甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产技术体系的创建

李军利，胡晓强，陈 曦，吴家静，李 政，李江伟，朱 坤

（新乡市农业科学院，河南 新乡 453000）

甘薯原产于南美洲，传入我国已有400 多年历史。现我国甘薯年种植面积近460 万hm2，占世界甘薯种植面积的50%以上，鲜薯总产量1 亿t，占世界总产量的80%以上［1］。甘薯是无性繁殖作物，主要通过茎蔓、薯块进行繁殖，在栽培过程中茎叶容易受到蚜虫、飞虱等传播病毒害虫的叮咬而感染病毒，一旦感染病毒，病毒通过营养传导系统进入薯块，通过多年连续种植，使得薯块携带病毒量和种类逐渐增多，严重影响我国甘薯产量和质量，我国每年因甘薯病毒病造成的损失高达40 亿元［2］。

目前，全世界报道的甘薯病毒共有30 多种，我国已报道的甘薯病毒有20 多种，对甘薯生产影响较大的主要有马铃薯Y 病毒、甘薯双生病毒和甘薯褪绿矮化病毒等［1］。甘薯地上部病毒病症状主要有叶斑、花叶、卷叶、叶片皱缩和叶片黄化等类型，以叶斑类型为主，如紫色羽状斑、紫斑、黄斑等。薯块上的症状以黑褐色或黄褐色龟裂纹为主［3］。鉴于国内迄今尚未育出高抗病毒病的甘薯品种，也无防治甘薯病毒病的高效农药，推广应用脱毒甘薯苗是目前防治甘薯病毒病、提高甘薯产量和品质的唯一有效方法［4］。传统良种繁育体系功能弱化，种薯（苗）退化、老化严重，在完善原有技术的基础上，提出一套实用的甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产技术体系，为甘薯脱毒苗的生产奠定基础。

1 现有甘薯种（薯）苗繁育体系

1.1 常规甘薯脱毒种薯（苗）生产体系

常规甘薯脱毒种薯（苗）生产体系：脱毒试管苗切段微繁，经瓶装培养23 d 后，将驯化、健壮的试管苗（2~3 叶节）移至遮光网室，试管苗移植15 d 后生根成活，移出网室在自然条件下炼苗2~3 d 后即可在育苗地种植繁苗，种苗按照甘薯大田种植技术要求，隔离种植或增加网室设备用于繁殖生产种薯，种薯贮藏，留种第2 年用薯块育苗，一般可连续留种2 a，第3 年由于病毒再侵染，要进行更新换代［5‑6］。

1.2 甘薯脱毒微型薯育苗技术

甘薯脱毒微型薯育苗技术：春季移栽1 株脱毒试管苗，3—9 月在隔离保护设施内经过5 代脱毒苗扩繁至3 000 株，9 月在基质内或大田中高密度短生育期（70 d）栽培，可收获9 000 个约10 g 大小的脱毒微型薯，次年春季采用微型薯双行稀播育苗，每个微型薯可育成种苗20~30 株，5—6 月移栽至大田［7‑8］。

2 甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产技术体系的创建及具体生产流程

2.1 甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产技术体系的创建

甘薯脱毒试管苗直繁种苗技术体系主要包括茎尖脱毒培养、脱毒试管苗继代扩繁、日光温室扩繁、防虫网塑料大棚扩繁及大田扩繁等5 个环节。其中，茎尖脱毒培养和病毒检测需要一定的仪器设备和试验条件，一般在农业科研院所进行；脱毒试管苗继代扩繁、日光温室扩繁需要专业的无菌操作和育苗技术，由龙头企业专业技术人员进行；防虫网塑料大棚扩繁、大田扩繁主要由种薯（苗）企业、合作社或种植大户完成。

2.1.1 茎尖脱毒培养 甘薯块茎长出新芽后，切下顶端约2 cm 的芽段，剪去已展开的叶片，于烧杯中用无菌水浸泡、洗涤，用75%酒精消毒30 s，无菌水洗涤1次，再用1%NaClO 消毒10 min，无菌水洗涤3~4 次，浸泡，备用。剥离茎尖生长点0.5~1.0 mm，转接至添加0.2 mg/L NAA（萘乙酸）+0.5 mg/L 6-BA（6-苄氨基嘌呤）+0.2 mg/L IAA（吲哚乙酸）的MS 培养基中，培养45~60 d。当再生小苗长至2 cm 以上时，从基部切下，无菌水冲洗，转移至不添加生长调节物质的MS 培养基中进行生根培养。

2.1.2 脱毒试管苗继代扩繁 经过病毒检测后，按照无菌操作要求，在无菌接种室内，将5~7 叶的幼苗按1叶1 节切段，移入装有1/2 MS 无激素培养基的培养瓶中，于温度25 ℃、16 h 黑暗/8 h 黑暗、相对湿度80%条件下培养，30 d 左右长成5~7 片叶的成苗。通过不断切段继代培养，繁殖系数为5n，在一定时间内大量繁殖脱毒试管苗。

2.1.3 日光温室扩繁

2.1.3.1 试管苗炼苗、移栽 将一定数量的脱毒试管苗移至温室大棚中，适应1~2 d 后，拧松培养瓶无菌过滤盖继续适应2 d，打开培养瓶无菌过滤盖，培养瓶中喷淋适量清水，防止瓶苗枯萎，继续炼苗2 d。待脱毒试管苗室温下炼苗5~6 d 后，用清水冲洗掉试管苗根部琼脂，剪去多余根系，移栽到4×8 育苗穴盘中，温度控制在22~35 ℃，正常日光照射，培养10 d，此时穴盘苗根系旺盛，生长健壮。

2.1.3.2 营养钵日光温室扩繁 将生长健壮的穴盘苗移栽至11 cm×10 cm 营养钵中，通过控制日光温室保温被的掀/盖控制温度在15~30 ℃，正常日光照射，待顶芽长至10~15 cm 时，剪去顶芽2 叶节进行扦插，移栽至育苗穴盘中，以苗繁苗。为加快营养钵中种苗的营养生长，可通过每3 d 喷施1 次含全氮（N）20%、水溶性磷（P2O5）20%、水溶性钾（K2O）20%、微量元素0.2%~3%的大量元素水溶肥，促进茎叶生长。

河南省冬季气温最低可至-15 ℃，此时日光温室可通过夜间加盖保温被、温室内覆第2 层或第3 层保温膜进行保温，日间掀开保温被，通过日照增温，控制温度不低于12 ℃。

2.1.4 防虫网塑料大棚扩繁 甘薯脱毒种苗在日光温室内扩繁、越冬后，待春季气温回升，在增设孔径0.25 mm 防虫网的塑料大棚内移栽扩繁。在塑料大棚内制作垄距1.0 m 的苗床（采苗圃），株距10 cm，单垄双行，铺设滴灌带，覆黑膜扦插。一般1 hm2的采苗圃可扦插种苗15 万~20 万株。当苗高10~15 cm 时，剪苗进行再次扦插，以苗繁苗。

2.1.5 大田扩繁 选择土壤透气、肥沃，上年未种植甘薯的地块，进行甘薯大田苗的扩繁生产。剪取塑料大棚内的脱毒种苗茎尖15~20 cm，进行黑色地膜覆盖扦插，铺设滴灌带，一般每1 hm2可扦插种苗75 000 株。同时做好大田蚜虫、飞虱等刺吸式口器害虫的防治，及时拔除大田中疑似病毒感染的种苗。

2.2 河南省甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产流程

河南省甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产模式如图1。4—5 月根据气候及市场特点，选择适宜当地栽培的甘薯品种，开展脱毒试管苗母株病毒检测，确定无毒株系。5—9 月进行脱毒实验室室内试管苗继代扩繁，1 株试管苗可扩繁54，即625 株。9—12 月进行试管苗日光温室扩繁，此时气温较高，种苗2 d 可生根定植，15 d 即可剪苗一次，以苗繁苗，1 株种苗可扩繁26，即64 株。12 月—次年3 月气温相对较低，管理以保温、促进健壮为主。3—6 月，气温回升，进行塑料大棚扩繁，1 hm2的采苗圃扦插种苗20 万株，可扩繁300 万株，用于大田生产及扩繁。5—7 月，大田种植的春薯即可剪一次苗作为夏薯种苗，且不影响春薯生产。按照此甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产流程，1 株试管苗可实现供应10 hm2甘薯生产用脱毒种苗。

图1 河南省甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产流程

3 甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产技术体系与常规薯块育苗技术体系的比较

与常规薯块育苗技术体系相比，甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产技术体系中种苗繁育过程不经历种薯生产环节，繁育周期大大缩短，减少了种苗感染病毒病的风险，提升了种苗质量；试管苗的扩繁完全在室内进行，全年可灵活安排生产，而种薯育苗技术体系受季节限制，繁苗过程受病毒病及其他病虫害侵染风险较大。

4 结论与讨论

甘薯脱毒繁育技术是防治甘薯病毒病最有效的措施。目前，甘薯无病毒种苗主要通过茎尖分生组织的剥离和分化培养获得，许多学者对甘薯脱毒苗的培养条件和方式等已进行了深入的研究，并已应用于生产［9‑14］。王鹏等［13］采用36 ℃高温催芽和茎尖培养（MS+0.2 mg/L NAA+2.0 mg/L 6-BA）相结合的方法，获得甘薯脱毒苗；文彤明等［14］通过切取1 cm 以内的甘薯茎尖，接种到改良MS 培养基［MS+IBA（3-吲哚丁酸）0.1 mg/L+蔗糖30 g/L+琼脂6 g/L，MS 中含有0.05 mg/L 维生素B6和245 mg/L KH2PO4］，研发了不通过愈伤组织培养的甘薯脱毒苗生产技术。但由于甘薯茎尖组织培养基具有基因型选择性［15‑16］，针对不同的主栽甘薯品种的脱毒技术，仍需进一步优化筛选最适培养基。

现有的原原种—原种—良种的三级繁育程序，生产周期长，种苗繁育环节多，从育种家种子到生产用大田苗，要经历至少3 个甘薯生育周期才能完成种苗的生产；随着甘薯病毒病病毒种类的增多和甘薯储藏过程中黑斑病等真菌性病害危害的加重，生育周期长加大了良种繁育过程中感染病毒病等的风险，加上种苗繁育环节多，任何一级繁育环节出现管理失误和漏洞，都将造成整个甘薯良种繁育进程受阻。甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产技术体系中，试管苗继代扩繁阶段，一般在组培实验室进行，感染病毒病的风险概率几乎为零；从进入日光温室育苗至塑料大棚育苗阶段，北方地区处于冬季，没有外界传病昆虫，只需加强大棚内虫害的防治即可有效切断昆虫传播病毒病的途径；该技术体系不经历种薯生产环节，病毒丰度不会逐年积累，减小了甘薯病毒病危害的风险。

甘薯脱毒试管苗直繁种苗生产技术体系中，茎尖脱毒培养试管苗及病毒的检测由农业科研院所科技人员完成，日光温室扩繁由大型种苗企业专业技术人员进行，塑料大棚扩繁、大田扩繁主要由种苗企业、合作社完成，缩短了良种繁育周期，减少了种苗繁育环节，更易于提高良种繁育体系的标准化程度，也更利于加强良种繁育管理，提升种苗质量。