草莓茎尖脱毒繁育体系研究进展
2021-01-05马秀明缪军王俊峰韩伟孙杨
马秀明 缪军 王俊峰 韩伟 孙杨
摘要 草莓茎尖脱毒技术能够从生产上解决草莓因长期无性繁殖,易受到多种病毒的侵染,从而导致植株长势变弱、果实品质劣化、产量下降等品种退化现象。从草莓茎尖消毒、茎尖选取、培养基的筛选、多种脱毒方式结合、病毒检测、驯化移栽、种苗繁育等方面综述了草莓茎尖脱毒繁育体系的研究进展,以期为草莓茎尖脱毒繁育体系的建立提供参考。
关键词 草莓;茎尖脱毒;种苗繁育
中图分类号 S668.4 文献标识码 A
文章编号 0517-6611(2021)24-0018-06
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2021.24.004
Research Progress on Stem Apex Detoxification and Breeding System of Strawberry
MA Xiu-ming,MIAO Jun,WANG Jun-feng et al (Institute of Vegetables,Shandong Academy of Agricultural Sciences,Shandong Provincial Key Laboratory of Vegetable Biology,Shandong Branch of National Center for Vegetable Improvement,Jinan,Shandong 250100)
Abstract The technology of stem apex detoxification of strawberry can solve problems that finally results in the weakening of plant growth,deterioration of fruit quality and decline of yield,which due to long-term asexual reproduction that easily infected by a variety of viruses.This paper summarized the research progress on stem apex detoxification and breeding system of strawberry from the disinfection of stem apex,selection of stem apex,screening of culture medium,virus detection,combination of multiple detoxification methods,domestication and transplanting,seedling breeding and other aspects,in order to provide reference for the establishment of stem apex detoxification and breeding system of strawberry.
Key words Strawberry;Stem apex detoxification;Seedling breeding
基金項目 2021年度山东省农业科学院农业科技创新工程(CXGC2021A28)。
作者简介 马秀明(1991—),男,山东齐河人,研究实习员,硕士,从事草莓脱毒组培快繁研究。*通信作者,韩伟,副研究员,硕士,从事草莓资源管理研究;孙杨,助理研究员,硕士,从事草莓病害研究。
收稿日期 2021-05-13
草莓(Fragaia x ananassa Duch.)为蔷薇科(Rosaceae) 草莓属(Fragaria)多年生草本植物,口感极佳,营养丰富,素有“水果皇后”的美誉[1]。近年,草莓栽培面积、产业规模呈扩大趋势,据联合国粮农组织(FAO)统计[2],2018年,我国的草莓种植面积和产量均居世界首位,分别为11.11万hm2和296.43万t,占世界草莓总种植面积和产量的29.8%和35.6%。随着现代都市农业和休闲采摘的迅速升温,人们对草莓品质的要求也越来越高[3]。但是,传统的分株繁殖和匍匐茎繁殖的育苗方式会导致草莓因连作和长期无性繁殖而积累病毒,从而使植株出现生长势减弱、植株矮化、叶片变小、心叶黄化、畸形果多、果实变小、产量降低、品质变劣等诸多品种退化现象,从而降低其经济价值和商品价值,严重时可引起毁灭性灾害,给草莓栽培者带来巨大损失[4-5]。目前,我国草莓种植中有 4种常见的病毒病害,分别是草莓镶脉病毒(Strawberry vein banding virus,SVBV) 、草莓斑驳病毒(Strawberry mottle virus,SMoV) 、草毒皱缩病毒 ( Strawberry crinkle virus,SCV) 和草莓轻型黄边病毒 ( Strawberry mild yellow edge virus,SMYEV)。露地常规繁殖的草莓种苗病毒感染率为每年20%~30%,导致产量降低20%~50%[6-8]。病毒病已经发展成为草莓主要病害之一,但目前仍没有特效药剂或有效的田间管理方法进行防治解决[9]。有些种植户会盲目用药,不仅起不到消除病毒的作用,反而会对草莓的品
质产生不良效果,严重影响鲜食采摘,甚至会对草莓产业的进一步发展产生巨大影响,因此,根除草莓常见病毒和其他病原菌对草莓产业发展至关重要。通过组织培养方法进行草莓脱毒,已经成为目前恢复草莓种性和维持优良性状的最有效途径。通过脱毒处理的草莓苗,具有长势旺盛、根系发达、抗病性强、植株整齐一致、产量和品质显著提高的优势,还能缩短育种繁殖周期,提高繁殖能力和繁殖系数,且培育不受季节性的影响,易于规模化生产[10-15]。根据组织培养选取的外植体不同,分为茎尖培养、叶片培养、叶柄培养、花药培养、原生质体培养及胚培养[16-21]。综合来看,草莓茎尖培养脱毒效果最好,培养的植株生长势良好,是目前大规模生产培育草莓脱毒苗最广泛、最有效的途径[22]。近年来,国内外关于草莓茎尖脱毒组培的研究报道较多,但缺乏整个草莓茎尖脱毒繁育体系的比较和总结。笔者从草莓匍匐茎消毒处理、茎尖选取、培养基筛选、病毒检测、多种脱毒方式结合脱毒、驯化移栽、种苗繁育等方面综述了草莓茎尖脱毒繁育体系的研究进展,以期为草莓茎尖脱毒繁育体系的建立提供参考。
1 茎尖消毒
草莓茎尖脱毒体系中用于对匍匐茎茎尖进行消毒的试剂种类、浓度及消毒时间的合理组合,不仅能够降低污染率和褐化率,而且还能提高脱毒苗的成活率,成为草莓茎尖脱毒体系最初的重要环节。陈英等[23]研究发现,采用 75% 乙醇浸泡 30 s、0.1% HgCl2消毒 5 min 可以有效地将匍匐茎污染率控制在3.2%以下。李晓亮等[13]研究了 HgCl2浓度及其消毒时间对“鬼怒甘”草莓茎尖组织培养的影响,发现同一HgCl2浓度处理下,消毒时间越久,茎尖污染率越低,但死亡率增加,最佳的消毒处理是0.20% HgCl2 8~11 min。姚思杨
等[24]研究了灭菌时间对“红颜”茎尖的污染率及成活率的影响,结果表明75%乙醇消毒 30 s、0.1% HgCl2 消毒 7 min,成活率可达 91.10%,同样取得了很好的灭菌效果。HgCl2是剧毒化学药品,会给环境造成较大污染,因此其他安全有效的消毒剂也被研究应用。连朋等[25]研究发现用 10% NaClO对“香野”草莓外植体消毒 5 min 可达到最好的消毒效果,成活率最高为64.44%。张黎凤等[26]选用3%的H2O2对“红颜”草莓匍匐茎茎尖消毒10 min,可使其污染率降至23.2%。消毒时间的长短也会直接影响外植体成活率和污染率,通常随着消毒时间的延长污染率呈下降趋势,但会导致外植体褐化率的升高,致使成活率下降,因此应选择适宜的消毒时间中和成活率和污染率。李慧[27]研究发现将“红颜”草莓茎尖在0.1% HgCl2 +3滴吐温-80溶液中浸泡 5 min时,消毒组合效果最好。和秀云等[28]提出了用0.1% HgCl2对“托特目”草莓茎尖进行表面消毒时,12 min时最佳,存活率达 87.5%。庄莹[29]以法兰地草莓匍匐茎尖为试材,研究了不同消毒时间对草莓出芽率的影响,结果表明经过两次消毒的外植体,出芽率越高,受到病毒感染的影响越小。
2 茎尖选取
草莓茎尖脱毒是利用解剖镜在无菌操作台上切取草莓茎尖生长点接种于最佳诱导培养基上,进行离体培养获得草莓无毒苗的一种方法。茎尖培养脱毒效果与茎尖的大小密切相关,草莓茎尖分生组织是其细胞生长、分裂最为旺盛的组织,该部位没有维管束,而病毒只能从胞间连丝传递,速度低于细胞分裂和生长速度,使得分生区域内生长点带病毒的数量极少。因此,利用這个部位来进行组织培养就可以有效地脱去病毒,获得健康无病毒种苗。一般来说,在草莓茎尖分生组织1.0 mm 的范围内病毒含量已经极低,但通常为了取得更好的脱毒效果,在保证成活率的前提下要尽量切取较小的茎尖。聂园军等[30]发现接种0.3~1.0 mm的草莓茎尖都可以诱导出苗,当茎尖点在0.8~1.0 mm 时,成活率高达93.3%,但脱毒率仅有60.7%。晁慧娟等[31]的研究表明,接种1.0 mm 的茎尖萌发率为 62%,而接种 0.2 mm 的茎尖的萌发率仅为 6.0%。杨波等[16]取0.4 mm的“京藏香”草莓茎尖进行诱导培养,检测后发现,SMoV和SMYEV脱除率为100%,SVBV的脱除率为82%。邓渊[32]研究了茎尖大小对两种草莓的脱毒效果,切除草莓茎尖为 0.3 mm 长度时,“红颜”和“阿苏的小雪”草莓完全脱毒,长度>0.5 mm时则无法保证完全脱毒。何欢乐等[33]研究发现,大小为0.2、0.5和1.0 mm的“丰香”草莓茎尖成活率分别为100%、90%和72%,可见剥取的茎尖大小对草莓的脱毒率有直接影响。李慧[27]发现若“红颜”草莓茎尖太小,其分化能力就差,分化苗生长也较慢,认为带有最后一对幼叶而无顶端下组织、大小在0.35 mm 左右的茎尖是最适宜的分离培养材料。金真等[34]研究发现茎尖大小对存活率存在显著影响,研究发现茎尖≤0.2 mm 的成活率仅为 20.0%,茎尖 0.2~0.4 mm的成活率为 62.5%,茎尖≥0.4 mm的成活率达 75.0%。
3 培养基筛选
3.1 诱导培养基筛选
诱导培养是草莓茎尖脱毒培养的第一步,也是决定草莓脱毒是否成功最关键的一步。对草莓匍匐茎尖进行严格的灭菌处理后切取适宜大小的茎尖接种到适宜的诱导培养基上,在合适的环境下培养一段时间,即可萌发出丛生芽。诱导外植体萌发的过程中发现,选择合适的培养基以及添加适量的激素也是影响外植体萌发的关键因素。大多数草莓脱毒体系的培养基均使用MS培养基[35],而外源激素常见的有6-苄氨基嘌呤(6-BA)、萘乙酸(NAA)、二氯苯氧乙酸(2,4-D)、吲哚丁酸(IBA) 等。激素的种类、配比不同对茎尖诱导萌发的影响具有显著性差异,一般来说,细胞分裂素浓度高于生长素浓度容易诱导产生新芽,适宜诱导培养[36]。穆廷云[37]研究发现,6-BA对“红颊”草莓茎尖的成活与生长有重要意义,但浓度不宜过高,否则会抑制茎尖的分化;而添加 IBA 后,茎尖成活率和苗高反而降低,最佳诱导培养基为 MS+6-BA 1.0 mg/L;但张建盈等[38]研究发现,“白雪公主”草莓最适宜的诱导培养基为MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA+蔗糖20 g/L+琼脂5.5 g/L,诱导率达82%以上,这可能与草莓品种存在差异有关。王禹等[39]以“童子一号”草莓的茎尖为外植体,研究了适宜的草莓茎尖生长培养基为MS+1.0 mg/L 6-BA+0.2~0.5 mg/L NAA。于非[12]认为“章姬”和“红颜”草莓的最佳诱导培养基为 MS+0.7 mg/L 6-BA+0.05 mg/L NAA,萌发率分别达到 88% 和 90%。罗静静等[40]研究发现MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA的组合是“妙香7号”草莓茎尖不定芽萌发的最佳培养基。张黎凤等[26]研究发现,NAA 所占比例越大,褐化数会逐渐增多,6-BA 和 NAA 有一定的比例,才能促使芽增长,筛选诱导培养基为 MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L。王馨等[41]研究了不同浓度 NAA 和 2,4-D 对“丹莓 1 号”草莓茎尖不定芽诱导的影响,研究发现在各自最佳浓度状态下,添加2,4-D后的茎尖诱导率可达92%,比NAA高10个百分点,最终选择MS +1.0 mg/L 2,4-D,诱导率为92%。其他激素如激动素(KT)、赤霉素(GA3)、噻苯隆(TDZ)在茎尖诱导培养基中也有应用。连朋等[25]研究了不同激素处理对“香野”草莓茎尖诱导分化的影响,发现在 MS 培养基中添加1.0 mg/L TDZ和0.1 mg/L NAA,可以诱导分化率高达67.78%。王玮玮等[42]研究发现激素、活性炭对“红颜”草莓茎尖诱导影响显著, MS+6-BA 0.5 mg/L+GA3 0.1 mg/L+KT 0.1 mg/L+IBA 0.2 mg/L+活性炭1.0 g/L 为最佳诱导培养基,能够降低褐变率,促进萌发。
3.2 增殖培养基筛选
草莓匍匐茎茎尖接种于诱导培养基生长一段时间后,分化产生丛生芽,但此时诱导培养基内的营养物质已经不足以支持丛生芽的生长,同时丛生芽会产生一些代谢产物,对丛生芽的生长产生负作用,此时需要增殖继代培养将这些组织转移到新的增殖培养基上,以达到大量繁殖的目的。在增殖培养过程中,植物生长调节剂仍是影响外植体扩繁系数的关键因素。在对蔷薇科草莓属的增殖培养研究中发现,影响茎尖增殖的主要细胞分裂素是6-BA和TDZ,生长素是NAA、2,4-D和IBA[43-44]。甘文娴[45]在研究不同激素浓度对“石莓7号”增殖培养的影响时发现,添加6-BA 0.5 mg/L和IBA 0.15 mg/L有利于草莓组培苗增殖,增殖倍数高达4倍;而赵艳华等[46]则选择MS+BA 0.5 mg/L+IAA 0.05 mg/L 为增殖培养基,其增殖系数较高,为3.5。翟婷婷等[47-48]综合增殖系数与苗高2种因素,发现最适宜“甜查理”“丰香”2个草莓品种的增殖培养基分别为MS+0.3 mg/L 6 -BA+ 0.5 mg/L NAA,增殖系數达到4.09,苗高达到2.5 cm。MS+0.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,增殖系数达到4.50,苗高达到1.63 cm。陈英等[23]采用MS+0.2 mg/L 6-BA+0.05 mg/L IBA+3%糖+0.6%卡拉胶+中苗期+每块 3 个芽的切割方式,可以使“红颜”草莓达到6.25的最佳增殖系数。金真等[34]综合增殖系数与增殖苗的品质等多重因素获得适合“章姬”草莓增殖培养的培养基为MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L+蔗糖30 g/L,增殖系数为3.8。苗徐静[49]
在优化贵州主栽草莓品种“章姬”和“红颜”草莓的离体快繁技术体系时研究发现,二者的最佳增殖培养基为:MS+0.5 mg/L BA+ 0.1 mg/L IBA+30 g/L 蔗糖+ 7 g/L 琼脂,pH(5.8~6.0),增殖系数分别为4.9和1.9。利爽等[50]对适宜“赤颜”草莓增殖的细胞分裂素进行研究,发现在MS培养基(附加NAA 0.04 mg/L)添加BA 1.2 mg/L,其增殖系数高达12.4。Cappelletti 等[51]认为当TDZ 0.5 mg/L与2,4-D 0.02 mg/L 配合使用时能够有效提高“Calypso”草莓的增殖效率同时抑制茎的伸长生长。由此可以看出不同品种的草莓增殖其所适宜的激素种类和浓度不尽相同。
3.3 生根培养基筛选
当增殖培养通过多次继代增殖后,外植体会繁殖到一定数量。此时,需将长势健壮的外植体转入生根培养基中培养。只有生根培养到一定阶段,脱毒苗生长健壮,株高、生根量充足时才能进行移栽驯化。生根培养过程外植体只生根壮苗,不进行分化增殖,因此在激素选择时仅适用适量的生长素而不适用细胞分裂素。王亚妮等[52]研究发现不同IBA浓度对脱毒草莓苗生根有显著差异,当 IBA 浓度为 0.3 mg/L 时,草莓苗生根最好,根多且粗壮。潘忠强等[53]发现 NAA 对于生根数的影响比 BA 更加明显,而NAA的最适浓度为 0.3 mg/L。于红梅等[54]以“宁丰”草莓组培初代苗为试材,研究了其生根培养基的最佳配比,发现生根培养基以添加 0.05 mg/L NAA 或0.3 mg/L IBA 的 1/2MS 培养基较为理想,平均生根数在 15 条以上。艾尚杰等[55]发现在 1/2MS+0.1 mg/L IBA+0.2 mg/L NAA的生根培养基中,“梦”草莓根系生长良好,生根率达 100%,生根数达 12.8。此外,活性炭浓度和是否添加矮壮素也对脱毒草莓苗的生根有一定影响。胡婷婷等[56]研究发现添加0.5 g/L的活性炭对“贝吉佳”草莓的生根效果最好,根粗壮、须根最多,生根率可达 100% 。关清文等[57]认为1/2MS +0.5 mg/L IBA+30 g/L蔗糖+0.1 g/L活性炭的培养基是“赤颜”草莓组培苗的最佳生根培养基。桑乃军[58]研究发现在“红艳”草莓生根培养基中添加0.04 mg/L 的矮壮素,其茎粗、不定根条数和SOD活性分别比对照高出18.5%、7.01%和35.3%,移栽成活率高达91.7%。
4 多种脱毒方式结合
草莓茎尖脱毒可在一定程度上“去病毒”,但取决于切取茎尖的大小,茎尖过大,成活率高,脱毒率低;反之,脱毒率高,成活率低。虽然茎尖培养是获得脱毒苗的最有效手段,但存在易污染、效率低等问题,探索更高效、便捷的脱毒方法势在必行。以茎尖脱毒培养为基础,结合多种脱毒方法可以在切取相对较大的茎尖时,同时保证成活率和脱毒率,大大提高脱毒苗的生产效率。高遐虹等[59]采用二次茎尖脱毒,4种病毒的脱除率达100%。何欢乐等[33]采用改良茎尖培养脱毒法,即二次培养脱毒法,脱毒率高达100%,但成活率仅为26.67%。赵海红[60]采用热处理和二次茎尖培养相结合的方法,可使成苗率和脱毒率分别达60.33%和 80.58%,且成本较低。刘健等[61]发现经40~42 ℃水浴处理匍匐茎后再剥取茎尖,脱毒率可达100%,但综合成活率考虑,用40 ℃处理最佳。陈婕等[62]在茎尖脱毒组培的基础上研究发现热处理结合 25 μg/mL病毒醚的化学处理,可显著降低组培苗的株高,增加根数、根长和增殖系数,移栽成活率高达 94%。盛宏亚等[63]以携带SMoV的“红颜”草莓为材料,通过对玻璃化超低温脱毒技术进行优化,建立了适合“红颜”茎尖玻璃化超低温脱毒体系。罗娅等[64]以感染4种病毒的“红颜”草莓茎尖为试材,优化了超低温疗法中茎尖长度以及关键程序,建立起完善的草莓超低温疗法脱毒技术体系,茎尖存活率为68.89%,脱毒率为100%。窦炎丹[65]以“白雪公主”草莓茎尖为试材,对超低温处理体系进行优化完善,成活率高达36.12%。聂园军等[30]认为组培苗再生匍匐茎茎尖培养法在相同茎尖长度时,脱毒率和生存率比直接茎尖培养、热处理结合茎尖培养更高,且茎尖长度为0.8~1.0 mm时,其存活率和成活率高达到93.3%和96.4%。
5 病毒检测
通过茎尖脱毒获得的草莓苗一般在增殖阶段前进行病毒检测,经检测鉴定不含指定病毒时,才进行性增殖扩繁。草莓病毒的检测是草莓脱毒种苗繁育体系中的关键技术之一,建立快速、准确的草莓病毒检测体系具有十分重要的意义[66]。草莓病毒检测主要有指示植物检测法、电镜检测法、血清学检测法和分子生物学检测法,但前三者存在诸多局限性[67]。分子生物学检测法以核酸分子杂交为基础,因其灵敏度高、特异性强、快速、简便等特点成为当前病毒检测最主要方法,尤其 RT-PCR和多重 RT-PCR在草莓病毒鉴定方面应用极其广泛[68]。杨波[69]建立了3种病毒的多重 RT-PCR检测体系,其检测结果与单一RT-PCR一致。陈晓军等[70]用 RT-PCR 建 立 了 能 同 时 对SMoV、SVBV、SCV 和 SMYEV 进行检测的方法。朱海生等[71]对多重 RT-PCR 引物浓度进行调整,同时优化了反应条件和参数,最终建立多重 RT-PCR 检测方法,实现 4 种病毒的同时快速检测,并且具有良好的特异性和敏感性。王运生等[72]用RT-PCR 对SMoV、SMYEV、SVBV、SCV 和黄瓜花叶病毒(cucumbermosaic virus,CMV)5种草莓病毒进行检测,发现SVBV 普遍发生,而 SCV 则很少检测到。韩晓玉[73]根据已获得的5种草莓病毒的序列,设计特异性引物,通过摸索退火温度和时间,建立了5种草莓病毒的多重PCR扩增体系,扩增长度分别为SVBV 816 bp、SMoV 620 bp、SMYEV 444 bp、草莓白化病毒(strawberry pallidosis-associated virus,SPaV) 276 bp和草莓坏死休克病毒(strawberry necrotic shock virus,SNSV) 134 bp。Bartsch 等[74]以冷冻草莓为材料,建立了检测 GII 型诺如病毒的RT-PCR 体系。
6 驯化移栽
草莓脱毒苗是在恒温、高湿、无菌的培养基中生长出来的,对外界环境适应性差,直接移栽成活率不高,需要在温室或大棚进行过渡,以适应外界生长环境。因此,适当的操作对脱毒苗的驯化移栽起着重要作用。基质是脱毒苗出甁后驯化移栽这一过渡阶段的重要载体,优质适宜的栽培基质是保证幼苗健壮成长的基础。张东辉[75]研究发现4种不同草莓品种在由草炭和珍珠岩组成的混合基质中成活率均为最高,都在90%以上。于红梅等[54]研究发现,在蛭石作为“宁丰”草莓组培苗移栽驯化基质的固定成分的条件下,降低泥炭体积比例可提高移栽成活率,选用驯化基质体积配比泥炭∶珍珠岩∶蛭石为 3∶2∶1移栽成活率达100%,平均叶柄长和新生叶片数都表现较好,分别达1.97 cm、2.22片。胡婷婷等[56]研究了6种不同材料和配比的移栽基质对成活率的影响,研究表明,虽然各种基质上的苗均可以正常开花结果、正常抽生匍匐,但珍珠岩∶蛭石 = 1∶1的基质组合中,“贝吉佳”草莓成活率明显高于腐殖土和沙子的基质组合,成活率最高可达 98.1%。曹彩红等[76]研究了以草炭、蛭石、珍珠岩和商品基质为原材料的6种不同基质配比对草莓脱毒苗驯化移栽的影响,试验结果表明,与对照(草炭∶蛭石∶珍珠岩=2∶1∶1)相比,在基质(草炭∶蛭石=2∶1)生长的草莓,其各项指标均优于对照及其他基质类型。王馨等[41]的研究表明,基质(苗圃土∶蛭石∶珍珠岩=1∶2∶1) 为“丹莓1號”草莓组培苗最佳移栽基质,同时发现,生长于消毒处理过的移栽基质中,草莓的生长状态要优于生长于未经消毒处理的移栽基质中的草莓,成活率也显著增高。姚思杨等[24]研究发现草炭土比园土更适宜草莓组培苗生长,适量增加草炭土在基质中的占比,更适于植株生长,得出最佳栽培基质为:V(草炭土)∶V(蛭石)∶V(珍珠岩)=2∶1∶1,组培苗成活率可达 100%,且植株生长健壮。邓渊[32]改良了草莓组培苗的驯化方法,洗去根部培养基后,将组培苗定植于装满基质的萌发盒中,随着时间推移逐步降低湿度,3 d后打开萌发盒上盖继续光照培养,14 d后进行温室移栽,成活率可达100%。
7 种苗繁育
草莓脱毒苗经移栽驯化后要进行种苗繁育,以通过无性繁殖产生大量匍匐茎,从而获得生产苗。通过建立优良的无病毒原种苗保存圃和无病毒生产苗繁育圃的,同时进行适当管理,可以提高种苗繁殖系数、降低病虫害风险、提高收益。为减少直接在组培瓶内进行增殖而造成的后代变异,可采用40目的网室进行脱毒一代苗和生产苗的繁育增殖及病虫害防治,同时也能降低生产风险,提高经济效益[77]。张恒[78]用蛭石+IBA溶液作为草莓大苗沙盘生根培养基,利用保鲜膜对沙盘进行保湿,可保障草莓继代培养的大苗在沙盘里生根,将该技术应用于草莓脱毒苗的扩繁,可节约大量成本。邹小花等[79]研究表明“红颜”脱毒苗在单层 X 支架式立架栽培下生长势较单层单列式立架栽培模式下株高、冠径和单株匍匐茎数目分别增加了 6.10 cm、2.48 cm 与 2.77 条;常规地垄式栽培比立架栽培植株生长势和繁苗率高,株高、平均冠径及单株匍匐茎数较立架栽培分别高5.48 cm、5.47 cm 和 3.60 条;但采用常规栽培方式促生匍匐茎繁苗,需特别防范病虫危害,匍匐茎直接接触地表很容易受病虫影响而减产。左丽娟等[80]研究发现氮肥对草莓脱毒种苗繁育量的影响最大,磷肥其次,钾肥最小;当氮磷钾配施为N 180 kg/hm2、P2O5 150 kg/hm2和 K2O 150 kg/hm2能获得最高的产量和效益,给玉溪地区草莓脱毒种苗繁育施肥提供了理论依据。陆玉英等[14]总结了“甜查理”草莓脱毒苗在广西南宁的引种表现及配套栽培术,解决了该地区草莓定植期高温容易造成幼苗被灼伤及植株生长后期的低温阴雨潮湿天气造成烂果及植株病害等问题。王禹[81]从材料选择、组培苗培养驯化管理、田间定植及管理、病虫害防治等方面阐述了黑龙江草莓脱毒种苗繁育技术,解决了草莓生产中田间无性繁殖造成的种性退化。钱长根等[82]就传统草莓茎尖脱毒技术所存在的问题进行了研究,摸索出了一套草莓根尖脱毒组培快繁及规模化生产技术,该方法具有操作简便、效率高、消毒易彻底、组培苗污染率低、繁殖速度快等优点。田宗轩等[83]阐明了草莓脱毒苗的两段繁育技术体系,即原原种苗—原原种苗的驯化在脱毒组培中心进行,原种苗、良种苗繁殖在高山露地良种苗圃进行。
8 其他
除上述因素外,培养基组分、培养环境及添加剂等因素也是影响草莓脱毒苗成活及降低玻璃化率、褐化率及畸形苗率的重要因子。姚思杨[84]研究表明,相较于WPM及B5培养基, MS 培养基更适于“红颜”草莓不定芽的诱导分化。利爽[85]在“JS”草莓增殖试验中发现蔗糖是草莓增殖的最佳碳源,最佳浓度为 30 g/L。甘文娴[45]研究发现草莓继代时间为 30~60 d 时草莓增殖状态均良好,60 d 时增殖系数最大。值得注意的是外源激素的浓度不易过高,适当降低外源激素浓度会使组培苗生长势良好,畸形苗和玻璃化苗减少[86],并且激素浓度过高会产生高变异率[87]。胡颖[88]研究表明,在一定范围内,封口膜越是透气玻璃化苗越少;琼脂浓度越大玻璃化苗越少,一般8 g/L最佳;适当降低6-BA 、铵根离子浓度及瓶内湿度能减少玻璃化苗。付崇毅等[89]研究表明,采用300 mg/L的 VC 溶液预浸泡12 min后,在培养基中添加 1.5 g/L 抗氧化剂PVP对草莓茎尖褐化的发生抑制效果最好,茎尖愈伤组织萌发率达到 100%。
9 小结与展望
自繁自育的栽培模式仍是我国草莓栽培的主要方式,长期无性繁殖和多年连续栽培而未进行种苗脱毒,造成种苗病毒病高发,影响草莓产量和品质。随着草莓茎尖脱毒体系的建立,草莓的种性恢复、种苗繁育、栽培管理及产量品质都有了长足的进步,草莓脱毒苗的组培快繁及应用成为防治草莓病毒病的根本对策。但是,草莓茎尖脱毒体系仍存在诸多问题需要解决:①剥离茎尖难度大,操作易被污染,玻璃化、易褐化等问题依然存在,诱导分化成苗所需时间较长,工作效率低;②RT-PCR病毒检测操作步骤烦琐,不适宜大规模工厂化脱毒苗检测;③草莓脱毒苗生产成本高,普通种植户较难承受,推广应用率较低。
今后,草莓茎尖脱毒体系的研究发展应侧重于以下几个方面:①进一步完善多种脱毒方式相结合的脱毒体系,解决茎尖大小与成活率和脱毒率之间的矛盾;②改进甚至革新检测方法,建立草莓病毒标准化检测体系,运用新技术以提高检测的准确性和可重复性,简化检测步骤;③探索操作环节简单、符合生产实际且节能环保高效的繁育体系,降低技术及生产成本。
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