甘薯四級種子生產程序應用中存在的問題及其對策分析

王松姣

摘 要 四級種子生產程序是目前推廣的一種種子生產程序，分析了無性繁殖四級種子的生產流程，并敘述了四級種子生產程序具有的優勢，然后探討了四級生產程序在甘薯繁種中存在的問題，并提出了相應的對策，對生產有一定的參考價值。

關鍵詞 甘薯；種子；生產程序

中圖分類號：S531 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.17.097

1 研究背景

經過多年的種子工作積累，農作物四級種子生產程序，即育種者種子→原原種→原種→良種，于1988年由河南科技大學等幾所院校的研究人員共同提出，它基于農作物新品種推廣和良種繁育技術而成[1]。四級種子生產程序對自花授粉作物和雜交育種及一些無性繁殖作物中都有一定的應用，在種子的育、繁、推中具有重要的作用，不過也存在一些問題。

甘薯在我國糧食作物中占據著重要的地位，具有多種功能，不僅可以用來喂養家禽，還可以用作工業原料，生產乙醇（酒精）[2]。甘薯的單產比其他作物要高，相關數據顯示，其單產量是玉米的2～3倍[3]。據計算，1 400～1450 kg甘薯干就可以生產5 000 kg CH3CH2O（酒精），若將玉米以及小麥作為原材料，生產5 000 kg CH3CH2O（酒精）分別需要1 600 kg和1 650 kg，所以甘薯與我國的糧食以及能源安全息息相關[4]。甘薯不同于種子作物，屬于無性繁殖，相對種子作物而言，其用種量大。另外，薯種、薯苗對貯藏、運輸條件要求嚴格，因而對于甘薯的繁殖極其不利，除此之外，甘薯品種多，品種之間差異較大[5]。甘薯進行繁殖時是使用塊根繁殖，這種無性繁殖的方式表現出世代與世代之間具有不明顯的特點，只能看到品種特性上的差異，加大了繁種過程中的污染和病毒傳染的概率。

2 無性繁殖模式四級程序的產生

張萬松等相關專家在總結實踐經驗和理論研究的基礎上提出了作物無性繁殖的四級種子生產流程（見圖1），但也指出該模式是選取作物品種的根、莖、葉、芽等營養器官進行繁殖生產[6]。四級種子生產應始終圍繞原原種圃而實施育種者種子、原原種、原種、良種的生產程序。育種者負責生產育種者種子和原原種，主要做好分株種植、鑒定工作，為保持品種的典型性和純度提供了強有力的保障。經過四級生產程序而生產出的甘薯具有明顯的優勢，避免甘薯品種出現混雜退化的情況，使遺傳特征穩定地遺傳給后代，使良種在生產上的繁殖利用時間得到了延長，幫助實現標準化的種子生產，進一步推進種子產業化進程。

3 四級程序在種子生產中的優點

3.1 操作簡單，縮短了種子的生產周期，經濟效益好

在繁殖種子時，沒有了“選擇”“考種”等細枝末節的環節，只需等到其生長旺盛時，將田間雜草以及長勢差的甘薯苗拔除即可，用原原種進行播種，一年后收集，就可以順利得到原種。這種生產原種的方式比原來的生產方式縮短了兩年的時間，因而能夠有效地節約成本，從另一個角度來說可以獲得更多的利潤。

3.2 減少種源的用量，能夠低世代貯藏、繁殖

無性繁殖可以減少種子的使用量，利用莖蔓進行扦插繁殖，從而可以降低種子的世代，更好地保持品種的特性。

3.3 縮短繁殖代數，延長新品種的使用年限

這種生產種子的方法綜合了低溫低濕貯藏種子以及短周期世代繁殖，可以有效地使用低世代種子，從而有利于推廣優良品種，保持種子高效又穩定生產的優良性狀，等同于將種子的使用時間變得更長了。

3.4 確保種性和純度，實現種子生產的標準化

按照四級種子生產程序獲得的種子穩定性好，而不會出現“種出多門”的情況，從而更加符合種子標準化的生產要求，完全開發出了種子的增產潛能。

3.5 有利于相關部門實現“育、繁、推”一體化

原原種的生產與保存是由育種單位負責，各級原（良）種場和縣級種子公司發揮人力、基地和設備優勢，穩定生產和供應原（良）種。種源管理是由省市（地）種子管理部門負責，除此之外，實施及組織協調新品種試驗、示范以及推廣，促進整個良種繁育正常運行。這種合作將各方的利益都考慮了進來，根據知識產權保護政策，在供應原原種的過程中，育種單位被允許收取專利費。種子管理部門在管理和協調種源時可以獲取部分行政管理費，從而做到了各方優勢互補、利益分享、風險共擔，“育、繁、推”一體化。

4 四級程序生產甘薯中存在的問題

甘薯屬無性繁殖作物，在繁殖過程中易受病毒侵染。1998—2002年，在甘薯的不同生育期對不同地區的甘薯品種進行了病毒調查，看其在繁殖過程是否產生病毒，涉及13個品種，其中河南省甘薯的發病率最高，幾乎所有的品種和地塊都有或多或少的病菌感染，據估計，中國每年因甘薯病毒病造成的損失高達40億元。雖然不同品種間的發病機率不盡相同，但完全抗病的品種尚未被發現。

甘薯是無性繁殖，由于營養器官耐貯性差，多為連年連續繁殖，在繁殖過程中，雖然沒有天然雜交，但是在育苗、栽插、收獲、貯藏等各階段可能會因品種發芽和病害侵染而出現一定程度的混雜和退化。甘薯引發的病毒可以不斷地繁殖與累積，還可能遺傳給下一代，從而加重了病毒、病害的程度，大大地降低了甘薯的產量，使品質趨于惡化，對于甘薯的生產是極為不利的。

在甘薯脫毒苗繁殖過程中容易產生污染，主要有細菌污染和真菌污染兩種，大多是由于繁種環境不衛生，培養基和培養材料消毒不徹底，操作過程、操作人員或工具引起的感染。

脫毒甘薯培育的不多，品種較單一，無法適應人們對甘薯的多樣化需求。截至目前，河南省已經培育出十幾個脫毒甘薯品種，這些培育出的品種以老品種居多，但尚未實現對新進的優良品種脫毒，離甘薯生產發展的需求相差甚遠。

脫毒甘薯欠缺高質量的標準體系和管理體系，另外，就種薯（苗）繁育和推廣技術規程而言，并沒有制定統一的標準，脫毒甘薯市場缺乏有序性，隨意地引進與繁殖，以次充好等不良現象時有發生。

病毒檢測技術不夠完備，尤其是可以供基層單位使用和現場對病毒進行檢測的技術。因此，無法實時監控市場上脫毒種薯（苗）的質量，換句話說就是無法保證脫毒薯的增產效果。盡管研究甘薯脫毒仍處于起步階段，但是甘薯脫毒技術的優勢備受關注，一方面能夠減少病毒病，另一方面能夠提高甘薯的產量。此外，組織培養還沒有機械化操作，難以進行脫毒苗工廠化生產試驗。

5 對策

莖尖脫毒組織培養技術的興起推動了甘薯脫毒試管苗擴繁技術的廣泛運用。但是，由于甘薯在繁殖過程容易受病毒侵染，從而導致生產試管苗的成本增加了，浪費了大量的繁殖材料，因而如何減少甘薯脫毒苗在快繁過程中出現的污染問題，提高工廠化育苗的效率和效益，對甘薯產業的發展具有重要的意義。

5.1 確保基礎苗來源的質量

在擴繁基礎薯苗時，需要對轉接材料進行嚴格的檢查和挑選，確保基礎苗來源的質量。若引進的基礎瓶苗來源于外單位，首先進行消毒，消毒時采用濃度為70%的酒精擦拭瓶子，接著將消毒后的瓶子放入接種臺或培養室，減少因運輸途中不小心帶入（外界）灰塵或雜菌，從而降低污染源，確保獲得無菌的基礎苗。

5.2 培養基進行消毒處理

相關證據顯示，造成甘薯脫毒試管苗細菌污染的原因是芽孢桿菌。這種細菌可以耐受高溫、高壓，抗消毒劑和紫外線等，所以在對甘薯培養基進行滅菌處理時，假如發現滅菌鍋壓力或者滅菌鍋溫度沒有達到相應的要求，切記將高壓滅菌鍋中的冷空氣全部排除掉，否則將不利于后面的轉接試管苗實驗。

5.3 使用正確的方法進行接種

使用正確的方法進行接種至關重要，能夠有效減少接種過程中出現的問題。接種人員要嚴格按照標準要

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求，在接種過程中要實行一致的接種方法進行接種，保證所有的行為都符合標準。

5.4 建立育、繁、推一體化體系

建立育種單位—市級農業部門—縣級農業部門的育、繁、推一體化體系，實行標準化、產業化生產，為甘薯大規模發展提供充足的種苗。工作人員要重視甘薯進行組培快繁的各個環節：采摘外植體→帶回室內消毒→室內培養基的配制、經過滅菌鍋滅菌→培養莖尖剝離組織→脫毒苗誕生。種薯的繁育始終離不開這

些環節。

6 結語

基礎科學如分子生物學和細胞生物學的發展產生了一些列新的植物脫毒方法，受到廣泛運用，比如常用的低溫療法，這些新技術具有許多優勢，如操作方便、脫毒率較高等。毫無疑問，植物脫毒技術的不斷進步對于脫毒甘薯種業的未來發展具有非常重要的作用。

參考文獻：

[1] 陳明燦，覃德華，李友軍，等.甘薯細胞工程及應用[J].生物學通報，2008，43（5）：7-9.

[2] 雷加容，余金龍，余敖.甘薯的組織培養[J].甘肅農業大學學報，2006，41（1）：113-115.

[3] 王文靜，袁道強，高松潔，等.植物組織培養的應用現狀[J].河南師范大學學報：自然科學版，2000，28（3）：17.

[4] 胡彥，趙艷.植物組織培養技術的應用以及在培養過程中存在的問題[J].陜西師范大學學報：自然科學版，2004（32）：130-134.

[5] 王林生，孔祥生.論甘薯四級種子生產程序及繁育供種體系[J].種子，2002（6）：34-36.

[6] 張萬松.農作物四級種子生產程序及其應用模式[J].中國農業科學，1997，30（2）：27-33.

（責任編輯：劉昀）