4種馬鈴薯脫毒組培苗繁殖效率分析

梁秀芝，李蔭藩，鄭敏娜，岳新麗

（山西省農業科學院高寒區作物研究所，山西大同037008）

4種馬鈴薯脫毒組培苗繁殖效率分析

梁秀芝，李蔭藩，鄭敏娜，岳新麗

（山西省農業科學院高寒區作物研究所，山西大同037008）

選擇4個不同品種的馬鈴薯，進行了脫毒組培苗繁殖效率的研究。結果表明，實際繁殖總量較理論繁殖總量有較大差距，且隨著快繁代數的增加，這種差距呈指數曲線迅速增加；在快繁過程中，當起始苗量和繁殖增大倍數恒定的情況下，增加繁殖總代數，能更加明顯提高繁殖總量。因此，在實際生產中，結合自身的生產能力，采用一些特殊的組培技術來增加快繁速度和快繁總代數，可顯著增加脫毒苗的繁殖總量。

脫毒馬鈴薯；繁殖效率；實際繁殖總量；理論繁殖總量

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是茄科多年生草本植物，是全球僅次于小麥、水稻和玉米的第四大重要的糧食作物，其人工栽培歷史可追溯到公元前8 000 a，是深受人們喜愛的糧食作物和經濟作物[1-2]。隨著我國馬鈴薯主糧化戰略的推進，我國作為馬鈴薯生產和消費的大國，馬鈴薯將在社會生產中起到舉足輕重的作用。在實際生產中馬鈴薯種質會逐漸退化，造成馬鈴薯產量低、品質差，其主要原因是由于馬鈴薯在世代種植過程中，不斷受到病毒和類病毒的危害，以致種質退化。近年來，眾多學者關于馬鈴薯脫毒培養及生產的相關研究結果表明，馬鈴薯脫毒后不但可以有效提高馬鈴薯產量和改善其品質，而且不會導致遺傳性狀的改變[3-5]。馬鈴薯脫毒種苗生產主要是通過組織培養途徑，建立無病毒生產體系，這是目前非常有效的獲得無病毒植株的途徑[6]。在馬鈴薯規模化或工廠化生產中，利用馬鈴薯莖尖組織培養獲得脫毒試管苗后，快速繁殖成為原原種生產的重要環節，要保證試管苗在相對短的時間內得到較高的繁殖倍數，同時獲得高質量的試管苗[7-8]，對馬鈴薯脫毒組培苗繁殖效率的研究就顯得尤為重要。

本研究基于思考如何在較短時間內提高試管苗的繁殖系數，通過對比不同馬鈴薯品種的繁殖效率，旨在找到一個生產周期內生產效率最高的繁殖方法，為馬鈴薯脫毒苗的工廠化生產提供科學數據和參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試馬鈴薯品種為紫花白、晉薯24號、冀張薯12號和同薯24號。供試培養基為MS固體培養基，同時在其中添加矮壯素（B9）15 mg/mL壯苗。

1.2 試驗方法

試驗于2016年4—7月在山西省農業科學院高寒區作物研究所組培室進行，以4個馬鈴薯品種為材料進行脫毒試管苗試驗，進行繁殖總量實際值的統計和與理論值的比較分析。

1.2.1 理論值分析運用公式法獲得繁殖總量理論值。隨即選取A1，A2，A3，A4，A5，A6，A7，A8，A9，A10，A11，A12，A13，A14，同薯24號等15個馬鈴薯品種（品系）的脫毒試管苗計算理論數據，具體品種名稱、起始苗量、繁殖代數及繁殖增大倍數列于表1。脫毒組培苗的繁殖總量（Y）理論值的計算公式[9]如下。

其中，Y為脫毒組培苗的繁殖總量，a為起始苗量，b為每代繁殖增長率或倍數，n為繁殖總代數。

表1 脫毒苗起始苗量、繁殖代數、增大倍數與理論繁殖總量的關系

1.2.2 實際值分析其通過組培室快繁數據統計得出。將紫花白、晉薯24號、冀張薯12號和同薯24號4個供試材料的馬鈴薯脫毒苗進行快繁4代。4個品種的脫毒苗的起始苗量分別為780，380，380，220株，所用培養器皿大小一致，因品種培養容納環境和長勢原因，4個品種每代繁殖增大倍數分別約為3倍、4倍、4倍和5倍。通過實驗室快繁觀察、記錄數據，統計計算出4個品種不同世代各自的實際繁殖總量，即實際值，并通過理論公式計算出快繁4代它們各自的理論值，并對二者進行對比分析。

2 結果與分析

2.1 脫毒苗起始苗量、繁殖總代數、增大倍數與繁殖總量間的關系

根據公式（1）計算得出15個不同品種不同處理下的理論繁殖總量值。由表1可知，在起始苗量和繁殖總代數恒定的情況下，繁殖增大倍數越高，脫毒苗的繁殖總量越大，例如A1處理的繁殖總量是A2處理的1.95倍；當起始苗量和繁殖增大倍數恒定的情況下，增加繁殖總代數，能更加明顯地提高繁殖總量，例如A1處理的繁殖總量是A5處理的5倍；在繁殖總代數和繁殖增大倍數恒定的情況下，一定程度上提高起始苗量亦能明顯提高繁殖總量，例如A1，A7，A11處理中，繁殖倍數均為4倍，繁殖總代數為3代，但起始苗量分別為70，90，110株，則所得繁殖總量結果差距明顯，A11處理是A1處理的1.57倍。

2.2 理論值與實際值的對比分析

本試驗中，因所選用的培養器皿容量的原因，供試4個品種每代繁殖增大倍數分別約為3倍、4倍、4倍和5倍；4個參試品種脫毒苗的繁殖總量的理論值按公式（1）計算得出。對比分析4個參試品種脫毒苗繁殖總量的理論值與實際值可知，在繁殖第1代二者之間的差距不明顯，理論值僅比實際值高3.2%～6.8%；在快繁第2代，二者之間的差距亦不明顯，造成微小差距的原因可能是由于脫毒過程中部分樣品發生污染所致；從快繁第3代開始，二者之間的差距明顯增大，紫花白、晉薯24號、冀張薯12號和同薯24號的理論值比實際值依次高出111.1%，30.1%，92.6%和100.9%；至快繁第4代，紫花白、晉薯24號、冀張薯12號和同薯24號的理論值分別是實際值的3.81倍、3.21倍、4.72倍和5.89倍（表2）。

表2 4個不同品種快繁4代繁殖總量的理論值與實際值的對比株

結合表1和圖1，2可以看出，4個品種分別快繁4代后，其實際值遠小于理論值，因此，綜合分析認為，每個品種的實際繁殖總量在繁殖4代或者4代以后，其增產潛力巨大。以紫花白脫毒苗的變化趨勢為例，從圖2可以看出，紫花白的指數方程為y＝780×（1＋3）x，所得曲線描述了紫花白脫毒苗的繁殖總量的理論值變化趨勢，而實際上紫花白試管苗的實際增長趨勢為實際值的曲線趨勢，此曲線在快繁的前2代，與指數曲線即理論值曲線幾乎重疊，同樣達到指數增長速度；但隨著繁殖代數的增加，實際值的增長速度并沒有像理論值一樣呈指數趨勢增長，而是逐漸脫離并落后于指數曲線，隨著繁殖代數的增加，繁殖總量的增長速度逐漸變慢，曲線趨緩。

3 討論與結論

馬鈴薯的產量和質量與種薯密切相關，病毒一旦侵入馬鈴薯植株和塊莖，就會引起馬鈴薯嚴重退化，并產生各種病癥，導致馬鈴薯產量大幅下降[10-12]。因此，利用馬鈴薯莖尖培養獲得脫毒試管苗，進行大規模種薯生產是非常有效的方法和措施[13]。同時，進一步完善區域供種體系將有利于脫毒種薯的推廣和應用。

種薯繁殖體系是從脫毒試管苗的快速繁殖開始的[14]。由理論公式可以看出，當起始苗量和繁殖增大倍數恒定的情況下，增加繁殖總代數，能更加明顯地提高繁殖總量。但是實際上，如果在人力、場地不足的情況下，增加繁殖代數又會造成脫毒苗的極大浪費[15-18]。本試驗中快繁至第4代時，繁殖產量的理論值和實際值的差距達到了最大，這主要是由于實驗室快繁的脫毒組培苗量過大，人員不足，不能及時進行轉接。因此，在實際生產中，要結合生產者的生產能力，采取最佳的方法擴大馬鈴薯脫毒苗的繁殖總量，為大規模的種薯生產提供優良材料。

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Analysis of Reproductive Efficiency of Four Kinds of Virus-free Potato Plantlets

LIANGXiuzhi，LI Yinfan，ZHENGMinna，YUE Xinli
（Institute ofthe Crops in High Latitude＆Cold Climate Area，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Datong037008，China）

The studywas carried out to investigate and analyze the reproductive efficiency ofvirus-free potato plantlets.The results indicated that the actual propagation quantity of virus-free potato tuber in a year was significantly less than the theoretical propagation quantity,and the gap increased exponentially as the propagation generations increased.The propagation generations were more important than the other factors oftotal propagation quantity.Therefore,in the actual production,the use ofsome oftheir own production capacity of tissue culture technology to increase the fast propagation speed and total algebra,can significantly increase the total amount of virus-free seedlings.

virus-free potato;reproductive efficiency;actual propagation quantity;theoretical propagation quantity

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.05.22

S532

：A

：1002-2481（2017）05-0756-03

2016-10-20

山西省科技廳成果推廣項目（2014072013；2014072002）

梁秀芝（1965-），女，山西大同人，研究員，主要從事馬鈴薯推廣應用工作。李蔭藩為通信作者。