毒试管苗[J].西南农业学报，1994，7（2）：28-31.

［3］胡建军，何卫，王克秀，等.马铃薯脱毒种薯快繁技术及其数量经济关系研究[J].西南农业学报，2008，21（3）：737-740.

［4］陈丽华，李云海.马铃薯试管苗快繁中提高繁殖系数的方法[J].云南农业科技，2003（2）：30-31.

［5］杨萍，于庆祥，牛小宁，等.用新型培养基培养马铃薯脱毒试管苗的比较试验[J].中国马铃薯，2007，21（6）：351-352.

［6］谭体琼，艾勇，鲍菊，等.马铃薯脱毒试管苗简化培养、低成本扩繁技术研究[J].种子，2009，28（1）：85-87.

［7］HANNE G.Mop-top virus，relationship to its vector[J].American-Journal ofPotatoResearch，2008，85：261-265.

［8］王克秀，何卫，胡建军，等.马铃薯脱毒组培苗繁殖效率分析研究[J].西南农业学报，2010，23（3）：660-664.

［9］何卫，胡建军.国内外马铃薯种薯生产体系的比较分析[M]//现代化农业与马铃薯产业发展.哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社出版，2007.

［10］曹君迈，任贤，贝盏临，等.光照强度对克新5号脱毒试管苗生长的影响[J].种子，2011，30（2）：104-105.

［11］吕金凤，辛建华.Ca（NO3）2对马铃薯脱毒试管苗生长的影响[J].长江蔬菜，2010（10）：18-21.

［12］王怀利.马铃薯脱毒种繁殖推广体系的探讨[J].贵州农业科学，2000，28（2）：55-56.

［13］KATARZYNA O，GRAZYNA G.Cellular localisation of calcium ions duringpotatohypersensitive response topotatovirus Y[J].Micron，2011，42（5）：381-391.

［14］刘卫平.马铃薯试管苗新的快速繁殖方法研究[J].中国马铃薯，2000（3）：141-142.

［15］林世君，张丽忱.马铃薯脱毒苗的繁殖方法[J].农业与技术，2001（6）：26-27.

［16］郭洪云，傅连海.光照强度对马铃薯脱毒苗生长及微型薯形成的影响[J].马铃薯杂志，1994（4）：222-223.

［17］王秀英，郭尚，田宏先.马铃薯脱毒试管苗多次繁殖技术的应用[J].中国马铃薯，2004，18（4）：216-217.

［18］杨煊，和平根，和国均.马铃薯脱毒原种生产方法及主要技术要点[J].中国马铃薯，2004，18（4）：232-233.

Analysis of Reproductive Efficiency of Four Kinds of Virus-free Potato Plantlets

LIANGXiuzhi，LI Yinfan，ZHENGMinna，YUE Xinli
（Institute ofthe Crops in High Latitude＆Cold Climate Area，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Datong037008，China）

The studywas carried out to investigate and analyze the reproductive efficiency ofvirus-free potato plantlets.The results indicated that the actual propagation quantity of virus-free potato tuber in a year was significantly less than the theoretical propagation quantity,and the gap increased exponentially as the propagation generations increased.The propagation generations were more important than the other factors oftotal propagation quantity.Therefore,in the actual production,the use ofsome oftheir own production capacity of tissue culture technology to increase the fast propagation speed and total algebra,can significantly increase the total amount of virus-free seedlings.

virus-free potato;reproductive efficiency;actual propagation quantity;theoretical propagation quantity

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.22

S532

：A

：1002-2481（2017）05-0756-03

2016-10-20

山西省科技厅成果推广项目（2014072013；2014072002）

梁秀芝（1965-），女，山西大同人，研究员，主要从事马铃薯推广应用工作。李荫藩为通信作者。