陳益華 鐘志凌 賀正金 盛穗
(1.長沙市蔬菜科學研究所,湖南長沙,410003;2.長沙市農產品質量監測中心;3.湖南湘研種業有限公司;4.湖南農業大學)
甘薯脫毒苗的快速繁殖與生產技術
陳益華1鐘志凌2賀正金3盛穗4
(1.長沙市蔬菜科學研究所,湖南長沙,410003;2.長沙市農產品質量監測中心;3.湖南湘研種業有限公司;4.湖南農業大學)
莖尖分生組織培養培育脫毒甘薯苗是防治甘薯病毒病,提高產量和品質的有效方法。詳細介紹了利用莖尖分生組織培養培育脫毒甘薯苗以及甘薯脫毒苗的快速繁殖技術和生產技術。
甘薯脫毒苗 快速繁殖
甘薯(Ipomoeas batatasLam.)原產南美洲,傳入中國已有400多年歷史。現全國甘薯總產量約4.5億t,占全世界總產量的80%以上,甘薯是增產潛力最大的糧食作物[1]。世界衛生組織經過3 a的研究和評選,評出了六大最健康食品,甘薯被列為13種最佳蔬菜的冠軍。據專家介紹,甘薯不但營養均衡,而且具有鮮為人知的防止亞健康,減肥、健美和抗癌等作用。甘薯屬堿性食品,吃甘薯有利于人體的酸堿平衡。同時吃甘薯還能降低血膽固醇,防止心腦血管病等“現代病”。隨著甘薯低糖、低熱、低脂肪的營養學特性及抗癌保健作用被消費者認知,世界范圍內的“甘薯熱”日盛一日,使甘薯種植業與加工業都有了快速發展。
甘薯是無性繁殖作物,主要通過莖蔓、薯塊和秧苗進行繁殖。在栽培過程中易受病毒侵染,一旦感染就很難去除。病毒病是影響甘薯產量和品質的主要因素之一。我國每年因甘薯病毒病造成的損失高達40億元。鑒于國內外迄今尚未育出高抗病毒病的實用甘薯品種,也無防治病毒病的高效農藥,因此利用莖尖分生組織培養培育脫毒甘薯苗是目前國際上防治甘薯病毒病、提高甘薯產量和品質唯一有效的方法。
1.1 外植體的的處理
選取無病蟲為害的植株頂芽或腋芽0.5~1.0 cm,用0.1%洗衣液或加幾滴吐溫浸泡10 min,清水沖洗30 min以上。材料在超凈工作臺上采用二步法消毒,即先用70%酒精浸泡30 s,再用0.2%HgCl2或2.0% NaClO消毒5~10 min,最后用無菌水沖洗5~8次,于無菌環境下利用解剖鏡切取0.2~0.4 mm微莖尖 (帶1~2個葉原基),在添加激素的培養基上培養。
1.2 甘薯莖尖分生組織培養
甘薯莖尖分生組織的培養常用MS培養基,其激素的配比是莖尖培養成功的關鍵。目前已經成功的配方有許多。唐君等[2]用MS+0.2 mg/L IAA+0.5 mg/L 6-BA,培養8~11 d后轉至1/2 MS培養基上。Gama等[3]用MS+0.5 mg/L KT+0.2 mg/L IAA培養,20~25 d成苗。陳應東等[4]用MS+1.0 mg/L 6-BA+0.01 mg/L NAA+ 1.0 mg/L GA3培養6~16 d后轉到無激素的MS培養基上,發芽率達86.8%,成苗率達73.9%。何鳳發等[5]證明MS+1.0 mg/L 6-BA+(0.1~0.2)mg/L IAA+0.1 mg/L GA3是對多個品種都適用的最佳培養基。尚佑芬等[6]發現切取的莖尖大小與脫毒效果呈顯著的負相關,表明病毒距莖尖呈遞減分布,越接近莖尖頂端,帶病毒越少或不帶病毒;分生組織帶1~2個葉原基脫毒效果較好,添加適量的病毒鈍化劑可提高脫毒率,但抑制莖尖生長,成苗率有所降低。大多數研究表明,單獨或復合添加的激素種類和濃度為:0.1~2.0 mg/L IAA,0.01~2.0 mg/L NAA,0.1~2.0 mg/L KT,0.5~4.0 mg/L 6-BA,0.1~1.0mg/L GA3,成苗期多為3~4個月。有些培養基可使莖尖直接成苗,但有一些轉移到無激素的MS或1/2 MS培養基中才誘導成苗。成苗率的多少與品種、操作熟練程度、切取莖尖組織的大小有關。培養材料的污染程度與所取用的材料有關。
脫毒試管苗可以在培養室內進行切段快速繁殖,也可以在防蟲溫室或網室內栽培,以苗繁苗。
①培養室內切段快速繁殖 經過病毒檢測確信無病毒的試管苗,在無菌條件下將5~7葉的無毒苗1葉1節切段,移入盛有1/2 MS無激素培養基的三角瓶中培養,在溫度25℃,每天光照16 h條件下,經3~5 d腋芽萌發,30 d左右長成5~7葉的成苗。可以不斷切段增殖培養,繁殖系數為5 n,繁殖速度以幾何級數增長,在一定時間內可大量繁殖脫毒苗。
②防蟲溫室快速繁殖 將試管苗移栽到營養缽中,室溫煉苗5~7 d,然后按株距5 cm,行距5 cm栽植無毒苗,溫度控制在25℃左右,待苗長到15~20 cm時,可以剪成2葉節扦插,以苗繁苗。
③防蟲塑料大棚快速繁殖 為了降低生產成本,提高繁殖倍數,春季氣溫回升后,在防蟲塑料大棚內整地施肥,作成1.5 m寬的苗床(采苗圃),行距15 cm,株距10 cm,栽植2葉節苗,灌水后棚溫控制在17~25℃,高于30℃時,及時通風降溫。一般667 m2采苗圃可栽基本苗4萬株,當苗高15~20 cm時,剪苗進行2葉節扦插,以苗繁苗。
④防蚜網棚快速繁殖 當外界氣溫上升到20℃,可將脫毒苗在防蚜網棚內栽植,進行以苗繁苗。或按每667 m2栽種4000株,繁殖原原種。
用脫毒試管苗及其擴繁苗在防蟲網室栽植,所結的種薯為脫毒甘薯原原種。生產脫毒甘薯原原種要求具備3個條件:一是必須用脫毒苗;二是必須在40目(孔徑0.351 mm)以上防蟲網棚內栽植;三是所用地塊土壤必須無病源。并在網棚內種指示植物,如果指示植物表現病毒癥狀,整個棚內繁殖的種薯應降級使用。原原種收獲前逐株觀察是否帶有病毒癥狀,一旦發現病株,立即清除,確保原原種質量。
一般原原種數量少,價格較高。因此,原原種育苗最好在防蟲溫室或塑料網棚內加溫育苗。當苗高15~20 cm時,剪苗進行研究葉節插扦,以苗繁苗,增大繁殖系數。春季氣溫回升后要在防蟲網棚內建采苗圃,擴大繁殖面積,降低生產成本,加快原原種苗繁殖速度。
用脫毒甘薯原原種苗在500 m內無普通甘薯種植的空間隔離條件下栽植所結種薯為脫毒甘薯原種。繁殖脫毒甘薯原種田間周圍應種少量指示植物,觀察是否有病源存在,如發生蚜蟲傳播,種薯應降級使用。脫毒甘薯原種苗繁殖可用溫室、溫床、大棚等建采苗圃,以苗繁苗,提高繁殖倍數。
用脫毒甘薯原種苗在大田種植夏薯,收獲的種薯為一級良種,即大面積生產用種。用一級良種育苗栽植夏薯,收獲的種薯為二級良種。二級良種育苗供大田生產純商品薯,純商品薯不能再作種薯。一般良種在生產上連續使用2 a,第3年由于病毒再侵染,要進行更新換代。
[1]張振臣.甘薯病毒病研究進展[J].河南農業科學,2009(9):19,22.
[2]唐君.甘薯莖尖分生組織培養//馬緣生.作物種質資源保存研究論文集[C].北京:學術書刊出版社,1989:32-36.
[3]Gama R E,Hughes P J,Bruce C B.Polymerase chain reaction amplification of rhinovirus nucleic acids from clinical material[J].G Stanway Nucleic acids research,1988,16(19): 9346.
[4]陳應東.甘薯莖尖分生組織培養方法研究[J].中國甘薯,1990(4):5-7.
[5]何鳳發,張啟堂.甘薯莖尖脫毒與快速繁殖技術研究[J].西南農業大學學報,2002,24(6):509-511.
[6]尚佑芬,楊崇良.甘薯病毒及脫毒薯的研究和應用[J].植物醫生,1996,9(4):35-39.
Rapid Propagation and Production Technology of Sweet Potato Virus-free Plantlets
CHEN Yihua1,ZHONG Zhilin2,HE Zhengjin3,SHENG Sui4
(1.Changsha Vegetable Research Institute,Changsha 410003;2.Changsha Monitoring Center for Agricultural Products; 3.Hunan Xiangyan Seed Industry Co.,LTD;4.Hunan agricultural university)
The virus disease is one of the main factors to affect the yield and quality in sweet potato.In vitro culture of meristem tip was used to get virus-free seedling in sweet potato.The rapid propagation of virus-free plantlet was also reviewed in this paper.
Virus-free seedlings of sweet potato;Rapid propagation
10.3865/j.issn.1001-3547.2009.14.003
陳益華(1969-),男,農藝師,副所長,主要研究方向為蔬菜新品種研究與推廣
2009-04-15