劉學武 方大雨 關永明
馬鈴薯(Solanurn tuberosurn),茄科、茄屬作物,作為一種蔬菜,深受人們的喜愛。目前在我國的栽培面積大約有500多萬公頃,已經成為世界上栽培面積最大的國家,但在其繁殖過程中退化問題比較嚴重,癥狀是葉片卷縮,產量降低,實驗研究表明,病毒浸染是其退化的根源。因此生產脫毒種薯成了在馬鈴薯生產過程中的關鍵環節,常用的馬鈴薯脫毒技術是莖尖組織培養,下面介紹一下馬鈴薯的莖尖脫毒技術。
1 取材
進行脫毒培養的材料,可以直接從大田取。一般當苗高約15厘米時,將頂端切下6~8厘米,去掉下面2片葉,在切口處涂上生根激素后,把切條植入一個口徑為10厘米、內裝有消毒營養土的花盆中,然后用玻璃燒杯罩上,保持10天。然后將其轉入生長箱中,光照3 000~
4 000Lx,每天光照16小時。兩周后去掉頂芽,以促使腋芽的生長。當腋芽長出約1~2厘米時,折下腋生枝,用于消毒,接種。
2 消毒及接種
一般來說,莖尖分生組織由于彼此重疊的葉原基的嚴密保護,只要仔細解剖,不進行表面消毒也能得到無菌的外植體,但分生組織不帶菌,并不等于包在它外面的葉片及其下部的莖段不帶菌,將外植體從超凈臺外面的空間拿進去可能會帶進一些菌。因此,在切取外植體之前仍需對莖芽進行表面消毒。常用的消毒方法是,先剝去大葉片,用自來水沖洗干凈,在75%酒精中浸泡30秒鐘左右,用1%~3%次氯酸鈉或5%~7%的漂白粉溶液消毒10~20分鐘(或用0.1%HgCl2消毒數分鐘),最后用無菌水沖洗材料4~5次。
接種時,先把解剖顯微鏡置于超凈工作臺,然后把莖芽置于解剖鏡下,左手用一把鑷子將它按住,右手用解剖針將葉片和葉原基剝掉。當形似一個閃亮半圓球的頂端分生組織充分暴露出來后,用鋒利的長頸刀片將分生組織切下來,一般以0.2~0.3毫米,帶1~2個葉原基為好,然后再用刀片將其接種到培養基上。
3 培養
能否培養成功,關鍵之一是培養基。經過多次實踐表明,MS基本培養基不論在成苗率還是脫毒率上都是最好的。除了MS基本培養基外,“More”、“Kassanis”作為基本培養基的效果也比較好,總之,提高培養基中銨鹽和鉀鹽濃度,有利于莖尖成活。另外在培養基中添加一定量的GA,能促進莖尖的生長。不過注意加入GA后生長加快,但當長到4~5毫米后生長便停止了,除非有高濃度的鉀和銨。細胞分裂素類物質為6BA,濃度為0.5mg/L左右。常用的生長素類為NAA,濃度范圍為0.1~1.0mg/L。當新稍長2~3厘米時,轉至生根培養基(MS基本培養基或MS基本培養基加NAA0.1~0.5mg/L)。
另外在培養中注意培養的環境條件,培養溫度為23~25℃,每天光照16小時,濕度為70%~80%。
4 病毒鑒定
馬鈴薯病毒鑒定的方法主要有指示植物法、癥狀鑒定法。馬鈴薯的病毒指示植物有千日紅(Gorphren globosa)和一種藜屬植物Chenopodium amaranticolor。具體方法為:從被檢植株上取下葉片,置于等容積(W/V)
的緩沖液(0.1mol/L磷酸鈉)中,研成勻漿。在指示植物的葉片上撒上少許600號金剛砂,然后將被檢植物的葉汁液涂于其上,并稍加摩擦,以使指示植物葉表面細胞受到浸染,但又不要損傷葉片。約5分鐘后,用水輕輕洗去接種葉片上的殘余汁液。如果一周后表現病毒病癥狀,則說明被檢再生植株沒有脫除病毒,否則就是脫除了病毒。
5 無毒材料的保存
一個無病毒品種需經過脫毒與檢測兩個方面的處理才可以獲得,因而代價很高。但無病毒植株并沒有獲得額外的抗病性,它還可能被同一病毒或不同病毒感染。為此,應該將無毒原種種在溫室或防蟲罩內滅過菌的土壤里,以防止蚜蟲傳毒及各種條件下的機械傳播。在大規模繁殖這些植株時,應該把它們種植在田間隔離區內,或采用春播早留種和夏播留種的方法,也可以把經過莖尖脫毒處理的無病毒植株再通過離體培養進行繁殖與保存。