甜薯脫毒苗快速繁殖技術

吳凡 陳閩 劉佳

摘要：以甜薯的莖尖和單節莖段為試驗材料，研究不同濃度激素組合對甜薯不定芽及再生植株的影響，從而建立一套甜薯快速繁殖體系。結果表明，莖尖誘導出芽最佳培養基為MS+NAA 0.1 mg/L+KT 2.0 mg/L，單節莖段誘導的最佳培養基為MS+AD 0.8 mg/L，增殖最佳培養基為MS+NAA 0.5 mg/L+KT 2.0 mg/L，生根最佳培養基為MS+IBA 2.0 mg/L。該方法能夠提高甜薯繁殖系數，提高甜薯品質與產量，為甜薯產業化生產提供了理論依據和實踐指導。

關鍵詞：甜薯;脫毒苗;莖尖;單節莖段;快速繁殖技術

甜薯[Dioscorea esculenta （Lour） Brukill]，別稱甘薯、毛薯、蒂薯，與山藥同為薯蕷科（Dioscoreaceae）薯蕷屬（Dioscorea L.）藤本植物[1]，海南、廣東、廣西等南方沿海地區廣泛分布，浙江、江蘇則有少量分布。其莖塊顏色為白色，肉質細嫩，既含豐富的多糖、淀粉、蛋白質等成分[2]，又具有健脾止瀉、益肺滋腎、解毒斂瘡等功效[3]。除了豐富的營養成分和良好的藥用價值，甜薯還具有耐儲藏、抗旱性好、病蟲害少、單株結薯多且集中等特性[4]，便于生產管理，是值得研究和開發利用的特色薯類作物。

甜薯的種植方式與傳統的山藥種植方法類似，即在收獲季節選健壯、無病蟲害的塊莖貯藏，次年種植季節取出切斷種植，但這種傳統的“春種、秋收、冬藏”方式存在種塊嚴重浪費、擴殖速度慢、人力物力消耗大等問題。而且，長期的無性繁殖導致病毒和病害的積累與傳播，致使品質退化、產量下降[5]。

前人研究表明，通過組織培養脫除病毒的方法不僅可以極大地提高薯蕷屬植物繁殖系數，而且還可以解決因長期營養繁殖造成的病毒病和品質退化等問題[6-8]。目前，在山藥不同種或品種如鐵棍山藥（D. opposita Thunb. cv. Tiegun）、淮山藥（D. opposita）、叉蕊薯蕷（D. collettii HK. f.）、參薯（D. alata L.）等中已有成功報道[6，9-11]，但甜薯中尚未見相關研究。本研究以甜薯為研究對象，通過不同外植體、不同激素種類與濃度處理等試驗設計，篩選最佳試驗條件，建立甜薯組織培養的最佳試驗體系，以期為甜薯脫毒苗的產業化生產提供理論依據和實踐指導，也為甜薯后續的開發與利用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本試驗中的外植體材料取自南京中山植物園，采集時間為6月中旬，選取生長健壯、無病蟲害的植株，將枝蔓上部3～5 cm的嫩莖或約1 cm的莖尖取下，先用自來水沖洗，然后泡在無菌水中備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 外植體的制備 在超凈工作臺上，先將外植體用75%乙醇消毒10～15 s，然后用0.1% HgCl2溶液浸泡3～5 min，最后用無菌水沖洗3～5次。將消毒后的莖尖、單節莖段分別切成0.5、1 cm 左右的長度，以備后續使用。

1.2.2 誘導培養 莖尖芽誘導：以MS基本培養基[蔗糖30 g/L、瓊脂10 g/L、pH值5.8、0.1% PVP（聚乙烯吡咯烷酮）]附加不同濃度NAA（萘乙酸）、6-BA（6-芐氨基嘌呤）和KT（激動素），共設5個處理，每個處理3個重復（表1），每個處理10瓶，每瓶接種3個。30 d后統計結果。

叢生芽繁殖系數=誘導芽總數/莖尖萌發數。

單節莖段芽誘導：以MS基本培養基[蔗糖 30 g/L、瓊脂10 g/L、pH值5.8、0.1% PVP（聚乙烯吡咯烷酮）]附加不同濃度AD（腺嘌呤）、NAA（萘乙酸）、KT（激動素），共設7個處理，每個處理3個重復（表2），每個重復10瓶，每瓶接種3個。30 d后統計結果。

單節莖段誘導率=形成不定芽數/接種的外植體總數×100%。

1.2.3 繼代增殖培養 選取生長健壯、無玻璃化的再生苗的莖尖和帶腋芽莖段進行繼代增殖。繼代增殖培養基在誘導培養基的基礎上適當調整，附加不同濃度NAA和KT，共設3個處理，每個處理3個重復（表3）。

增殖倍數=發芽外植體數/接種外植體總數。

1.2.4 生根培養 芽苗長到2～3 cm時，選取生長健壯的無根苗接種于生根培養基中誘導生根，30 d后統計組培苗生根率。

生根培養基采用1/2 MS培養基，附加不同濃度的NAA（0.5、1.0、0.2 mg/L）或IBA（0.5、1.0、2.0 mg/L），共設4個處理，每個處理3個重復。

生根率=生根苗總數/接種的無根苗總數×100%。

1.2.5 培養條件 以上試驗均在溫度（25±2） ℃、光照16 h、光照度2 000 lx的條件下進行。

2 結果與分析

2.1 不同激素處理莖尖芽誘導情況

在添加不同濃度NAA、6-BA和KT的培養基上進行甜薯莖尖組培苗試驗，結果見表1。結果表明，激素的6種濃度組合處理均可誘導出芽（圖1-A），但叢生芽的繁殖系數在不同處理間差異很大，其中處理2繁殖系數最高，為5.0。觀察發現，處理2開始出芽的時間也較其他處理短，約為3周。因此，NAA 0.1 mg/L+KT 2.0 mg/L的激素配比是莖尖誘導出芽的最適條件。

2.2 不同激素處理單節莖段芽誘導

在添加不同濃度AD、NAA和KT的培養基上進行甜薯單節莖段組培苗培養，結果見表2。結果表明，激素的6種濃度組合處理均可誘導出芽（圖1-B），其中處理6的誘導率最高，且在誘導過程中發現，當芽苗長出后會繼續長葉生根，這可能是由于培養基中激素被消耗后濃度降低，適合生根需求。因此，單節莖段誘導出芽的最適激素濃度是AD 0.8 mg/L。

2.3 繼代培養誘導出不定芽

將誘導出的不定芽分別接種到含有不同濃度NAA和KT的1～3號培養基中，結果（表3）表明，在3號培養基中的芽苗既有增殖生長又有伸長生長，增殖倍數高，培養30 d可達4.8，且芽苗長勢旺盛。在1號培養基中芽苗伸長生長明顯，芽體粗壯，但增殖倍數較低。在2號培養基中長勢較好，芽苗增殖倍數較高，但新芽細小。因此，NAA 0.5 mg/L+KT 2.0 mg/L是最適合甜薯組培苗增殖培養的激素濃度組合。

2.4 不同激素處理組培苗生根的影響

在不同濃度AD培養基上進行甜薯組培苗的生根培養，結果（表4）表明，3個培養基都可以誘導根產生（圖1-C、圖1-D），其中2號培養基的生根率最高，為95%，且生根所需時間最短，僅需2周。此外，綜合評價生根數量及質量，2號培養基均優于其他2個培養基。因此，IBA 2.0 mg/L是最適合甜薯組培苗生根培養的激素濃度。

3 討論與結論

要想建成甜薯組織培養的最佳試驗體系，取材是構建甜薯組織培養最佳試驗體系的關鍵環節，對組培苗培養成敗有很大影響[8]。本試驗以莖尖和單節莖段為外植體，均能誘導出芽，因外植體來源不同，各外植體誘導率與芽的狀態有明顯區別，而通過節段發生途徑可以直接誘導出芽，最初為綠色芽點，很快就伸展并長出小葉片，可以繼代增殖，而且所需時間比莖尖誘導出芽短，由此判定甜薯組織培養的最佳外植體是節段。此外，同一器官的不同部位以及不同取材時間也是影響組織培養效果的重要因素[12]。幼嫩的外植體容易出芽，而越老的外植體越容易褐化，并且越難出芽生長。眾多研究報道，外植體直接誘導出芽是組培快繁技術的重要選擇之一[13-14]，而且通過愈傷長期的繼代分化，可能會使細胞染色體結構發生變異，細胞的形態發生能力下降甚至喪失。通過莖尖和單節莖段出芽，其芽和分生組織培養不像愈傷組織和懸浮細胞培養那樣容易發生變異，這種方法產生的克隆植株表現出高度的一致性，且遺傳性狀穩定，開辟了加速優良品種大量繁殖的途徑[15]。

組培苗生根對于生產十分重要，但由于甜薯生根率并不高，在筆者篩選出的培養條件下的生根率很高，有利于高效地生產繁殖。雖然沒有經過誘導愈傷途徑誘導甜薯植株再生，但筆者已經摸索出其最佳的快速繁殖體系，將有助于甜薯脫毒苗的產業化生產。

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