马铃薯组织培养技术研究进展

高龙梅 吴明阳 刘小英 杨小丽 李益 胡振兴

摘要：马铃薯组织培养技术被广泛应用在马铃薯育种、脱毒快繁等应用研究方面，以及细胞、组织的代谢生理及生化方面的基础理论研究上，具有十分重要的意义。文章对马铃薯组织培养中外植体材料的选择及预处理、愈伤组织的诱导和继代培养、再生植株的诱导三个方面进行了归纳和总结。

关键词：马铃薯;组织培养;外植体;愈伤组织

马铃薯组织培养是指通过无菌操作将马铃薯植株上的器官或组织的片段（外植体）切取下来，接种到培养基上，在人工控制的条件下进行培养，使其产生完整植株的过程，主要包括外植体的选择及预处理、愈伤组织的诱导和继代培养、愈伤组织分化为再生植株等步骤。

1 外植体材料来源及预处理

目前，用于马铃薯组织培养的外植体种类较多，通常根据不同的组织培养用途选择不同的外植体。诱导再生植株，进行马铃薯快繁扩繁通常选用马铃薯茎段、叶片、块茎等组织作为外植体。韩善华等通过对马铃薯幼茎切段、幼芽的培养获得了再生植株，并且指出细胞分裂素6-BA是苗分化不可缺少的调节剂。双宝等通过对叶片、块茎的培养获得了再生植株，并且指出0.5平方厘米大小的叶片诱导植株再生的效果最佳。进行马铃薯脱毒，获得无病毒植株通常选用马铃薯茎尖进行培养。马铃薯茎尖的分生组织含病毒量少或不含病毒，因此能较高效率的获得无病毒的马铃薯植株，从而改善病毒的侵染造成的马铃薯质量退化、产量下降的问题。研究表明带1～2个叶原基的离体茎尖具有较好的脱毒再生效果。马铃薯栽培种大多为同源四倍体，通常选用马铃薯花药、子房等器官进行培养获得其他倍性的马铃薯遗传育种材料。如陶自荣等离体培养未授粉的马铃薯子房获得了双单倍体再生植株。贺苗苗对20个马铃薯资源的花药进行培养，获得了3个品种资源的单倍体再生植株。

由于外植体材料大部分取自田间，附有大量的微生物，在培养基上，微生物的生长远远快于马铃薯外植体的生长，导致植株的生长不良甚至死亡。因此，接种前应对外植体进行表面消毒等预处理，以防止真菌、细菌等微生物的浸染。预处理时，通常先用自来水流水冲洗一定时间，再用消毒剂进行消毒。常用的消毒剂有酒精、升汞、次氯酸钠、过氧化氢、漂白粉、新洁尔灭等。

2 愈伤组织诱导和继代培养

马铃薯愈伤组织的诱导一般在温度为23～25℃，光照时间为12～14小时/天，光照强度为2000～3000勒克斯的条件下进行，影响愈伤组织诱导的关键因素主要有培养基配方的选择和培养过程中褐化的控制等因素。诱导马铃薯愈伤组织的培养基通常为MS培养基添加NAA、2，4-D、IAA、6-BA、ZT、KT等植物生长激素。杨春研究生长素和细胞分裂素在马铃薯愈伤组织分化中的作用表明，MS+1.5毫克/升6-BA+1.0毫克/升NAA+3%蔗糖+0.6%琼脂有利于茎段愈伤组织的生长。杨琼芬等研究马铃薯叶片愈伤组织再生体系表明，马铃薯云薯501愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+6-BA3毫克/升+NAA0.3毫克/升+GA310毫克/升，愈伤诱导率为100%;会-2的愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+6-BA3毫克/升+NAA0.5毫克/升+GA310毫克/升，愈伤诱导率为95.7%。史滟滪等研究表明马铃薯块茎诱导松软型愈伤组织的最佳培养基配方为1/4MS+1.0毫克/升2，4-D+15克/升蔗糖。

诱导的愈伤组织在培养基上生长一段时间后，营养物枯竭，水分散失，产生大量代谢产物，此时需要将其转移到新的培养基上进行继代培养。褐化是马铃薯愈伤组织诱导和继代培养过程中的常见问题，外植体在培养过程中多酚氧化酶被激活，使细胞里的酚类物质氧化成棕褐色的醌类物质，严重影响外植体的生长和继代培养，最终变褐而死亡。通常情况下，通过改善培养条件、加入抗氧化剂的方式来控制褐化。王清等研究表明，温度、PH等培养条件能影响褐变反应中的关键酶多酚氧化酶得活性。龚晓洁研究表明，硫代硫酸钠、活性炭、维生素C、柠檬酸等防褐剂均能较好的减弱马铃薯外植体愈伤组织诱导分化时的褐变现象。

3 再生植株诱导

马铃薯外植体经过离体培养后形成愈伤组织，愈伤组织分化后形成再生植株。通常情况下，通过控制添加植物生长调节剂的种类和浓度来诱导马铃薯愈伤组织的分化形成再生植物。罗源、李娟等研究表明6-BA在马铃薯愈伤组织分化形成再生植株中起主要作用。李凤云等以10个不同品种的马铃薯为供试材料筛选出以茎段为外植体的再生植株诱导的最佳培养基为MS+0.01毫克/升NAA+2毫克/升BA+5毫克/升GA3。王萍等研究了幼葉、茎段、微型薯、种薯的块茎等不同外植体的植株再生时分化率的差异，表明ZT是诱导马铃薯芽分化的理想激素。王丹等研究表明培养基中加入0.2毫克/升ABA能提高马铃薯叶圆片植株再生频率，高浓度ABA（>1毫克/升）抑制再生。