陜北紅洋芋的莖尖脫毒和分化培養(yǎng)基篩選

張艷艷　楊小琴　張媛媛

摘 要：應(yīng)用不同激素配比的培養(yǎng)基對榆林市本土馬鈴薯品種陜北紅洋芋進行莖尖的分化培養(yǎng)，以期獲得脫毒試管苗。試驗結(jié)果表明，最適合陜北紅洋芋莖尖分化成苗的培養(yǎng)基配方為MS+0.1 mg/L NAA+0.1 mg/L GA3+0.05 mg/L 6-BA，成活率達97.4%，分化成苗率達42.1%。

關(guān)鍵詞：陜北紅洋芋；莖尖脫毒；培養(yǎng)基篩選

陜北紅洋芋是陜北榆林特有的馬鈴薯品種，有多年的栽培歷史。該品種植株繁茂，莖稈紫褐色，葉色深綠，薯塊較大，呈不規(guī)則橢圓形，紫皮白肉，產(chǎn)量較為可觀。由于馬鈴薯的傳統(tǒng)種植方式是用薯塊作為營養(yǎng)體進行繁殖，導致病毒隨著世代繁衍在母體內(nèi)逐漸累積，從而引起種性退化，對生產(chǎn)造成很大為害。本研究采用莖尖脫毒技術(shù)來脫除馬鈴薯體內(nèi)對生產(chǎn)造成損害的病毒，恢復馬鈴薯的優(yōu)良種性，改善品質(zhì)，提高產(chǎn)量，最終做到為生產(chǎn)服務(wù)[1]。同時，本研究還篩選了一系列不同激素配比的培養(yǎng)基，獲得了陜北紅洋芋最適宜的成活和成苗培養(yǎng)基，為后續(xù)的脫毒種苗生產(chǎn)提供了技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以本地馬鈴薯品種陜北紅洋芋的薯塊萌發(fā)幼芽為供試材料。

1.2 試驗方法

①培養(yǎng)基設(shè)計 本試驗以云薯201[2]，隴薯6號[3]以及費烏瑞它[4]的研究結(jié)果為參考依據(jù)，以MS作為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，以NAA、6-BA、GA3、D-泛酸鈣這4種生長調(diào)節(jié)劑的不同配比設(shè)計出了8種培養(yǎng)基。培養(yǎng)基成分詳見表1。

②外植體的制備 選用標準薯型的薯塊室溫下置于暗光中自然萌芽，10 d后待薯塊長出約0.5 cm長的白色簇生芽時，將薯塊置于自然散射光下繼續(xù)萌芽。待芽長到1.5～2.0 cm時，即可取芽作外植體。

③外植體的處理 用鑷子小心取下薯塊上的健壯芽，裝入紗袋中抽緊袋口，掛于自來水水龍頭下流水沖洗40～60 min。在無菌操作臺上，用75%的酒精均勻噴濕并靜置1 min，用無菌水沖洗一遍，之后用6%的次氯酸鈉溶液浸泡10 min，最后再用無菌水沖洗3遍，放于燒杯內(nèi)控水備用。

④芽莖尖的剝離和培養(yǎng) 將處理好的芽用無菌鑷子夾取放在體視顯微鏡下進行剝離，剝離的莖尖大小以帶有1～2個葉原基為宜。

將剝離的莖尖接種于上述8種培養(yǎng)基中放在日光溫室內(nèi)培養(yǎng)并開始觀察愈傷組織的形成狀況。最初的2周適當遮光，2周后置于溫度20～27℃、光照16 h/d的條件下培養(yǎng)。待苗高約1 cm時轉(zhuǎn)入MS普通培養(yǎng)基中培養(yǎng)。

⑤統(tǒng)計成活率及成苗率 莖尖接種培養(yǎng)6個月后進行調(diào)查，統(tǒng)計莖尖成活率（成活莖尖個數(shù)與接種莖尖個數(shù)之比）和成苗率（成苗莖尖個數(shù)與成活莖尖個數(shù)之比）。

2 結(jié)果與分析

馬鈴薯莖尖接種6個月后，生長狀況已經(jīng)穩(wěn)定，之后基本上沒有大的變化。由表2可以看出，馬鈴薯莖尖在1號培養(yǎng)基（云薯201培養(yǎng)基）中能夠全部成活，但成苗率為0；莖尖在2號培養(yǎng)基（隴薯6號培養(yǎng)基）中能夠全部成活，成苗率接近40%；莖尖在3號培養(yǎng)基（費烏瑞它培養(yǎng)基）中的成活率較高，而且成苗率是試驗8種培養(yǎng)基中最高的；莖尖在4號培養(yǎng)基中絕大多數(shù)能夠成活，但多數(shù)發(fā)展為愈傷組織，且愈傷組織的生活力較強，一部分能夠分化成苗；莖尖在5號培養(yǎng)基中生長狀況良好，通過愈傷途徑可以得到一些苗子；6號培養(yǎng)基較5號培養(yǎng)基中6-BA的含量高了0.05 mg/L，成苗率下降了3.3%，7號培養(yǎng)基中6-BA含量更高，莖尖成苗率又進一步降低；莖尖在8號培養(yǎng)基中，莖尖極少出現(xiàn)愈傷化，生長過于緩慢，極少數(shù)能夠不通過愈傷途徑直接成苗。

試驗結(jié)果說明，參試的8種培養(yǎng)基中，3號參考費烏瑞它培養(yǎng)基而設(shè)計的培養(yǎng)基配方最適于陜北紅洋芋的莖尖組培；對于陜北紅洋芋來說最適宜其莖尖組培的6-BA濃度為0.05 mg/L。

3 結(jié)論與討論

陜北紅洋芋在陜北榆林具有較好種植和推廣前景。至今未對該品種作出判定，遺傳背景不詳。通過本試驗，筆者認為陜北紅洋芋與云薯[2]和隴薯[3]的培養(yǎng)特性相差較大，莖尖培養(yǎng)直接成苗的最適宜培養(yǎng)基的可借鑒性較低[5]。而與費烏瑞它[4]的莖尖培養(yǎng)直接成苗的最適宜培養(yǎng)基成分最為接近，并且參考費烏瑞它的最適宜培養(yǎng)基而設(shè)計的培養(yǎng)基配方可以使陜北紅洋芋的莖尖培養(yǎng)直接成苗率達到最高。故筆者猜測陜北紅洋芋與費烏瑞它或有相對較近的遺傳背景。

在NAA、GA3濃度固定的情況下調(diào)整6-BA的使用濃度，在一定范圍內(nèi)能夠提高莖尖的成活率和成苗率，陜北紅洋芋的最適6-BA濃度為0.05 mg/L。當濃度達到0.2 mg/L的時候，對莖尖發(fā)育會產(chǎn)生抑制作用，這與前人結(jié)果一致[6]。另外，用D-泛酸鈣代替培養(yǎng)基中的NAA，初期雖然能夠明顯地促進不定芽的分化，但中后期莖尖分化就會日趨緩慢，甚至衰老死亡。因此，用D-泛酸鈣代替NAA促使莖尖分化成芽的培養(yǎng)基配方還有待改進。此外，有研究[7]在馬鈴薯莖尖分化培養(yǎng)的培養(yǎng)基中添加適量的玉米素，有顯著的成苗效果，在同等條件下，與6-BA相比較，效果更加顯著。

馬鈴薯在體外擴繁中，通過愈傷組織和不定芽再生的過程，會頻發(fā)多倍性。Curry等[8]建議應(yīng)用流式細胞儀對任意途徑獲得的分化苗進行遺傳漂變的檢測，從而篩選對生產(chǎn)有價值的單株，摒棄無意義的變異材料。這為我們通過莖尖剝離獲得脫毒種苗的研究提供了遺傳性的檢測依據(jù)。

參考文獻

[1] 黃曉梅.植物組織培養(yǎng)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2011：91-106.

[2] 楊瓊芬，隋啟君，李世峰，等.馬鈴薯新品種“云薯201”脫毒種苗生產(chǎn)中的影響因素研究[J].西南農(nóng)業(yè)學報，2006，19（4）：679-682.

[3] 齊恩芳，王一航，張武，等.馬鈴薯莖尖脫毒培養(yǎng)方法優(yōu)化研究[J].中國馬鈴薯，2007，21（4）：200-202.

[4] 姜秀芳，張改英，田煒，等.鄭薯5號和費烏瑞它試管苗培育、快繁及試管薯誘導培養(yǎng)基的篩選[J].中國馬鈴薯，2004，18（5）：280-281.

[5] 郝文勝，趙青輝，曹亞利，等.誘導早大白莖尖分生組織適宜培養(yǎng)基的篩選[C]//中國作物學會馬鈴薯專業(yè)委員會2002年年會論文集，2002.

[6] 仲乃琴.植物生長調(diào)節(jié)劑對不同馬鈴薯品種莖尖分生組織離體培養(yǎng)的影響[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學學報，1999（3）：296-299.

[7] Muhammad A A， Hakoomat A. Effect of culture medium on direct organogenesis from different explants of various potato genotypes[J]. Biotechnology， 2004（2）： 187-193.

[8] Curry R F， Cassells A C. Callus initiation， maintenance， and shoot induction in potato[J]. Plant Cell Culture Protocols， 1999， 111： 31-42.