脱毒马铃薯繁种技术及其发展对策
2017-01-14张国志路颖
张国志,路颖
(辽宁省建平县农业技术推广中心,辽宁朝阳 122400)
脱毒马铃薯繁种技术及其发展对策
张国志,路颖
(辽宁省建平县农业技术推广中心,辽宁朝阳 122400)
病毒是引起马铃薯“退化”的主要原因。由于马铃薯是无性繁殖作物,病毒侵染进植株体内后,会逐代传递并积累,最终导致种性退化而大幅度减产。解决这一问题的有效办法,是采用生物技术脱除已侵染到块茎中的病毒,使之恢复原有品种的生长特性。本文简述了这一生产技术,并提出了这项技术的发展对策。
脱毒马铃薯;繁种技术;发展对策
马铃薯营养丰富、生育期短、产量高、经济效益高,全国各地均有种植,是一种深受人们喜爱的经济作物。有学者提出,马铃薯种薯退化的主要原因是病毒病[1],一旦被侵染,病毒就会通过块茎无性繁殖不断累计,并代代相传,使马铃薯终身带毒。受到病毒侵染后的马铃薯产量和品质均大幅下降,危害性较大。据统计,世界每年因病毒病造成的马铃薯减产至少在20%以上,严重时减产达到80%[2]。脱毒种薯,简而言之就是不含病毒的马铃薯,其主要途径是通过技术措施处理清除薯块体内的病毒,获得无病毒或极少有病毒侵染的种薯。脱毒马铃薯有一系列的优点,如易早熟、产量高、品质好等。从这个意义上说,马铃薯的产量和质量与种薯的质量优劣有很大关系。如果种薯品质差,病毒一旦侵入,就会引起马铃薯产生各种病症,使其产量和品质大大下降,因此,务必要在种植之前通过技术措施清除掉种薯薯块内的病毒。我国现已发现的、造成马铃薯退化的病毒有30余种,其中危害较严重的病毒有6种:马铃薯卷叶病毒(PLRV)、马铃薯Y病毒(PVY)、马铃薯X病毒(PVX)、马铃薯A病毒(PVA)、马铃薯S病毒(PVS)及马铃薯纺锤块茎类病毒(PSTVd)[3]。
据报道,马铃薯快繁生产脱毒种薯多是在设施条件下进行的,其操作难度大、技术成本高[4]。并且当前生产脱毒种薯的方法,多数是生产原原种,方法较为单一。而从原原种到商品薯,周期长,感病风险大。本文简要叙述了脱毒马铃薯的繁种技术,提出了该项技术的发展对策,以期能够指导脱毒马铃薯的繁育。
1 马铃薯的脱毒机理
在实际生产过程中,马铃薯易感染多种病毒,如轻型花叶病毒、条斑花叶病毒等等。病毒一旦侵入,就会影响马铃薯的生长发育,具体表现为吸收马铃薯的营养用来培植病毒、促进病毒发育,使马铃薯植株矮小,薯块变小,一般会减产30%~50%,严重的可达80%,个别地块甚至绝产。目前还没有发现一种能够不伤害马铃薯且能杀死病毒的药剂。有学者提出,唯一的解决方法是利用马铃薯茎尖组织来培养种薯,得到健壮植株和脱毒种薯[3]。
茎尖组织培养的优点在于,其细胞分裂速度比病毒的增殖速度快,这种速度之差促成了茎尖组织培养脱出病毒。同时茎尖细胞代谢旺盛,其竞争实力远超病毒,在这种情况下,病毒因为缺乏营养原料而不能繁殖自己。此外,也有学者认为,茎尖分生组织内或培养基内含有某些特殊的营养成分,这些成分能够抑制病毒的增殖,其具体作用机理还有待于进一步的研究。所以利用茎尖组织培养得到马铃薯脱毒种薯的方法是可行的。
2 脱毒马铃薯的增产原因及有效时间
马铃薯脱毒后,其生理代谢活动开始正常化,增产潜力得到恢复。相比于未脱毒的马铃薯,它的增产潜力可提高50%左右,有一些还能够成倍增产。表现为:出苗早2~4d,植株健壮,叶片肥大浓绿,光合效率高,单株结薯数增加50%~70%,单薯重增加50%,根系发达,吸收矿物质营养的能力强,抗高温、干旱的能力较强。也有学者提出,马铃薯脱毒后,种薯的晚疫病发生轻;出苗期、现蕾期及开花期提前,植株的株高、茎粗增加,叶片增大,植株的光合作用增强,最后促成马铃薯的产量增加[4]。
马铃薯品种经脱毒后,虽然产量和品质有所改善,但品种对病毒的抗性并未增加。因此脱毒对防治病毒病害来说仅是一个小的方面。在马铃薯生产和繁种过程中,一定要注意病毒病的感染。一般情况下,大部分脱毒品种的种植有效期为两年四季,在这期间,连续种植产量会保持稳定,但第五季时,病毒会在体内积累,达到较高浓度,此时植株会出现退化症状,脱毒的优势不再明显。因此,在马铃薯生产上,一是,以两年为一周期更换新的脱毒种苗;二是,通过技术措施减少病毒在体内的积累。一般可以通过轮作换茬、土壤消毒等农作措施来减缓脱毒品种的退化进程。
3 马铃薯种薯的脱毒技术
3.1 茎尖剥离方法
将经消毒处理的幼苗材料放在承物台上,在40倍的目镜下左手用镊子夹住植株,右手用解剖针由外向里逐层将植株生长点的小叶片和叶原基剥离掉,最后只保留带一个叶原基的生长点,大小约为0.1~0.2mm。用解剖针把生长点切下,置于培养基上,封严瓶口放于培养室内培养。
3.2 茎尖培养方法
茎尖培养方法可脱去薯块和植株体内的病毒,使其恢复健康而获得高产。这是国内外许多研究单位和生产部门采用的一条重要方法。一般使用MS基本培养基,即每1L添加6-BA 2mg、NAA 0.5mg、甘氨酸2mg、盐酸硫胺素0.4mg、盐酸吡哆素0.5mg、烟酸0.5mg、肌醇100mg、生物素0.05mg。茎尖培养条件是,温度23~25益,光照强度3000~4000Lx,光照时间为每天16h左右。一般经过30~40d的培养可见茎尖的增长,大约3~4个月后就能长成小植株[5]。
3.3 病毒检测
病毒检测的目的是对试管苗进行检测,看是否完全脱除所有病毒。做好马铃薯病毒检测,可以摆脱病毒病对马铃薯产量的影响,确保种薯质量,还可使马铃薯品质得到进一步改善。病毒检测方法有两种:一种是生物学方法,一种是血清学方法。目前血清学方法应用较为普遍。
4 脱毒马铃薯繁种的发展对策
4.1 提高马铃薯脱毒种薯的普及率
有专家分析,目前马铃薯单产较低,最主要的原因是种薯质量不高,脱毒种薯的利用率较低[4]。我国大部分马铃薯产区,种薯还是农民自留、自种的,普遍感染病毒病。病毒病是引起马铃薯品质退化的最主要原因。马铃薯品质退化首先表现为产量下降,我国每年马铃薯产量因此减少三分之一,严重的地方可能还会加倍。所以说,制约马铃薯单产水平的最大瓶颈是种薯质量问题,提高马铃薯脱毒种薯的普及率是提高马铃薯单产量的重中之重。
4.2 选育和推广新品种
选育和推广新品种是进一步加大脱毒马铃薯繁种的重要措施。具体措施为选育和推广抗旱、抗病、优质专用型马铃薯新品种,建立和完善脱毒快繁中心及标准化繁育基地,在满足基层用种需求的同时,开展对外繁种,积极推广新品种,促进脱毒马铃薯的生产。
4.3 制订政策,加大投入
相关部门应从政策、项目、资金等多方面积极扶持,尤其在马铃薯茎尖脱毒及种薯贮藏设施设备方面,在集约化繁种基地建设、新品种推广等方面,以改善制繁种基地的生产条件和技术创新手段,迅速增强种薯的繁育、加工、贮藏能力,着力提高种薯质量,健全和完善试验、示范、生产、加工、仓储、检验等各个环节,促进育、繁、推一体化,争取建设成一座服务于全国的脱毒马铃薯繁种基地。
[1]薛东平.马铃薯产业的现状与发展[J].农技服务,2014,(01): 38-39.
[2]罗其友,刘洋,高明杰,等.中国马铃薯产业现状与前景[J].农业展望,2015,(03):35-40.
[3]姚远.培育壮大马铃薯产业,进一步延伸产业链条[J].吉林农业,2015,(10):92.
[4]蒋先林,杨鲁生,丁云双,等.低纬高原马铃薯脱毒种薯标准化生产技术[J].安徽农业科学,2013,35:13506-13509.
[5]刘卫平.黑龙江省马铃薯脱毒种薯繁育发展现状与对策研究[D].北京:中国农业科学院,2013.
行业动态
研究人员发现果实成熟调控机制
日前,中科院植物所研究员田世平小组的一项研究为解析果实成熟和抗病反应的转录后调控机制提供了依据。相关成果在线发表于《基因组生物学》杂志。
研究人员对液泡加工酶编码基因SlVPE3在番茄果实成熟中的功能进行了研究。通过RNAi技术沉默SlVPE3后,发现番茄果实成熟期明显推迟,且果实对病原菌更敏感,说明SlVPE3在果实成熟和抗病反应中发挥双重作用。
定量蛋白质组学研究显示,SlVPE3影响果实中314个蛋白质的丰度,包括多个参与果实成熟和抗病反应的蛋白质。为进一步鉴定SlVPE3的作用底物,研究人员对SlVPE3的互作蛋白进行了分析,证实一种蛋白酶抑制子与SlVPE3发生相互作用。SlVPE3能够直接加工这种蛋白酶抑制子,而后者沉默后果实抗病性显著降低,显示SlVPE3可能通过激活这种蛋白酶抑制子的方式调节果实抗病性。
果实成熟调控机制研究对提高果实品质、优化贮藏保鲜技术具有很大的指导意义。近年来,有关果实成熟的转录调控已有较多报道,鉴定到多个重要的转录因子,对它们的作用机制也进行了较多研究。然而,人们对果实成熟的转录后调控却知之甚少。
消息来源:中国科学报
Seed Propagation Techniques and Development Strategies of Virus-free Potato
ZHANG Guo-zhi,LU Ying
(Agricultural Technology Extension Center of Jianping County in Liaoning Province,Chaoyang 122400,China)
Virus is the main cause of potato degeneration.Because the potato is a clonal propagation of the virus,the virus into the plant after the bodywill be transmitted by generation and accumulation,eventually result in a variety of degradation and degradation.An effective way to solve this problem is to use biotechnology to remove the virus that has been infected in tubers,so as to restore the growth characteristics of the original varieties.In this paper,the author briefly described the production technology,and put forward the development countermeasure of this technology.
Virus-free potato;seed breeding techniques;development strsategy
S532
A
1008-1038(2017)03-0066-03
2016-10-28
张国志(1971—),男,高级农艺师,主要从事马铃薯脱毒快繁技术研究和推广工作