分蘖洋葱脱毒苗和实生苗种性提升比较试验

张爽爽 王健鹂 王剑锋 张悦

(吉林省蔬菜花卉科学研究院，吉林 长春 130033)

分蘖洋葱(A.cepa Aggregatum group)，百合科葱属，以鳞茎或嫩叶为主要产品的二年生草本植物，是洋葱(Allium cepa L.)的一个变种[1]。分蘖洋葱与普通洋葱的区别是植株小、叶片窄，每株可分蘖多个至10多个鳞茎，鳞茎相对小、簇生，干物质含量高，耐储存，耐寒能力强[2-4]。分蘖洋葱主要在我国黑龙江省、吉林省、广东省、湖北省等地区种植生产；国外在印度尼西亚、美国及法国等欧洲国家均有栽培[2，5-7]。

分蘖洋葱在国内外大多数地区很少抽薹开花，主要以小鳞茎进行无性繁殖[1，2]。长期的无性繁殖导致种球感染病毒、种性退化十分严重，生产上常表现为植株矮化、叶片皱缩、抗性差等，农民每年施入大量的叶面肥及植物生长调节剂促进其生长，严重影响分蘖洋葱的产量和品质。目前生产上解决这一问题的主要方法是通过组织培养获得脱毒苗或利用有性繁殖恢复种性，提高植株长势及产量。徐启江等对分蘖洋葱茎尖脱毒技术进行研究，得到无毒的分蘖洋葱试管苗，细胞学观察发现，脱毒试管苗仍保持原材料的遗传稳定性[8]；苏雪娇利用茎尖脱毒技术及微鳞茎盘快繁技术获得大量分蘖洋葱组培苗，并通过田间驯化及栽培获得脱毒苗二代种球，与常规无性繁殖的分蘖洋葱种球相比，脱毒苗二代种球生长快，田间表现好，且产量及品质均优于常规种球[9]；Sumarno等研究发现，使用真种子繁殖的分蘖洋葱可以避免种球繁殖携带病毒的同时，种子繁殖的分蘖洋葱植株更健康、少病，比种球繁殖的分蘖洋葱产量更高[10]；Getachew等对种子繁殖的分蘖洋葱进行研究，通过对比试验发现，种子繁殖的分蘖洋葱品种比常规种球繁殖的品种产量高44%～86%[11]。前人对分蘖洋葱常规种球与脱毒苗二代种球及实生苗分别进行了比较研究，但是目前对于分蘖洋葱脱毒苗及实生苗种性恢复比较研究还未见报道，本试验拟通过组培脱毒和有性繁殖2种方式获得分蘖洋葱种苗，并对脱毒苗和实生苗的田间表现及产量进行比较研究，旨在为分蘖洋葱生产及新品种选育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验以茎尖脱毒组培苗和有性繁殖实生苗为试验材料。

1.2 试验方法

1.2.1 分蘖洋葱脱毒种苗的获得方法

以MS加0.1mg·L-1NAA为培养基，0.3mm分蘖洋葱茎尖组织为外植体，诱导成苗；成苗后利用ELISA技术检测病毒，以不携带病毒的植株为原始种苗。利用MS加0.1mg·L-1NAA加45g·L-1蔗糖诱导结球，当脱毒种苗试管微鳞茎直径达到8mm以上时，利用MS加0.1mg·L-1NAA加0.4mg·L-16-BA进行增殖培养，增殖后将组培苗分株接种于1/2 MS加0.1mg·L-1NAA培养基中生根培养，将生根后的分蘖洋葱组培苗移栽至基质中驯化，驯化成功后，5月初定植于田间[9，12]。

1.2.2 分蘖洋葱实生苗的获得方法

将分蘖洋葱种球播种于营养钵中，待3～5片真叶时，放置于3～6℃光照培养箱中培养30d后定植于网棚[13]。常规的田间管理，待抽薹开花时，进行人工辅助自交授粉，种子成熟后收获种子。第2年2月底播种于温室，5月初定植于田间，与脱毒驯化苗在同一地块。

1.2.3 测定指标及方法

5月10日定植后进入缓苗期，自5月20日起，每15d田间随机取5株分蘖洋葱，测量叶片数、株高、假茎粗、叶绿素含量(乙醇丙酮浸泡法)及根系活力(TTC法)。7月20日采收后测定分蘖洋葱产量性状，包括分蘖数、单球重、单株重；鳞茎的干物质含量，烘干称重法；可溶性糖含量，蒽酮比色法；可溶性蛋白含量，考马斯亮蓝G-250染色法；维生素C含量，2，6-二氯酚靛酚滴定法；游离氨基酸含量，水合茚三酮比色法。试验设置3次重复；同时调查田间发病情况，采用5点法调查，每点取100株。

1.3 数据分析

利用Excel进行数据统计，采用DPS进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 分蘖洋葱脱毒苗的获得

利用组培脱毒，经病毒检测后获得原始种苗88株，通过结球、增殖、生根培养后获得组培苗5120株，田间驯化成活3630株定植于田间。

2.2 分蘖洋葱实生苗的获得

通过人工诱导春化，获得抽薹的分蘖洋葱106株，人工辅助授粉收获种子11.7g。第2年2月播种于温室，苗龄60d定植于田间，幼苗成活率达78.2%。

图1 分蘖洋葱脱毒苗的获得过程

图2 分蘖洋葱实生苗的获得过程

2.3 生长期形态指标比较

2.3.1 叶片数

由图3可知，脱毒苗和实生苗的叶片数随着生长而增加，7月5日达到最高，随着种球成熟及植株衰老，叶片数下降；6月5日前实生苗叶片数高于脱毒苗，达到显著差异；6月20日实生苗和脱毒苗叶片数相近；7月5日之后脱毒苗叶片数高于实生苗，达到显著差异。

图3 脱毒苗和实生苗的叶片数比较

2.3.2 株高

由图4可知，脱毒苗和实生苗的株高随着生长而增加；6月5日前脱毒苗株高高于实生苗，达到显著差异；6月20日后脱毒苗高于实生苗，达到显著差异。

图4 脱毒苗和实生苗的株高比较

2.3.3 假茎粗

由图5可知，脱毒苗和实生苗的假茎粗随着生长而增加，6月5日前实生苗假茎粗大于脱毒苗，达到显著差异；6月20日脱毒苗假茎粗大于实生苗，达到显著差异。

图5 脱毒苗和实生苗的茎粗比较

2.4 生长期叶绿素含量和根系活力比较

由图6、图7可知，叶绿素含量和根系活力随着生长发育逐渐增加，6月20日达到峰值，随着鳞茎的膨大及成熟，叶绿素含量和根系活力含量下降。

图6 脱毒苗和实生苗的叶绿素含量比较

图7 脱毒苗和实生苗的根系活力比较

2.5 田间病毒病发病情况比较

脱毒苗和实生苗病毒病田间发病情况调查结果显示，5月20日脱毒苗和实生苗均没有发病；6月5日起有发病植株，随着生长发病株数增加，但是脱毒苗和实生苗发病率均不高，在1.2%～5%，详见表1。

表1 脱毒苗和实生苗病毒病田间发病情况

2.6 采收期产量性状比较

通过对产量性状进行测量，脱毒苗及实生苗收获种球的分蘖数及单株重都达到差异显著；脱毒苗及实生苗收获种球的单球重差异不显著；脱毒苗及实生苗收获种球的折合产量分别为1144.57kg·667m-2及1429.11kg·667m-2，实生苗产量比脱毒苗高24.9%，详见表2。

表2 脱毒苗和实生苗产量性状比较

2.7 采收期种球品质比较

通过对脱毒苗及实生苗收获种球的品质性状进行测量，脱毒苗及实生苗收获种球的干物质含量、可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C及游离氨基酸含量差异均不显著，详见表3。

表3 脱毒苗和实生苗品质性状比较

3 讨论

本试验首次对分蘖洋葱脱毒苗及实生苗的田间表现、产量及品质等性状进行比较研究。研究结果表明，脱毒苗与实生苗相比，生长期形态指标、生理指标、发病率及品质性状差异不显著，脱毒苗的表现略好于实生苗。但是实生苗的分蘖数高于脱毒苗，且二者差异显著，在单球重差异不显著的情况下，导致单株重差异显著，每667m2实生苗产量比脱毒苗高24.9%。分蘖数是影响分蘖洋葱产量的关键因素，通过研究发现，脱毒苗、脱毒二代种球及实生苗的分蘖数有很大差异[11，14]。Getachew等研究表明，不同品种的分蘖洋葱实生苗的分蘖数在2.00～4.30，利用种球种植的分蘖洋葱分蘖数在7.30左右，种子种植的分蘖洋葱分蘖数低于常规种球[11]；本试验实生苗的分蘖数为3.50，与前人研究结果一致。本试验脱毒苗的分蘖数为3.00，显著低于常规种球；苏雪娇研究表明，脱毒苗二代种球的分蘖数为10.80，与常规种球差异不大[14]；说明脱毒苗分蘖数低于常规种球，但是脱毒苗二代种球的分蘖数与常规种球达到相同水平。

现阶段利用茎尖分生组织培养脱毒苗已成为解决因病毒病导致分蘖洋葱种性退化问题的有效方法，但是脱毒苗繁育体系还不完善，未能达到工厂化生产水平，种苗数量不能满足生产需要。依靠有性繁殖可获得大量植物种子，同时还能够实现不同品种间优良基因的交换和重组，因此开展分蘖洋葱有性繁殖对于选育优良新品种具有重要意义。据文献报道印度尼西亚农业部制定了2016—2045年TSS分蘖洋葱真种子繁殖重大计划，且在相关研究部门进行种子的研发工作[15-17]，说明有性繁殖已成为未来分蘖洋葱生产的主要方向。

4 结论

综上所述脱毒苗与实生苗田间表现差异不大，实生苗的产量高于脱毒苗，本试验研究结果可为分蘖洋葱生产及新品种选育提供参考。