優質食用紫薯南紫薯008脫毒繁育體系的構建

黃迎冬 劉莉莎 周全盧

摘 要：甘薯病毒病是造成甘薯品種退化的主要原因，經種薯繁育代代累積，最終會導致絕收。以優質食用型紫薯品種南紫薯008為試驗材料，進行了甘薯組培脫毒苗繁育體系的研究。結果表明：利用莖尖脫毒后的莖尖分生組織在含2mg/L 2，4-D的MS培養基中誘導胚性愈傷組織，建立胚性細胞懸浮培養系，經分化和再生，以提高擴繁率。將胚型細胞懸浮培養系建立的脫毒方式與水培快繁技術相結合，建立起一套完善的脫毒種薯種苗繁育體系，為四川丘陵地區脫毒種薯繁育提供了技術支持。

關鍵詞：甘薯;脫毒;水培快繁;繁育體系

中圖分類號 S531文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2021）05-0016-03

Abstract： Sweet potato virus disease is the main reason for the degradation of sweet potato varieties， and it accumulates from generation to generation through seed potato breeding， which may eventually lead to no harvest. In this study， Nanzishu 008 which is a high-quality edible purple potato variety， was used as the material to study the sweet potato tissue culture virus-free seedling breeding system. The results showed that the stem apex meristem after the detoxification of the stem apex was used to induce embryogenic callus in MS medium containing 2mg/L 2，4-D， and the embryogenic cell suspension culture line was established， afterward differentiation and regeneration. It can greatly increase the propagation rate. This combination of the detoxification method established by the embryonic cell suspension culture system and the hydroponic rapid propagation technology establishes a complete detoxification seed potato seedling breeding system. It provides a theoretical basis for formulating virus-free seed potato cultivation procedures in Sichuan hilly areas.

Key words：Sweet potato; Detoxification; Rapid hydroponic propagation; Breeding system

甘薯是一種富含類胡蘿卜素、花青素、維生素、糖類等多種營養物質的塊莖作物，具有抗癌、抗衰老等保健作用。但甘薯病毒病的發生導致中國大部分地區甘薯減產嚴重，且品質大幅度下降。由此，國內外許多學者在脫毒技術上進行了研究，如陳玉霞等將帶1～2個葉原基的莖尖置于含0.5mg/L 6-BA、0.1mg/L NAA、4%蔗糖、6.5g/L瓊脂的MS培養基中，成苗率為31.2%～100%[1]。趙雨佳等研究了不同消毒方法、不同莖尖大小以及不同濃度生長調節劑對莖尖脫毒和成苗效果的影響[2]。余成章采用33～35℃的高溫預培養植株2～5mm莖尖作為外植體進行組織培養，提高了成苗率和脫毒效果[3]。崔志鋼等對秦薯4號變溫處理后進行微莖尖剝離，篩選出最適誘導再生植株的培養基，即有6-BA 0.5mg/L和0.1mg/L NAA的MS培養基[4]。尚佑芬等研究發現，切取的莖尖分生組織帶1～2個葉原基的脫毒效果較好，且添加適量的病毒鈍化劑可提高脫毒率[5]。

水培快繁技術相比組培快繁，成本低，操作簡單，在馬鈴薯、綠蘿、墨蘭、觀音蓮等植物上研究較多[6-10]，但是在甘薯上卻極少被報道。目前，隨著脫毒技術和栽培技術的快速發展，脫毒甘薯在我國甘薯生產中越來越普遍。近年來，為滿足現代消費者和種植產業的多種需求，西南地區的脫毒甘薯發展較為迅速，但因莖尖脫毒技術的限制，只能從外地購買脫毒種苗，極大地限制了本區域的甘薯發展。

南紫薯008是南充市農業科學院于2001年以日本紫薯為母本的集團雜交選育出來的優質食用紫薯品種，也是四川省審定的第一個食用紫薯品種，其審定號為川審薯2008003。2005—2006年參加省區試驗，2007年進行大區生產試驗和示范，2008年通過四川省作物品種審定委員會審定。本研究采用莖尖分生組織建立胚性細胞懸浮培養系，擴大增殖率，同時結合水培快繁技術，實現了甘薯從脫毒苗生產到快繁，最終到脫毒種薯生產的目標，從而大大地縮短了脫毒苗生產時間，提高了甘薯的商品性，增加了種植戶收益。

1 品種特性

南紫薯008[11]是中熟、長蔓食用型、加工型、葉菜型兼用紫色甘薯品種，蔓長1.3～1.5m，莖基部分枝數3～4個，頂葉紫紅色，成熟葉綠色，心臟形，葉片大小中等，葉脈綠色，柄基綠色，蔓綠帶褐色、蔓粗中等、蔓長中等，蔓茸毛少，株型匍匐，無自然開花習性;薯塊長紡錘形，皮色紫，肉色紫，薯皮光滑，外觀商品性極佳。烘干率23.86%，淀粉率13.84%。可溶性總糖為7.95%，粗蛋白0.722%，維生素C每100g鮮薯含量為21.4mg，β-胡蘿卜素每100g鮮薯中含0.0319mg，花青素每100g鮮薯含量為15.106mg，藤葉粗蛋白含量為1.38%。萌芽性好，單薯發苗數13～17苗，幼苗生長勢強;結薯整齊集中，易于收獲，單株結薯數2～3個，大中薯率69.08%;熟食品質優，抗黑斑病，耐旱、耐瘠性較強，貯藏性特好。

2005—2006年省區試匯總結果鮮薯單產21096kg/hm2，藤葉單產30411.45kg/hm2。2007年在四川省不同生態區生產試驗，平均鮮薯單產19411.8kg/hm2，藤葉單產33753.6kg/hm2。

2 脫毒苗繁育技術體系

根據國家行業標準《NY/T 1200-2006甘薯脫毒種薯》，脫毒甘薯的生產過程一般分為以下3個環節[12]：第1環節是脫毒苗繁育，包含優良品種選擇、莖尖脫毒培養、莖尖苗病毒檢測、脫毒試管苗快繁，其中甘薯脫毒技術是一重要環節;第2環節是原原種生產;第3環節是原種及良種繁育。

2.1 選擇優良品種 脫毒前的單株選擇原則是健康、壯苗，至少10株經過株系選后的優質株苗，一般選擇5～7個節間的苗尖，置于實驗室內培養5～7d，選擇新長的3～4個莖節的芽苗進行莖尖脫毒。

2.2 建立胚性細胞懸浮培養系[13] 剪取新長的帶莖尖的芽段3～4個節，在加有吐溫20的清水中浸泡5～8min，清洗3～4次后，用自來水沖洗30min，除去表面的雜質。置于無菌操作臺上，先經75%酒精浸泡30s，經無菌水沖洗3～4次，然后用0.1%的氯化汞消毒7～8min，再次經無菌水沖洗3～4次。在解剖鏡下，將消毒好的芽段剝去頂芽或腋芽上較大的幼葉，切取莖尖頂端分生組織大約0.1～0.2mm隨機接種在含2mg/L 2，4-D的MS培養基上，待出現愈傷后，挑取胚性愈傷于MS液體培養基中37℃震蕩培養箱中培養，14d后將胚性愈傷挑出置于1mg/L 6-BA的MS培養基中，待莖尖膨大變綠后轉入普通的MS培養基上，培養成莖尖試管苗[14]。經試驗研究發現，適當延長懸浮培養周數，可使擴增效率達到1000%，而且植株的再生率可達100%。圖1為南紫薯008胚性愈傷組織的懸浮培養情況，圖2為南紫薯008植株的再生過程。

2.3 莖尖苗病毒檢測 脫毒莖尖苗是經過病毒檢測確定其不帶病毒的試管苗。常見的檢測方法有血清法、分子生物學檢測法和指示植物嫁接法等，但多用改進的班酶聯免疫吸附法來檢測脫毒效果[15]。經酶聯免疫試劑盒檢測發現，通過建立胚性細胞懸浮培養系得到的植株脫毒率高達94.32%。將檢測不帶病毒留下的試管苗按照株系標記，并進行大量繁殖得到了脫毒株系。

2.4 優良脫毒株系篩選 經過脫毒得到的莖尖苗株系間通常含有變異株系、病株，并且在形態和產量上差異較大，因此必須進行優良株系的篩選。將每系10株脫毒苗經練苗后栽種在無菌土中，以帶病毒的同品種植株為對照，對形態、長勢、產量等方面進行綜合評價，選出優良的脫毒株系。

2.5 水培快繁 水培快繁是一種利用營養液代替土培達到快速繁育薯苗或者花卉等的擴繁技術，通常在馬鈴薯上運用較多，在甘薯快繁技術上很少被報道[16]。選取長至10cm左右的已脫毒的南紫薯008試管苗，先取下試管膜置于室內練苗1～2d，然后洗去培養基，去除須根和基部老葉，只保留2～3片葉子。將處理后的甘薯苗扦插在有孔的泡沫板上，置于水培苗床，確保脫毒苗下部1cm左右浸于液面下，上蓋透明塑料膜保濕。以MS培養液為基礎，改良形成了甘薯脫毒苗水培快繁營養液專用配方MA。以化學純NH4NO3、KNO3、Ca（NO3）2、KH2PO4和MgSO4·7H2O分別按照1.268、1.795、0.492、0.17、0.37g/L配置成10倍大量元素母液，以MS配方的鐵鹽及微量元素各100倍及1000倍母液備用[17]。研究發現，MA營養液培養下甘薯苗的根粗而壯、發根快。培養14d后對定植的脫毒苗進行打頂，1苗可繁殖1苗，培養14d后對10～15cm的尖節苗進行剪切，打破頂端優勢，繼續培養下側枝開始生長，MA培養下每苗可繁殖2.31苗，較MS培養增加51.97%，培養28d增幅可達到44.91%。

2.6 原原種繁育 原原種生產的基地要求嚴格，必須是3年以上未種植過甘薯的無病原土壤，且1km內無其他甘薯，田塊肥力適中，排灌方便。按照壟距80cm，壟高25cm左右，種植密度為90000株/hm2的標準種植脫毒苗，同時注意蚜蟲等害蟲的防治和水肥的管理，平時多觀察脫毒苗的長勢情況，一旦出現病毒株，必須及時拔除。適時提早收獲，做好窖藏，確保原原種的種薯質量。

2.7 原種及良種繁育 選擇原原種生產基地周邊田塊作為原種繁育基地。將原原種薯在原種繁育基地殯種，所得的原原種苗仍然按照原原種生產的標準種植，收獲得到的即為原種。原種苗在普通大田條件下生產獲得良種，可作為脫毒種薯銷售給種植戶。

3 脫毒種薯繁育體系的推廣

根據四川省甘薯種植現狀，以南充市農業科學院甘薯所為中心，重點開展優良品種脫毒和脫毒苗水培快繁研究，選擇與西充縣、安岳縣、射洪縣等地的優秀種植戶合作，為其提供脫毒試管苗或原原種苗。目前，西充縣已開始溫室大棚的建設，預計1年后可投入使用，為良種育苗和原原種生產提供條件，同時帶動周邊農戶的發展，增加農民收入，為脫貧攻堅助力。

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（責編：張宏民）