冀東地區甘薯種苗的莖尖脫毒技術

徐 燕，垢志霞，韓金玲，俎天嬌，王艷敏，喬亞科，李桂蘭*

(1 河北科技師范學院，農學與生物科技學院，河北 秦皇島，066600；2 河北省(秦皇島)甘薯產業技術研究院)

甘薯[Ipomoeabatatas(L.) Lam.]為雙子葉植物綱，旋花科甘薯屬一年或多年生草本植物[1]。甘薯既可以作為糧食作物，又可以作為飼料作物和輕工業原料[2]，具有廣泛的應用。我國甘薯種植面積約660萬hm2，占我國耕地總面積約4.2%，而甘薯產量占世界甘薯總產量85%左右；我國甘薯種植面積和甘薯總產量均居世界首位[3～6]。

近年來，冀東地區推廣種植的甘薯品種病毒病發生嚴重，特別是主要種植的淀粉型品種盧選1號受病毒病危害嚴重，減產30%以上，使當地甘薯生產受到極大影響。為此，筆者參考前人的方法，試驗開展甘薯品種脫病毒技術研究，以期為冀東地區生產脫病毒甘薯種苗提供技術保障。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

本次試驗選用3個甘薯品種，其中煙薯25和北京553屬于鮮食型甘薯品種，而盧選1號為冀東地區主推淀粉型品種。試驗于2019年6月～11月在河北科技師范學院植物細胞工程實驗室進行。

1.2 外植體消毒處理

選取生長良好、無病蟲害的甘薯苗，先剪取莖尖1～2 cm，用洗潔精浸泡2 min再用清水沖洗30 min，在超凈工作臺上，用提前滅菌的無菌水沖洗3次，再用體積分數為0.75的乙醇浸泡30 s，不斷地用玻璃棒攪勻，然后用ρ(NaClO)=20.0 g·L-1消毒5 ～15 min，最后用無菌水沖洗5～6次。在無菌環境下，使用解剖鏡觀察，用注射器與解剖刀切取0.2～0.4 mm，放在MS培養基上培養。設6個消毒處理(表1)，每個處理3次重復，每個重復4瓶，每瓶接5個莖尖。在培養過程中不斷檢查污染和死亡的莖尖，并記錄，40 d后統計污染率和死亡率，3個月后調查成苗率，篩選出最佳消毒方法。

1.3 培養基的激素配比

以MS為基礎培養基，分別添加不同濃度激素6-BA和IBA，在無菌條件下分別剝離煙薯25，北京553，盧選1號的莖尖，接種在各處理組合的培養基上(表2)。每個處理設3次重復，每個重復4瓶，每瓶接5個莖尖。培養50 d觀察莖尖萌發數、出芽數、成苗率等。

表1 甘薯種苗莖尖脫毒的表面消毒處理方法

表2 甘薯種苗莖尖脫毒培養基6-BA與IBA的配比

1.4 數據統計與分析

試驗數據采用EXCEL軟件初步統計分析，DPS7.05進行Duncan新復極差法顯著性檢驗。

外植體接種培養后，在固定時間內調查污染率、死亡率、成苗率等指標，篩選出最佳培養方案。

污染率=(污染莖尖數/接種的總莖尖數)×100%

死亡率=(未污染死亡莖尖數/接種的總莖尖數)×100%

成苗率=(成苗的莖尖數/接種的總莖尖數)×100%

莖尖成活率=(成活的莖尖數/接種的總莖尖數)×100%

莖尖分化率=(誘導出芽的莖尖數/接種的總莖尖數)×100%

2 結果與分析

2.1 不同消毒時間對甘薯莖尖消毒效果的影響

2.1.1對煙薯25莖尖培養的影響ρ(NaClO)=20.0 g·L-1消毒處理9 min煙薯25莖尖成苗率最高，達到41.67%。在ρ(NaClO)=20.0 g·L-1消毒處理時，隨著NaClO消毒處理時間的增加，接種外植體成苗率先升后降(表3)。

表3 不同消毒處理對煙薯25莖尖培養的影響

2.1.2對盧選1號莖尖培養的影響ρ(NaClO)=20.0 g·L-1消毒處理9 min盧選1號莖尖培養污染率最低，但13 min消毒效果最好，莖尖成苗率為36.67%(表4)。

表4 不同消毒處理對盧選1號甘薯莖尖培養的影響

2.1.3對北京553莖尖培養的影響 外植體經過ρ(NaClO)=20.0 g·L-1消毒處理后11 min及13 min北京553莖尖培養污染率最低，均為3.33%，而處理11 min莖尖成苗率最高(表5)。

表5 不同消毒處理對北京553甘薯莖尖培養的影響

總之，由于甘薯品種的不同，外植體的消毒時間也不一致。ρ(NaClO)=20.0 g·L-1消毒時，隨著消毒時間的延長，污染率和成苗率逐漸降低。

2.2 6-BA與IBA不同濃度組合對甘薯莖尖組織培養的影響

將不同品種甘薯的莖尖在6-BA與IBA不同濃度組合的培養基中培養7 d左右，莖尖有明顯的變化：膨大和轉綠。15 d后不同培養基上的莖尖出現愈傷組織，25 d后有的莖尖分化成芽。

2.2.1對煙薯25莖尖組織培養的影響 在MS+1.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA的培養基上，煙薯25莖尖分化率最高，分化率為93.33%。在MS+1.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA與MS+1.5 mg/L 6-BA+0.3 mg/L IBA的培養基上的煙薯25成苗率最高，均達到91.67%。在相同的6-BA濃度下，隨著IBA濃度的增加，莖尖分化率先升高后降低，隨著6-BA的濃度增加，愈傷組織逐漸變大，芽的分化比較慢(表6)。

表6 6-BA與IBA不同濃度的組合對煙薯25甘薯莖尖組織培養的影響

2.2.2對盧選1號莖尖組織培養的影響 盧選1號在MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA的培養基上莖尖分化效果最佳，分化率為75.00%，成苗率也最高，達到75.00%(表7)。

表7 6-BA與IBA不同濃度的組合對盧選1號甘薯莖尖組織培養的影響

2.2.3對北京553莖尖組織培養的影響 北京553在MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L IBA培養基誘導培養效果最好，莖尖分化率達到85.00%，成苗率為73.33%(表8)。

表8 6-BA與IBA不同濃度的組合對北京553甘薯莖尖組織培養的影響

2.2.4不同甘薯品種莖尖成活率及成苗率的比較 通過對品種間的莖尖成活率差異顯著性測驗，煙薯25的莖尖成活率最高，達到92.89%；北京553次之，為84.56%；盧選1號最低，是為75.45%，3個品種之間莖尖成活率差異均達到顯著性水平(表9)。而莖尖成苗率上，煙薯25的莖尖成苗率最高，達到62.44%，顯著高于北京553和盧選1號，而北京553與盧選1號的莖尖成苗率差異不顯著(表9)。

表9 不同品種間莖尖成活率及成苗率差異比較

由此可知，不同品種的莖尖成活率與成苗率各不相同，本次試驗結果得出的莖尖成活率及成苗率由高到低的順序是：煙薯25，北京553，盧選1號。

3 討論與結論

3.1 討論

近年來，甘薯因病毒病越來越嚴重導致種薯退化而失去其優良性狀[14]。但由于病毒在植物體內的分布是不均勻的，病毒在植物體內形成2種傳播方式，一種是由于莖尖分生組織尚未形成維管束，病毒顆粒不易通過，只能通過胞間連絲進行傳播[15]；另一種是隨著營養物質通過維管束進行傳播，速度較快。因此我們通常利用莖尖進行培養，獲得帶有極少病毒或無毒的苗[16]。進而培育脫毒種薯，是解決甘薯種薯退化最有效方法之一。

在甘薯莖尖脫毒的整個過程中控制污染率與死亡率是最關鍵的，如何在整個過程中降低污染率和死亡率，提高成活率，消毒在整個過程中起著重要作用。消毒時間的長短對莖尖成活率影響很大，如果消毒時間短，莖尖易污染，導致消毒不徹底，如果時間過長，莖尖失去活性，成活率會降低[17]。因此消毒時間的長短對莖尖組織的培養有至關重要的作用。

不同激素配比對甘薯莖尖組織培養有重要影響[18]，激素濃度過高或過低均不利于莖尖生長，濃度過高抑制莖尖生長甚至會死亡，濃度過低不利于誘導莖尖生長的啟動。

3.2 結論

(1)煙薯25，盧選1號與北京553分別用ρ(NaClO)=20.0 g·L-1消毒處理9 min，13 min，11 min污染率最低，成苗率最高。

(2)煙薯25 在MS+1.5 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA的培養基培養，莖尖分化率最高，莖尖分化率為93.33%；盧選1號在MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L IBA的培養基上培養分化效果最佳，莖尖分化率為75.00%；北京553 在MS+1.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L IBA培養基誘導培養效果最好，莖尖分化率達到85.00%。

(3)在芽誘導分化的MS培養基中加入適量的6-BA和IBA有利于莖尖的分化，過多會抑制莖尖的生長。在不同甘薯品種的莖尖培養過程中的成活率與成苗率存在顯著性差異，本次試驗結果得出煙薯25的莖尖成活率及成苗率均最高，北京553次之，盧選1號最低。