不同甘薯品种茎尖脱毒与快繁特性分析

正阳县袁寨乡农业服务中心 于永学河南省农业科学院小麦研究所 张丹 杨红 黄超河南省农业广播电视学校正阳县分校 倪国勤

不同甘薯品种茎尖脱毒与快繁特性分析

正阳县袁寨乡农业服务中心 于永学河南省农业科学院小麦研究所 张丹 杨红 黄超河南省农业广播电视学校正阳县分校 倪国勤

甘薯（Ipomoea batatas Lam）既是重要的粮食作物之一，也是重要的工业原料和饲料作物，在世界范围广泛种植。甘薯病毒病是一种世界性甘薯病害，广泛存在于世界甘薯产区，对甘薯的品质和产量造成巨大的危害。我国山东、江苏、北京等地的调查显示，由病毒病造成的甘薯产量损失一般在20%～30%，严重的在50%以上。甘薯病毒病病毒种类多，新病毒多，复合侵染现象严重，单一病毒侵染比例仅为31.49%，大多数为3～5种病毒侵染，也有8种病毒同时侵染的报道。导致药物防治甘薯病毒病难、选育抗病毒病品种难的两难局面。而且甘薯是无性繁殖作物，主要利用块根和茎蔓进行繁殖，造成病毒在植株体内代代相传与积累，甚至引起种性的退化，商品性丧失等严重危害。

根据对病毒病在甘薯体内的寄生特性和传播途径研究，病毒很难在甘薯分生组织细胞新陈代谢剧烈的茎尖部位造成侵染与繁殖，因此切取甘薯顶端0.2～0.4 mm 茎尖培养成再生苗进行脱毒培养成为防治甘薯病毒病的主要方法。试验证明甘薯茎尖脱毒后能够提高光合速率，光合产物积累多，有较好的微观运输系统，营养生长状况得到改善，生育前期营养生长旺盛，为甘薯产量提高、品质改善的重要生理基础。因此，甘薯茎尖脱毒生产在时间范围内普遍受到非常重视。

甘薯茎尖脱毒技术应用至今，不同研究者对甘薯茎尖培养技术、脱毒苗快繁方法及简便、准确的检测技术等进行了不断的探索与研究，但不同的报道存在一定差异，还没有建立一套完整的规范化的脱毒苗生产技术体系。本试验主要对生产上推广应用的10个甘薯品种茎尖脱毒差异进行比较分析，试验结果将对甘薯脱毒苗的工厂化生产和应用提供理论和技术依据，具有重要的经济和科学价值。

一、材料和方法

（一）植物材料

试验所用甘薯品种10个，均为生产上推广的主栽品种，分别为86-21、徐薯22、商薯19、广薯87、秦薯8号、豫薯13、龙薯9号、166、烟薯25、德红等。所有品种均由河南省农业科学院提供。试验材料采用盆栽培养，取不同甘薯品种种薯埋种于直径33 cm塑料盆中，正常肥水管理，适温条件下进行壮苗培养。

（二）试验方法

1.茎尖脱毒方法。分别剪取每个品种芽端顶部2 cm左右长茎段，去掉叶片并用自来水冲洗干净。在超净工作台上用70%乙醇浸泡30 s，再在0.1%升汞中消毒10 min，无菌水冲洗3次。用无菌解剖刀切除较大顶芽，在解剖镜下一层层剥去幼叶原基，最后切取0.2～0.3 mm带1个叶原基的茎尖组织，接种到配置好的茎尖脱毒培养基上。培养基配方为MS基本成分，添加1.0 mg/L 6-BA（6-Benzylaminopurine）、0.2 mg/LNAA(α-napHthalene acetic acid)、30 mg/L蔗糖和 5.0 mg/L琼脂粉，调节pH值为5.8。每个试管接种1个茎尖，每个品种接种10管，3次重复。接种茎尖后的试管放在光照培养间进行培养，培养条件为温度26～28 ℃，光照时间14 h/d ，光照强度为 35 μmol/m2·s。观察记录茎尖组织变化情况，统计出芽率，计算不同品种的茎尖成活率。

2.脱毒苗快繁方法。待茎尖脱毒苗在试管中长到10 cm左右时进行扩繁培养。在超净工作台上取出脱毒苗，用解剖刀从基部切断，然后再在每两个叶片中部靠上位置切断，最上部一节带2片叶。切好的茎段上部朝上转移至快繁培养基中。培养基成分为MS培养基基部成分（大量元素减半），添加0.2 mg/L NAA、30 mg/L蔗糖和5.0 mg/L琼脂粉，调节pH值为5.8。每个培养瓶接种两个茎段，接种茎段后的培养瓶放置于光照培养室进行培养，培养条件同茎尖脱毒培养。每个品种每次扩繁5株脱毒苗，30 d时统计株高、展开叶片数、主根数和每株扩繁茎段数，重复3次，计算不同品种的扩繁效率。

3.脱毒苗驯化方法。扩繁得到的甘薯试管苗在组培瓶中长到5～6片叶时，进行移栽驯化。将试管苗从组培瓶中取出，剪除须根，移栽到盛有蛭石的育苗盘中，适度浇水，然后覆盖薄膜保湿，7天后掀掉薄膜。驯化培养条件同上。每个品种移栽50株，3次重复，统计不同品种返苗时间和成活株数，计算成活率。

4.数据统计与分析

茎尖死亡率=未发育茎尖数/接种茎尖数×100

愈伤诱导率=诱导出愈伤组织茎尖/接种茎尖数×100

出苗率=诱导出绿苗茎尖数/接种茎尖数×100

扩繁效率=扩繁茎段数/茎尖苗数×100

移栽成活率=成活试管苗数/移栽试管苗数×100

二、结果与分析

（一）不同品种茎尖脱毒特性分析

10个品种茎尖脱毒培养情况见表1。结果显示不同品种茎尖出苗率存在差异，品种86-21出苗率最高，达到77.4%，其次是广薯87和徐薯22，分别达到60%和58.7%；出苗率最低的品种是德红，只有6.7%，其他几个品种的出苗率为30%～40%。

各个品种茎尖脱毒的差异还表现在茎尖死亡率和愈伤组织诱导情况。首先，出苗率最高的3个品种是86-21、广薯87和徐薯22，茎尖死亡率低于10%，愈伤组织诱导率高于90%；而出苗率最低的德红，茎尖死亡率高达26.7%，出愈率只有73.3%。

在试验中还观察到不同品种愈伤生长速度和愈伤质量也存在较大差异。大部分品种在接种20 d时可以看到明显的绿点，30 d时基本上可以看到愈伤形成，愈伤长到中等大小发芽。品种86-21、广薯87和徐薯22愈伤和芽基本同时形成，成芽最早；品种德红在30 d时可见愈伤，但是大部分愈伤黄绿色且只膨大，不发芽，成芽难。

表1 不同甘薯品种茎尖脱毒特性

（二）不同品种脱毒苗扩繁差异分析

通过茎尖脱毒得到的甘薯茎尖苗数量少，成本高，不能满足生产上需求，利用甘薯茎段繁殖的特性对茎尖苗进行切段培养得到新的试管苗是进行甘薯快繁必要的、有效的手段。试验比较了10个甘薯品种培养30 d的试管苗生长情况和茎段扩繁效率，试验结果见表2。从表2可以看出，10个品种在株高、展开叶片数、主根数和扩繁率4个指标均存在差异：株高范围为7.9～3.4 cm，高于6 cm的有3个品种，低于4 cm的2个品种，5个品种为4～6 cm；30 d试管苗均有5片以上展开叶片数，最高的龙薯9号超过10片叶，其他品种除166有9.5片叶外，差异不大；对试管苗主根数分析表明，大部分品种平均根数为3～4个，主根数最多的品种166超过了5根，最低的秦薯8号和豫薯13不到3个；品种之间的差异最终表现在扩繁率上，龙薯9号和166扩繁率最高，分别达到910%和840%，平均1棵苗可以扩繁9.1棵和8.4棵继代苗，比扩繁率最低的秦薯8号高2倍多。其他品种中广薯87扩繁率630%，500%～600%的有4个品种。

结果表明大部分品种扩繁率能够达到500%以上，扩繁率和主根数和叶片数的相关性比较大，与株高之间对应关系较弱。因为根的数量直接关系到营养的吸收，影响植株生长的快慢；而株高和节间的长短成反相关。

表2 不同甘薯品种脱毒苗扩繁特性

不同甘薯品种驯化成活率图

（三）不同试管苗驯化特性分析

通过脱毒快繁得到的试管苗只有顺利移栽到田间才能应用于生产。虽然甘薯茎段扦插极易成活，但是试管苗生长的环境与大田自然条件相差较大，因此试管苗必须顺利通过驯化才能保证田间移栽成活率。不同甘薯品种试管苗驯化成活率结果见图1，可以看出10个品种成活率差别不大，均在93%以上，其中166、龙薯9号、86-21和广薯87超过95%，徐薯22、商薯19、豫薯13和德红较低。

不同甘薯品种虽然驯化成活率差别不是很大，但生长状态出现明显差异。成活率较高的4个品种表现返苗时间段，6～10 d基本上可以健壮生长；成活率较低的品种基本上都表现返苗时间长，叶子变黄脱落严重，生长缓慢，苗子瘦弱，需要14 d或更长的时间才能恢复正常生长。因此，在生产上驯化试管苗除了保证合适的温湿条件外，还要注意驯化时间的长短。

三、结论与讨论

对甘薯进行茎尖脱毒是目前国内外防治甘薯病毒病最有效的方法，脱毒后的甘薯改善了品种的光和性能和养分运输与分配系统，可以提高甘薯产量30%～60%。已有研究表明，甘薯茎尖脱毒效果和切取茎尖的大小与激素配比密切相关。一方面，切取茎尖大小与茎尖培养难易成正相关，与获得无毒苗的比率呈显著负相关，越接近茎尖顶端的分生组织带病毒越少，也越难培养，以分生组织带1～2个叶原基或切取茎尖的长度不大于0.5 mm效果较好。另一方面，培养基及外源激素的种类与浓度对调节甘薯茎尖分生组织生长起着重要的作用，以添加0.5～1.0 mg/L 6-BA 和 0.05～0.2 mg/L NAA的MS培养基诱导培养效果最好。但甘薯不同品种茎尖分生组织的内源激素水平可能存在差异，导致不同品种之间诱导率存在差异。在本试验中，严格控制切取茎尖的大小，切取分生组织小于0.3 mm，仅带1个叶原基，10个品种在添加1.0 mg/L 6-BA和0.2 mg/L NAA的MS培养基上均培养出了脱毒苗，9个品种的成苗率在30%以上，最高的达到67.4%，基本上能够满足生产上的需求。品种德红的成苗率极低，需要进一步研究调节外源激素浓度配比，打破品种内源激素间的平衡，使芽的分化和生长达到最佳点，提高茎尖脱毒成苗率。