优质食用紫薯南紫薯008脱毒繁育体系的构建

2021-03-30黄迎冬刘莉莎周全卢

安徽农学通报 2021年5期

关键词：甘薯

黄迎冬刘莉莎周全卢

摘要：甘薯病毒病是造成甘薯品种退化的主要原因，经种薯繁育代代累积，最终会导致绝收。以优质食用型紫薯品种南紫薯008为试验材料，进行了甘薯组培脱毒苗繁育体系的研究。结果表明：利用茎尖脱毒后的茎尖分生组织在含2mg/L 2，4-D的MS培养基中诱导胚性愈伤组织，建立胚性细胞悬浮培养系，经分化和再生，以提高扩繁率。将胚型细胞悬浮培养系建立的脱毒方式与水培快繁技术相结合，建立起一套完善的脱毒种薯种苗繁育体系，为四川丘陵地区脱毒种薯繁育提供了技术支持。

关键词：甘薯;脱毒;水培快繁;繁育体系

中图分类号 S531文献标识码 A文章编号 1007-7731（2021）05-0016-03

Abstract： Sweet potato virus disease is the main reason for the degradation of sweet potato varieties， and it accumulates from generation to generation through seed potato breeding， which may eventually lead to no harvest. In this study， Nanzishu 008 which is a high-quality edible purple potato variety， was used as the material to study the sweet potato tissue culture virus-free seedling breeding system. The results showed that the stem apex meristem after the detoxification of the stem apex was used to induce embryogenic callus in MS medium containing 2mg/L 2，4-D， and the embryogenic cell suspension culture line was established， afterward differentiation and regeneration. It can greatly increase the propagation rate. This combination of the detoxification method established by the embryonic cell suspension culture system and the hydroponic rapid propagation technology establishes a complete detoxification seed potato seedling breeding system. It provides a theoretical basis for formulating virus-free seed potato cultivation procedures in Sichuan hilly areas.

Key words：Sweet potato; Detoxification; Rapid hydroponic propagation; Breeding system

甘薯是一種富含类胡萝卜素、花青素、维生素、糖类等多种营养物质的块茎作物，具有抗癌、抗衰老等保健作用。但甘薯病毒病的发生导致中国大部分地区甘薯减产严重，且品质大幅度下降。由此，国内外许多学者在脱毒技术上进行了研究，如陈玉霞等将带1～2个叶原基的茎尖置于含0.5mg/L 6-BA、0.1mg/L NAA、4%蔗糖、6.5g/L琼脂的MS培养基中，成苗率为31.2%～100%[1]。赵雨佳等研究了不同消毒方法、不同茎尖大小以及不同浓度生长调节剂对茎尖脱毒和成苗效果的影响[2]。余成章采用33～35℃的高温预培养植株2～5mm茎尖作为外植体进行组织培养，提高了成苗率和脱毒效果[3]。崔志钢等对秦薯4号变温处理后进行微茎尖剥离，筛选出最适诱导再生植株的培养基，即有6-BA 0.5mg/L和0.1mg/L NAA的MS培养基[4]。尚佑芬等研究发现，切取的茎尖分生组织带1～2个叶原基的脱毒效果较好，且添加适量的病毒钝化剂可提高脱毒率[5]。

水培快繁技术相比组培快繁，成本低，操作简单，在马铃薯、绿萝、墨兰、观音莲等植物上研究较多[6-10]，但是在甘薯上却极少被报道。目前，随着脱毒技术和栽培技术的快速发展，脱毒甘薯在我国甘薯生产中越来越普遍。近年来，为满足现代消费者和种植产业的多种需求，西南地区的脱毒甘薯发展较为迅速，但因茎尖脱毒技术的限制，只能从外地购买脱毒种苗，极大地限制了本区域的甘薯发展。

南紫薯008是南充市农业科学院于2001年以日本紫薯为母本的集团杂交选育出来的优质食用紫薯品种，也是四川省审定的第一个食用紫薯品种，其审定号为川审薯2008003。2005—2006年参加省区试验，2007年进行大区生产试验和示范，2008年通过四川省作物品种审定委员会审定。本研究采用茎尖分生组织建立胚性细胞悬浮培养系，扩大增殖率，同时结合水培快繁技术，实现了甘薯从脱毒苗生产到快繁，最终到脱毒种薯生产的目标，从而大大地缩短了脱毒苗生产时间，提高了甘薯的商品性，增加了种植户收益。

1 品种特性

南紫薯008[11]是中熟、长蔓食用型、加工型、叶菜型兼用紫色甘薯品种，蔓长1.3～1.5m，茎基部分枝数3～4个，顶叶紫红色，成熟叶绿色，心脏形，叶片大小中等，叶脉绿色，柄基绿色，蔓绿带褐色、蔓粗中等、蔓长中等，蔓茸毛少，株型匍匐，无自然开花习性;薯块长纺锤形，皮色紫，肉色紫，薯皮光滑，外观商品性极佳。烘干率23.86%，淀粉率13.84%。可溶性总糖为7.95%，粗蛋白0.722%，维生素C每100g鲜薯含量为21.4mg，β-胡萝卜素每100g鲜薯中含0.0319mg，花青素每100g鲜薯含量为15.106mg，藤叶粗蛋白含量为1.38%。萌芽性好，单薯发苗数13～17苗，幼苗生长势强;结薯整齐集中，易于收获，单株结薯数2～3个，大中薯率69.08%;熟食品质优，抗黑斑病，耐旱、耐瘠性较强，贮藏性特好。

2005—2006年省区试汇总结果鲜薯单产21096kg/hm2，藤叶单产30411.45kg/hm2。2007年在四川省不同生态区生产试验，平均鲜薯单产19411.8kg/hm2，藤叶单产33753.6kg/hm2。

2 脱毒苗繁育技术体系

根据国家行业标准《NY/T 1200-2006甘薯脱毒种薯》，脱毒甘薯的生产过程一般分为以下3个环节[12]：第1环节是脱毒苗繁育，包含优良品种选择、茎尖脱毒培养、茎尖苗病毒检测、脱毒试管苗快繁，其中甘薯脱毒技术是一重要环节;第2环节是原原种生产;第3环节是原种及良种繁育。

2.1 选择优良品种脱毒前的单株选择原则是健康、壮苗，至少10株经过株系选后的优质株苗，一般选择5～7个节间的苗尖，置于实验室内培养5～7d，选择新长的3～4个茎节的芽苗进行茎尖脱毒。

2.2 建立胚性细胞悬浮培养系[13] 剪取新长的带茎尖的芽段3～4个节，在加有吐温20的清水中浸泡5～8min，清洗3～4次后，用自来水冲洗30min，除去表面的杂质。置于无菌操作台上，先经75%酒精浸泡30s，经无菌水冲洗3～4次，然后用0.1%的氯化汞消毒7～8min，再次经无菌水冲洗3～4次。在解剖镜下，将消毒好的芽段剥去顶芽或腋芽上较大的幼叶，切取茎尖顶端分生组织大约0.1～0.2mm随机接种在含2mg/L 2，4-D的MS培养基上，待出现愈伤后，挑取胚性愈伤于MS液体培养基中37℃震荡培养箱中培养，14d后将胚性愈伤挑出置于1mg/L 6-BA的MS培养基中，待茎尖膨大变绿后转入普通的MS培养基上，培养成茎尖试管苗[14]。经试验研究发现，适当延长悬浮培养周数，可使扩增效率达到1000%，而且植株的再生率可达100%。图1为南紫薯008胚性愈伤组织的悬浮培养情况，图2为南紫薯008植株的再生过程。

2.3 茎尖苗病毒检测脱毒茎尖苗是经过病毒检测确定其不带病毒的试管苗。常见的检测方法有血清法、分子生物学检测法和指示植物嫁接法等，但多用改进的班酶联免疫吸附法来检测脱毒效果[15]。经酶联免疫试剂盒检测发现，通过建立胚性细胞悬浮培养系得到的植株脱毒率高达94.32%。将检测不带病毒留下的试管苗按照株系标记，并进行大量繁殖得到了脱毒株系。

2.4 优良脱毒株系筛选经过脱毒得到的茎尖苗株系间通常含有变异株系、病株，并且在形态和产量上差异较大，因此必须进行优良株系的筛选。将每系10株脱毒苗经练苗后栽种在无菌土中，以带病毒的同品种植株为对照，对形态、长势、产量等方面进行综合评价，选出优良的脱毒株系。

2.5 水培快繁水培快繁是一种利用营养液代替土培达到快速繁育薯苗或者花卉等的扩繁技术，通常在马铃薯上运用较多，在甘薯快繁技术上很少被报道[16]。选取长至10cm左右的已脱毒的南紫薯008试管苗，先取下试管膜置于室内练苗1～2d，然后洗去培养基，去除须根和基部老叶，只保留2～3片叶子。将处理后的甘薯苗扦插在有孔的泡沫板上，置于水培苗床，确保脱毒苗下部1cm左右浸于液面下，上盖透明塑料膜保濕。以MS培养液为基础，改良形成了甘薯脱毒苗水培快繁营养液专用配方MA。以化学纯NH4NO3、KNO3、Ca（NO3）2、KH2PO4和MgSO4·7H2O分别按照1.268、1.795、0.492、0.17、0.37g/L配置成10倍大量元素母液，以MS配方的铁盐及微量元素各100倍及1000倍母液备用[17]。研究发现，MA营养液培养下甘薯苗的根粗而壮、发根快。培养14d后对定植的脱毒苗进行打顶，1苗可繁殖1苗，培养14d后对10～15cm的尖节苗进行剪切，打破顶端优势，继续培养下侧枝开始生长，MA培养下每苗可繁殖2.31苗，较MS培养增加51.97%，培养28d增幅可达到44.91%。

2.6 原原种繁育原原种生产的基地要求严格，必须是3年以上未种植过甘薯的无病原土壤，且1km内无其他甘薯，田块肥力适中，排灌方便。按照垄距80cm，垄高25cm左右，种植密度为90000株/hm2的标准种植脱毒苗，同时注意蚜虫等害虫的防治和水肥的管理，平时多观察脱毒苗的长势情况，一旦出现病毒株，必须及时拔除。适时提早收获，做好窖藏，确保原原种的种薯质量。

2.7 原种及良种繁育选择原原种生产基地周边田块作为原种繁育基地。将原原种薯在原种繁育基地殡种，所得的原原种苗仍然按照原原种生产的标准种植，收获得到的即为原种。原种苗在普通大田条件下生产获得良种，可作为脱毒种薯销售给种植户。

3 脱毒种薯繁育体系的推广

根据四川省甘薯种植现状，以南充市农业科学院甘薯所为中心，重点开展优良品种脱毒和脱毒苗水培快繁研究，选择与西充县、安岳县、射洪县等地的优秀种植户合作，为其提供脱毒试管苗或原原种苗。目前，西充县已开始温室大棚的建设，预计1年后可投入使用，为良种育苗和原原种生产提供条件，同时带动周边农户的发展，增加农民收入，为脱贫攻坚助力。

参考文献

[1]陈玉霞，邱建辉，张朝臣，等.甘薯茎尖脱毒培养技术研究[J].安徽农业科学，2016，44（13）：135-137，219.

[2]赵雨佳，黄振霖，欧建龙，等.高淀粉甘薯茎尖脱毒与组培技术研究[J].南方农业，2012，6（004）：82-84.

[3]余成章.甘薯茎尖脱毒和试管快繁研究[J].园艺与种苗，2002，22（2）：85-86.

[4]崔志钢，王琨，顾昌华，等.秦4甘薯的微茎尖脱毒快繁研究[J].价值工程，2014（16）：328-329.

[5]尚佑芬，杨崇良.茎尖大小及病毒钝化剂对甘薯脱毒效果的影响[J].山东农业科学，1996（004）：33-34.

[6]黄敏，冯焱，何建，等.紫色马铃薯脱毒苗水培快繁技术研究初报[J].南方农业，2015，009（022）：86-88.

[7]陈佳丽，张红，刘思家，等.绿萝的组培水培快繁技术研究[J].德州学院学报，2019，035（006）：30-33.

[8]陈家吉，沈艳芬，高剑华，等.温室马铃薯水培苗（薯）生产标准化技术操作规程研究[C]//马铃薯产业与健康消费（2019）.2019.

[9]赵雷，张继兰.观音莲（Herba monachosori Henryi）水培生根研究[J].安徽农业科学，2012，00（12）：7209-7211.

[10]高彬，章玉平.水培墨兰诱导生根试验初报[J].南方农业学报，2014，45（009）：1632-1635.

[11]何素兰，李育明，刘莉莎，等.甘薯新品种南紫薯008的选育与应用[C]//长江流域甘薯产业发展技术研讨会.中国作物学会，2013.