马铃薯脱毒种薯快繁技术研究

王蔚杰，赵 娜，尚登翔，王发东，赵世霞，李 蔚

（金昌市农艺研究院，甘肃金昌 737100）

引言

随着马铃薯主粮化战略的推进，马铃薯种植面积日益增加。然而，在马铃薯生产中，病毒病的普遍发生导致马铃薯产量降低和商品性状退化，这种状况随着种植年限的增加逐年加重，严重制约着马铃薯产业的持续、健康发展。马铃薯脱毒种薯的繁育和推广可以从根本上抑制病毒病的发生和蔓延，是马铃薯产业发展的重要保障。脱毒试管苗的扩繁是脱毒种薯繁育的一个重要环节，培养基是脱毒试管苗生产的基础[1-5]。脱毒马铃薯原原种也叫微型薯，是脱毒试管苗在隔离条件下生产的种子，虽然个头小，但是纯度高，是繁育优良马铃薯的种子，其繁育应用广泛的栽培方式是无土基质栽培。研究发现蛭石、珍珠岩、草炭等混合配制的基质栽培可使马铃薯原原种总产量、商品薯产量较纯土壤种植均显著提高[6-9]。虽然国内外学者对马铃薯脱毒或快繁技术进行了大量研究，但对河西区域马铃薯脱毒种薯快繁技术优化研究较少，尚需进一步研究。因此，本研究通过比较不同培养基配比，筛选出最佳诱导和快繁培养基；通过比较不同基质配比，筛选出最佳栽培基质，为马铃薯脱毒种薯快繁提供技术支撑，同时促进本地区马铃薯产业高质量发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

将马铃薯品种“希森6号”置于室温催芽，待芽长至约3cm时，切取长约1cm的茎芽用作外植体材料。

1.2 试验方法

试验于2021年1月开始在金昌植物园组繁中心植物组织培养实验室、玻璃连栋温室、日光温室中进行。试验地位于北纬30°04′-31°58′、东经101°13′-102°19′，属于大陆性温带干旱气候，年均气温9.2℃，最高温23.7℃，最低温-6.2℃，年均日照2981.6h，无霜期141d，年均降水量139.8mm。

1.2.1 消毒处理

使用0.1%升汞对用作外植体材料的马铃薯茎芽浸泡8 min进行消毒，再用75%乙醇消毒30s 后，用无菌水冲洗6次。然后在解剖镜下剥离带1-2个叶原基约0.3mm长的茎尖用作外植体。

1.2.2 茎尖诱导

将消毒后的马铃薯外植体接种在诱导分化的培养基上进行茎尖分化培养。培养基pH值5.5-5.8，培养温度为（22±1）℃，光照度2500Lx，光照时间每天16小时。以不加激素的MS培养基（MS+蔗糖（30g/L）+琼脂（7g/L））为对照（CK），分别设置6-BA三个浓度（1.0mg/L，2.0mg/L，3.0mg/L），GA3三个浓度（0.1mg/L，0.2mg/L，0.5mg/L），NAA三个浓度（0.05mg/L，0.2mg/L，0.5mg/L）等27个不同茎尖诱导培养基处理，见表1。

表1 马铃薯茎尖诱导培养基不同配比

1.2.3 组培苗快繁

将诱导获得的脱毒小苗剪成带单个腋芽的茎段，接种在扩繁生根培养基上进行快繁。培养基pH值5.5-5.8，培养温度为（22±1）℃，光照度2500Lx，光照时间每天16小时。以不加激素的MS培养基（MS+蔗糖（30g/L）+琼脂（7g/L））为对照（CK），分别设置MS和1/2MS，琼脂（7g/L）和卡拉胶（2.5g/L），NAA四个浓度（0.0mg/L，0.5mg/L，1.0mg/L，1.5mg/L），蔗糖（30g/L）不改变等16个不同快繁培养基处理，见表2。

表2 马铃薯快繁培养基不同配比

1.2.4 组培苗炼苗移栽

在组培室中半开瓶盖炼苗1天，从组培室取出来，在夜间最低温度不能低于6℃的环境下，打开瓶盖，炼苗1-2天。炼苗后移栽时，需要把苗子上的培养基洗干净（最好用温水洗培养基，动作轻柔避免伤根，尽可能把培养基洗净，洗不干净容易滋生细菌）。然后用多菌灵（800倍液）进行杀菌，生根粉（400mg/L）进行蘸根，再定植在基质里。

1.2.5 脱毒种薯繁育

基质选用蛭石、泥炭土、珍珠岩，随机区组设计，共计7种基质配方（见表3），以100%泥炭土处理为试验对照，各处理基质体积相同。移栽前施均衡性复合肥200g/m2，将基质和肥料混合后浇透水，用塑料膜覆盖2-3天以增温。釆用试管苗扦插方式，株行距8*10cm，小区面积为0.5m2，每个处理3次重复。移栽15d后统计移栽成活率。成熟收获时，记录小区产量和结薯数，统计商品率。

表3 不同栽培基质配比

2 结果与分析

2.1 不同马铃薯茎尖诱导培养基筛选

不同马铃薯茎尖诱导培养基处理下分化的愈伤组织成苗率在60.00%-86.67%，27个试验处理的分生组织成苗率均高于对照CK的成苗率，成苗率较高的试验处理如表4所示，处理14号的成苗率最高为86.67%，处理16和17的次之，为80%，比对照CK 的成苗率高出20%以上。主要是诱导培养基中6-BA、GA3、NAA等植物激素及生长调节物质促进茎尖分化产生更多愈伤组织及促进分生组织的生长成苗，而且6-BA、GA3、NAA配比越合理的培养基诱导分化能力越强。由此表明，处理14号的表现最好，即马铃薯外植体在MS+蔗糖（30g/L）+琼脂（7g/L）+6-BA 2mg/L+GA30.2mg/L+NAA 0.2mg/L培养基上进行茎尖诱导培养的效果最好。

表4 不同茎尖诱导培养基对组培苗成苗的影响

2.2 不同马铃薯快繁培养基筛选

16个不同快繁培养基上的组培苗生根较多、叶片浓绿、植株生长较好的8个处理如表5所示，这8个处理的试管苗的生根率、株高、茎粗、叶片数、茎叶鲜重、茎叶干重均大于对照CK的，均值分别为92.33%、10.99cm、0.94mm、12.28个、125.45mg、8.77mg，其中，处理5号的生根率、株高、茎粗、叶片数、茎叶鲜干重最大，好于其他处理。原因是MS比1/2MS能提供足够的营养元素、铁盐、有机物。卡拉胶比起琼脂更容易凝固，而且成本较低。生长调节剂NAA可以促使不容易生根的植物生长，而马铃薯植株生根能力比较强，NAA的存在反而抑制了其生长。因此，处理5号的组培苗生长最好，即表明马铃薯脱毒苗在MS+卡拉胶2.5g/L+蔗糖30g/L的培养基上快繁效果最好。

表5 不同快繁培养基配比对马铃薯脱毒组培苗的影响

2.3 不同马铃薯脱毒种薯栽培基质筛选

由表6可以看出，不同栽培基质处理的组培苗的成活率和脱毒种薯的单粒重、单株粒数、单株产量、商品率的大小均表现为D1＞D3＞D5＞D2＞D6＞D4＞CK，其中，D1处理的均最大，对照CK的最小。马铃薯脱毒微型薯的单株产量7个处理中D1的最大为85.45g，分别比D3、D5、D2、D6、D4和CK处理增加了15.54g、20.50g、27.24g、31.95g、38.12g、44.81g，增产效果明显。因马铃薯微型薯的繁育对栽培基质的主要要求是疏松性和透气性，疏松透气性较好的基质有利于脱毒马铃薯试管苗定植成活及脱毒种薯的结薯。处理D1的综合表现最好，可能是由于蛭石基质松软透气，有利于根系生长，成活率较高，促进营养吸收，植株生长健壮且利于匍匐茎生长和块茎膨大，增产效果好，商品率高。因此，处理D1的种薯性状最好，即表明脱毒组培苗移栽于蛭石基质里繁育种薯最佳。

表6 不同栽培基质配比对马铃薯脱毒种薯的影响

3 结论与讨论

马铃薯外植体接种在MS（不含琼脂和蔗糖）+蔗糖（30g/L）+琼脂（7g/L）+6-BA 2mg/L+GA30.2mg/L+NAA 0.2mg/L的培养基上进行茎尖分化培养效果最好，在扩繁生根培养基MS（不含琼脂和蔗糖）+卡拉胶2.5g/L+蔗糖30g/L上进行快速繁殖最佳，脱毒组培苗移栽在蛭石基质里生长发育表现最好。

27个不同诱导培养基处理的分生组织成苗率均高于对照CK，其中处理14的成苗率最高，比对照CK 高出20%以上。原因是植物激素及生长调节物质6-BA、GA3、NAA等促进茎尖分化产生更多愈伤组织及促使分生组织的生长成苗，同时6-BA、GA3、NAA配比越合理的培养基诱导分化能力越强。这与范继红等[10]的研究有相似之处。16个不同快繁培养基处理的试管苗的生根率、株高、茎粗、叶片数、茎叶鲜干重均大于对照，其中处理5的生根率、株高、茎粗、叶片数、茎叶鲜干重最大，好于其他处理。主要是MS比1/2MS能提供足够的营养元素、铁盐、有机物；卡拉胶比琼脂更容易凝固，而且成本较低；生长调节剂NAA可以促使不容易生根的植物生长，而马铃薯植株生根能力比较强，NAA的存在反而抑制了其生长。这跟贾小霞等[11]的研究相类似。6个不同栽培基质处理的组培苗成活率和脱毒种薯的单粒重、单株粒数、单株产量、商品率都大于CK，其中处理D1最大，CK的成活率、单粒重、单株粒数、单株产量、商品率最小。王雪洁等[12]的研究表明疏松性透气性较好的基质有利于马铃薯微型薯的繁育，这与本研究的观点基本一致。处理D1的综合表现最好，可能是由于蛭石更松软透气，有利于根系生长及营养吸收，植株生长健壮且利于结薯，增产效果好，商品率高。

马铃薯脱毒种薯快繁技术要点为：（1）消毒处理：使用0.1%升汞对马铃薯茎芽浸泡8min进行消毒，再用75%乙醇消毒30s后，无菌水冲洗6次。然后在解剖镜下剥离带1-2个叶原基约0.3mm长的茎尖用作外植体。（2）茎尖诱导：将消毒后的外植体接种在 MS（MS+蔗糖（30g/L）+琼脂（7g/L））+6-BA 2mg/L+GA30.2mg/L+NAA 0.2mg/L的培养基上进行茎尖分化培养。培养基pH值5.5-5.8，培养温度为（22±1）℃，光照度2500 Lx，光照时间每天16小时。（3）茎段快繁：将诱导获得的脱毒小苗剪成带单个腋芽的茎段，接种在扩繁生根培养基上，培养基配方MS+卡拉胶2.5g/L+蔗糖30g/L。培养基pH值5.5-5.8，培养温度为（22±1）℃，光照度2500Lx，光照时间每天16小时。生长周期20-25天，植株生长健壮。（4）脱毒种薯繁育：炼苗后以株行距8*10cm将组培苗移栽在10-20cm厚的蛭石基质中，种植深度以保持地上部分留2-3片叶为宜，加强通风、保湿管理，一周后幼苗长出新根，去掉遮阳网，进行科学化管理，繁育脱毒种薯。