甘薯四级种子生产程序应用中存在的问题及其对策分析

王松姣

摘 要 四级种子生产程序是目前推广的一种种子生产程序，分析了无性繁殖四级种子的生产流程，并叙述了四级种子生产程序具有的优势，然后探讨了四级生产程序在甘薯繁种中存在的问题，并提出了相应的对策，对生产有一定的参考价值。

关键词 甘薯；种子；生产程序

中图分类号：S531 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.17.097

1 研究背景

经过多年的种子工作积累，农作物四级种子生产程序，即育种者种子→原原种→原种→良种，于1988年由河南科技大学等几所院校的研究人员共同提出，它基于农作物新品种推广和良种繁育技术而成[1]。四级种子生产程序对自花授粉作物和杂交育种及一些无性繁殖作物中都有一定的应用，在种子的育、繁、推中具有重要的作用，不过也存在一些问题。

甘薯在我国粮食作物中占据着重要的地位，具有多种功能，不仅可以用来喂养家禽，还可以用作工业原料，生产乙醇（酒精）[2]。甘薯的单产比其他作物要高，相关数据显示，其单产量是玉米的2～3倍[3]。据计算，1 400～1450 kg甘薯干就可以生产5 000 kg CH3CH2O（酒精），若将玉米以及小麦作为原材料，生产5 000 kg CH3CH2O（酒精）分别需要1 600 kg和1 650 kg，所以甘薯与我国的粮食以及能源安全息息相关[4]。甘薯不同于种子作物，属于无性繁殖，相对种子作物而言，其用种量大。另外，薯种、薯苗对贮藏、运输条件要求严格，因而对于甘薯的繁殖极其不利，除此之外，甘薯品种多，品种之间差异较大[5]。甘薯进行繁殖时是使用块根繁殖，这种无性繁殖的方式表现出世代与世代之间具有不明显的特点，只能看到品种特性上的差异，加大了繁种过程中的污染和病毒传染的概率。

2 无性繁殖模式四级程序的产生

张万松等相关专家在总结实践经验和理论研究的基础上提出了作物无性繁殖的四级种子生产流程（见图1），但也指出该模式是选取作物品种的根、茎、叶、芽等营养器官进行繁殖生产[6]。四级种子生产应始终围绕原原种圃而实施育种者种子、原原种、原种、良种的生产程序。育种者负责生产育种者种子和原原种，主要做好分株种植、鉴定工作，为保持品种的典型性和纯度提供了强有力的保障。经过四级生产程序而生产出的甘薯具有明显的优势，避免甘薯品种出现混杂退化的情况，使遗传特征稳定地遗传给后代，使良种在生产上的繁殖利用时间得到了延长，帮助实现标准化的种子生产，进一步推进种子产业化进程。

3 四级程序在种子生产中的优点

3.1 操作简单，缩短了种子的生产周期，经济效益好

在繁殖种子时，没有了“选择”“考种”等细枝末节的环节，只需等到其生长旺盛时，将田间杂草以及长势差的甘薯苗拔除即可，用原原种进行播种，一年后收集，就可以顺利得到原种。这种生产原种的方式比原来的生产方式缩短了两年的时间，因而能够有效地节约成本，从另一个角度来说可以获得更多的利润。

3.2 减少种源的用量，能够低世代贮藏、繁殖

无性繁殖可以减少种子的使用量，利用茎蔓进行扦插繁殖，从而可以降低种子的世代，更好地保持品种的特性。

3.3 缩短繁殖代数，延长新品种的使用年限

这种生产种子的方法综合了低温低湿贮藏种子以及短周期世代繁殖，可以有效地使用低世代种子，从而有利于推广优良品种，保持种子高效又稳定生产的优良性状，等同于将种子的使用时间变得更长了。

3.4 确保种性和纯度，实现种子生产的标准化

按照四级种子生产程序获得的种子稳定性好，而不会出现“种出多门”的情况，从而更加符合种子标准化的生产要求，完全开发出了种子的增产潜能。

3.5 有利于相关部门实现“育、繁、推”一体化

原原种的生产与保存是由育种单位负责，各级原（良）种场和县级种子公司发挥人力、基地和设备优势，稳定生产和供应原（良）种。种源管理是由省市（地）种子管理部门负责，除此之外，实施及组织协调新品种试验、示范以及推广，促进整个良种繁育正常运行。这种合作将各方的利益都考虑了进来，根据知识产权保护政策，在供应原原种的过程中，育种单位被允许收取专利费。种子管理部门在管理和协调种源时可以获取部分行政管理费，从而做到了各方优势互补、利益分享、风险共担，“育、繁、推”一体化。

4 四级程序生产甘薯中存在的问题

甘薯属无性繁殖作物，在繁殖过程中易受病毒侵染。1998—2002年，在甘薯的不同生育期对不同地区的甘薯品种进行了病毒调查，看其在繁殖过程是否产生病毒，涉及13个品种，其中河南省甘薯的发病率最高，几乎所有的品种和地块都有或多或少的病菌感染，据估计，中国每年因甘薯病毒病造成的损失高达40亿元。虽然不同品种间的发病机率不尽相同，但完全抗病的品种尚未被发现。

甘薯是无性繁殖，由于营养器官耐贮性差，多为连年连续繁殖，在繁殖过程中，虽然没有天然杂交，但是在育苗、栽插、收获、贮藏等各阶段可能会因品种发芽和病害侵染而出现一定程度的混杂和退化。甘薯引发的病毒可以不断地繁殖与累积，还可能遗传给下一代，从而加重了病毒、病害的程度，大大地降低了甘薯的产量，使品质趋于恶化，对于甘薯的生产是极为不利的。

在甘薯脱毒苗繁殖过程中容易产生污染，主要有细菌污染和真菌污染两种，大多是由于繁种环境不卫生，培养基和培养材料消毒不彻底，操作过程、操作人员或工具引起的感染。

脱毒甘薯培育的不多，品种较单一，无法适应人们对甘薯的多样化需求。截至目前，河南省已经培育出十几个脱毒甘薯品种，这些培育出的品种以老品种居多，但尚未实现对新进的优良品种脱毒，离甘薯生产发展的需求相差甚远。

脱毒甘薯欠缺高质量的标准体系和管理体系，另外，就种薯（苗）繁育和推广技术规程而言，并没有制定统一的标准，脱毒甘薯市场缺乏有序性，随意地引进与繁殖，以次充好等不良现象时有發生。

病毒檢测技术不够完备，尤其是可以供基层单位使用和现场对病毒进行检测的技术。因此，无法实时监控市场上脱毒种薯（苗）的质量，换句话说就是无法保证脱毒薯的增产效果。尽管研究甘薯脱毒仍处于起步阶段，但是甘薯脱毒技术的优势备受关注，一方面能够减少病毒病，另一方面能够提高甘薯的产量。此外，组织培养还没有机械化操作，难以进行脱毒苗工厂化生产试验。

5 对策

茎尖脱毒组织培养技术的兴起推动了甘薯脱毒试管苗扩繁技术的广泛运用。但是，由于甘薯在繁殖过程容易受病毒侵染，从而导致生产试管苗的成本增加了，浪费了大量的繁殖材料，因而如何减少甘薯脱毒苗在快繁过程中出现的污染问题，提高工厂化育苗的效率和效益，对甘薯产业的发展具有重要的意义。

5.1 确保基础苗来源的质量

在扩繁基础薯苗时，需要对转接材料进行严格的检查和挑选，确保基础苗来源的质量。若引进的基础瓶苗来源于外单位，首先进行消毒，消毒时采用浓度为70%的酒精擦拭瓶子，接着将消毒后的瓶子放入接种台或培养室，减少因运输途中不小心带入（外界）灰尘或杂菌，从而降低污染源，确保获得无菌的基础苗。

5.2 培养基进行消毒处理

相关证据显示，造成甘薯脱毒试管苗细菌污染的原因是芽孢杆菌。这种细菌可以耐受高温、高压，抗消毒剂和紫外线等，所以在对甘薯培养基进行灭菌处理时，假如发现灭菌锅压力或者灭菌锅温度没有达到相应的要求，切记将高压灭菌锅中的冷空气全部排除掉，否则将不利于后面的转接试管苗实验。

5.3 使用正确的方法进行接种

使用正确的方法进行接种至关重要，能够有效减少接种过程中出现的问题。接种人员要严格按照标准要

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求，在接种过程中要实行一致的接种方法进行接种，保证所有的行为都符合标准。

5.4 建立育、繁、推一体化体系

建立育种单位—市级农业部门—县级农业部门的育、繁、推一体化体系，实行标准化、产业化生产，为甘薯大规模发展提供充足的种苗。工作人员要重视甘薯进行组培快繁的各个环节：采摘外植体→带回室内消毒→室内培养基的配制、经过灭菌锅灭菌→培养茎尖剥离组织→脱毒苗诞生。种薯的繁育始终离不开这

些环节。

6 结语

基础科学如分子生物学和细胞生物学的发展产生了一些列新的植物脱毒方法，受到广泛运用，比如常用的低温疗法，这些新技术具有许多优势，如操作方便、脱毒率较高等。毫无疑问，植物脱毒技术的不断进步对于脱毒甘薯种业的未来发展具有非常重要的作用。

参考文献：

[1] 陈明灿，覃德华，李友军，等.甘薯细胞工程及应用[J].生物学通报，2008，43（5）：7-9.

[2] 雷加容，余金龙，余敖.甘薯的组织培养[J].甘肃农业大学学报，2006，41（1）：113-115.

[3] 王文静，袁道强，高松洁，等.植物组织培养的应用现状[J].河南师范大学学报：自然科学版，2000，28（3）：17.

[4] 胡彦，赵艳.植物组织培养技术的应用以及在培养过程中存在的问题[J].陕西师范大学学报：自然科学版，2004（32）：130-134.

[5] 王林生，孔祥生.论甘薯四级种子生产程序及繁育供种体系[J].种子，2002（6）：34-36.

[6] 张万松.农作物四级种子生产程序及其应用模式[J].中国农业科学，1997，30（2）：27-33.

（责任编辑：刘昀）