芋脱毒苗快繁技术研究与应用

吴 伟，屈为栋，赵永彬，陈银龙，陈海平，王娇阳

(1.浙江省种子管理总站，浙江 杭州 310020； 2.台州市农业科学研究院，浙江 临海 317000)

芋是世界重要的蔬菜作物之一，中国年种植面积在10万hm2左右[1]。仙居是浙江省芋主产地之一，年栽培面积667 hm2。仙居红芋是当地主栽品种，该品种属中早熟，芋身卵圆形，皮红肉白，口感软糯，深受当地民众喜爱[2]。芋系无性繁殖作物，采用子孙芋进行留种繁殖。长期的无性繁殖会导致品种种性退化，表现为抗性降低、品质退化、产量降低[3-4]。另外，长期无性繁殖留种也会造成芋植株体内病毒积累，种性退化[5]。目前，国内文献报道以芋为寄主的病毒只有芋花叶病毒(DsMV)和黄瓜花叶病毒(CMV)[6]。其中，DsMV分布最广、危害也最大[7]。病毒主要在多年生宿根植物上越冬，通过蚜虫进行传播。在芋种薯生产上应用脱毒种苗可以在一定程度上解决上述问题。因此，在种芋生产上应用脱毒种苗工厂化快繁技术就显得尤为重要。在仙居红芋组培技术完善的条件下，我们通过原产地考察，挑选出符合该品种特征特性的仙居红芋种芋进行前期组织培养，开展工厂化快繁技术研究，并进行大田产量试验比较。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为仙居红芋，系从浙江省薯芋类种质资源圃保存的种质资源中筛选出的优异地方品种，品种分布地点为仙居县埠头镇、白塔镇等地。

1.2 方法

将种芋洗净，置于湿润细沙中38 ℃培养1个月催芽后，取其种薯表面饱满的顶芽或侧芽作为外植体。外植体用75%乙醇浸泡30 s，后用0.1%升汞灭菌8 min，最后用无菌水冲洗6～8次，接种至诱导培养基培养。该培养基配方为MS+6-BA 2.0 mg·L-1，培养条件为(25±1)℃，每天光照12 h，光强2 000 lx。

1.2.1 无菌苗增殖

将外植体培养的不定苗分割成单株，转接到12种增殖培养基上。每种培养基接种30瓶，每瓶4个，每10瓶为一次重复。各培养基琼脂为3.5 g·L-1，蔗糖30 g·L-1，pH值5.8，基础培养基为MS。培养20 d后对接种情况进行考查。

1.2.2 种芋生根

切取1～2 cm高的无菌苗，接种到18种生根培养基内，每种培养基接种30瓶，每瓶4个，每10瓶为一次重复。培养15 d后测量无菌苗的根数及长度。各培养基琼脂为3.5 g·L-1，蔗糖30 g·L-1，pH值5.8，基础培养基为1/2MS。

1.2.3 试管苗移栽管理

组培苗根长2～4 cm，苗高6～8 cm时进行炼苗，先拧松瓶盖炼苗2 d，再揭盖炼苗3～4 d。取出小苗用清水将根部琼脂冲洗干净后移植到穴盘中，穴盘中的基质由泥炭、蛭石按1∶1混合配制。用0.1 mol·L-1HCl或NaOH将基质的pH值分别调整为4.5、5.5、6.5、7.5等4个处理，对组培苗生根情况进行比较。

1.2.4 脱毒种芋生产比较

用脱毒种芋一代、二代、三代分别种植进行产量比较试验。试验于2014—2016年在仙居县埠头镇进行。采用露地起垄栽培，3月上旬播种或移栽，株行距40 cm×100 cm，田间管理按当地习惯。10月中旬采收，测量子孙芋产量，并采用DPS 7.05软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 无菌苗增殖

表1结果表明，不同增殖培养基的增殖效果有所差异，当NAA浓度为0.2 mg·L-1时，6-BA的增殖倍数低于TDZ的增殖倍数，前者增殖倍数为2.2～2.4倍，而后者为2.6～3.0倍。但当NAA浓度为0.4 mg·L-1时，6-BA的增殖效果高于TDZ的增殖效果，前者增殖倍数3.0～3.7倍，而后者2.2～2.8倍。但从整体看，TDZ对不定芽的增殖能力不如6-BA。在本试验的培养基组合中，含有3.0 mg·L-16-BA和0.4 mg·L-1NAA的增殖培养基对芋头不定芽增殖率最高，达3.7倍。

表1 不同增殖培养基对芋不定芽增殖的影响

2.2 种芋生根

由表2可知，仙居红芋不定芽生根对培养基的要求不严格，在添加各种浓度NAA的生根培养基上生根率普遍较高，其中以1/2MS+NAA 0.2 mg·L-1生根培养基效果较好，平均每株产生的不定根数最多，每株不定根为11.8条。不定芽在接入5 d后就从茎的基部产生白色突起，并开始生根，15 d后长出许多健壮的根，形成完整植株。

表2 不同生根培养基对种芋生根的影响

2.3 试管苗移栽管理

将生根的试管苗移栽到不同pH值的培养基上，移栽后适当遮荫，保持基质湿润，每天清水喷雾1～2次，试管苗移栽1周后调查结果(表3)表明，pH值为4.5时成活率较低，为86.1%，且长势差，植株叶色深绿，有“小老苗”表征。而pH值5.5时成活率虽然100%，但长势一般，生长量低。pH值为6.5～7.5时，成活率及长势均表现较好，叶色绿，生长量较大。因此，在幼苗移栽时应选择中性基质。

表3 不同基质pH值对试管苗成活的影响

2.4 产量

由表4可以看出，不同世代脱毒苗对产量有极显著差异。第一代脱毒苗单株芋数量较多，但单芋重量较未脱毒的低。二代脱毒苗无论在单株芋数量还是单芋重量上均优于未脱毒对照，进而在产量上表现出显著优势，增产幅度达26.4%。三代脱毒苗优势逐渐下降，增产幅度仅为13.1%。另外考查发现，脱毒苗二代生产的商品芋个头均匀，外观好看，商品性高。二代脱毒种芋在仙居县芋主产区进行示范推广，示范面积3.3 hm2，结果比农户常规留种产量增产25%左右。

表4 不同代数脱毒苗对芋产量的影响

3 小结与讨论

芋组织培养研究已有诸多报道,但鲜见产业化应用。本研究以仙居红芋初代诱导苗为外植体，开展了工厂化快繁技术研究。试验表明，以MS+6-BA 3.0 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1为增殖培养基，1/2MS+NAA 0.2 mg·L-1为生根培养基效果好，且芋生根苗在中性土壤中移栽比较适宜。

大田试验结果表明，脱毒种芋与未脱毒种芋对照相比具有增产作用，且达到极显著差异水平。以二代种芋增产效果及商品性较好，增产率达26.4%。因此，一代种芋做原种进行繁殖，二代种芋用于大田生产最好，三代脱毒种芋相对于未脱毒种芋，也具有推广价值。

另外，统计增殖和生根2个培养阶段的时间，一个继代周期可以控制在35 d左右。而一般认为，一个继代周期为1个月至1个半月比较理想[8]。因此，为满足实际生产需求，一般在1月上旬开始增殖、生根培养，2月中下旬炼苗，即可在3月初提供初代苗用以繁育原种。一代种芋繁殖圃应保证3年内没有种过薯芋类作物，有条件的采用防虫网棚保护种植，清除田间、路边杂草，减少寄生源，用1 000～1 500倍液的速灭菊酯、氧化乐果等药剂喷洒，以杜绝虫害传染病毒。