馬鈴薯脫毒種薯快繁技術研究

王蔚杰 趙娜 尚登翔 王發東 趙世霞 李蔚

摘要：【目的】為了探索河西地區馬鈴薯種薯高效優質繁育方法，解決馬鈴薯種薯退化嚴重的問題，本文在金昌進行了馬鈴薯脫毒種薯快繁技術試驗。【方法】通過對金昌主栽品種“希森6號”開展不同馬鈴薯莖尖誘導培養、快繁培養的培養基配比篩選和脫毒種薯栽培基質的篩選，研究最佳的快繁技術。【結果】結果表明，以MS+蔗糖+瓊脂為對照，27個不同莖尖誘導培養基處理的分生組織成苗率均高于對照CK，其中處理14最高；以MS+蔗糖+瓊脂為對照，16個不同快繁培養基處理的組培苗生根率、株高、莖粗、葉片數及莖葉鮮干重均大于對照，其中處理5的生長表現最強；以泥炭土為對照，6個不同栽培基質處理的種薯性狀均好于對照CK，其中表現最好的是D1處理。【結論】因此，將馬鈴薯在MS+蔗糖+瓊脂+6-BA 2mg/L+GA3 0.2mg/L+NAA 0.2mg/L的培養基上進行莖尖誘導培養、在MS+卡拉膠2.5g/L+蔗糖30g/L的培養基上進行快速繁殖、煉苗后，將組培苗移栽于蛭石里繁殖種薯效果最佳，我們初步制定了適合該地區馬鈴薯脫毒種薯快繁的技術要點。

關鍵詞：馬鈴薯；快繁；脫毒種薯；組織培養

基金項目：金昌市青年人才基金項目（2021CZYFGO）

作者簡介：王蔚杰，碩士研究生，農藝師，主要從事設施蔬菜與作物育種研究。Email：1139420117@qq.com

通訊作者：王發東，林業工程師，主要從事設施蔬菜與果樹栽培研究。Email：370921749@qq.com

引言

隨著馬鈴薯主糧化戰略的推進，馬鈴薯種植面積日益增加。然而，在馬鈴薯生產中，病毒病的普遍發生導致馬鈴薯產量降低和商品性狀退化，這種狀況隨著種植年限的增加逐年加重，嚴重制約著馬鈴薯產業的持續、健康發展。馬鈴薯脫毒種薯的繁育和推廣可以從根本上抑制病毒病的發生和蔓延，是馬鈴薯產業發展的重要保障。脫毒試管苗的擴繁是脫毒種薯繁育的一個重要環節，培養基是脫毒試管苗生產的基礎[1-5]。脫毒馬鈴薯原原種也叫微型薯，是脫毒試管苗在隔離條件下生產的種子，雖然個頭小，但是純度高，是繁育優良馬鈴薯的種子，其繁育應用廣泛的栽培方式是無土基質栽培。研究發現蛭石、珍珠巖、草炭等混合配制的基質栽培可使馬鈴薯原原種總產量、商品薯產量較純土壤種植均顯著提高[6-9]。雖然國內外學者對馬鈴薯脫毒或快繁技術進行了大量研究，但對河西區域馬鈴薯脫毒種薯快繁技術優化研究較少，尚需進一步研究。因此，本研究通過比較不同培養基配比，篩選出最佳誘導和快繁培養基；通過比較不同基質配比，篩選出最佳栽培基質，為馬鈴薯脫毒種薯快繁提供技術支撐，同時促進本地區馬鈴薯產業高質量發展。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

將馬鈴薯品種“希森6號”置于室溫催芽，待芽長至約3cm時，切取長約1cm的莖芽用作外植體材料。

1.2 試驗方法

試驗于2021年1月開始在金昌植物園組繁中心植物組織培養實驗室、玻璃連棟溫室、日光溫室中進行。試驗地位于北緯30°04′-31°58′、東經101°13′-102°19′，屬于大陸性溫帶干旱氣候，年均氣溫9.2℃，最高溫23.7℃，最低溫-6.2℃，年均日照2981.6h，無霜期141d，年均降水量139.8mm。

1.2.1 消毒處理

使用0.1%升汞對用作外植體材料的馬鈴薯莖芽浸泡8 min進行消毒，再用75%乙醇消毒30s 后，用無菌水沖洗6次。然后在解剖鏡下剝離帶1-2個葉原基約0.3mm長的莖尖用作外植體。

1.2.2 莖尖誘導

將消毒后的馬鈴薯外植體接種在誘導分化的培養基上進行莖尖分化培養。培養基pH值5.5-5.8，培養溫度為（22±1）℃，光照度2500Lx，光照時間每天16小時。以不加激素的MS培養基（MS+蔗糖

（30g/L）+瓊脂（7g/L））為對照（CK），分別設置6-BA三個濃度（1.0mg/L，2.0mg/L，3.0mg/L），GA3三個濃度（0.1mg/L，0.2mg/L，0.5mg/L），NAA三個濃度（0.05mg/L，0.2mg/L，0.5mg/L）等27個不同莖尖誘導培養基處理，見表1。

1.2.3 組培苗快繁

將誘導獲得的脫毒小苗剪成帶單個腋芽的莖段，接種在擴繁生根培養基上進行快繁。培養基pH值5.5-5.8，培養溫度為（22±1）℃，光照度2500Lx，光照時間每天16小時。以不加激素的MS培養基（MS+蔗糖（30g/L）+瓊脂（7g/L））為對照（CK），分別設置MS和1/2MS，瓊脂（7g/L）和卡拉膠（2.5g/L），NAA四個濃度（0.0mg/L，0.5mg/L，1.0mg/L，1.5mg/L），蔗糖（30g/L）不改變等16個不同快繁培養基處理，見表2。

1.2.4 組培苗煉苗移栽

在組培室中半開瓶蓋煉苗1天，從組培室取出來，在夜間最低溫度不能低于6℃的環境下，打開瓶蓋，煉苗1-2天。煉苗后移栽時，需要把苗子上的培養基洗干凈（最好用溫水洗培養基，動作輕柔避免傷根，盡可能把培養基洗凈，洗不干凈容易滋生細菌）。然后用多菌靈（800倍液）進行殺菌，生根粉（400mg/L）進行蘸根，再定植在基質里。

1.2.5 脫毒種薯繁育

基質選用蛭石、泥炭土、珍珠巖，隨機區組設計，共計7種基質配方（見表3），以100%泥炭土處理為試驗對照，各處理基質體積相同。移栽前施均衡性復合肥200g/m2，將基質和肥料混合后澆透水，用塑料膜覆蓋2-3天以增溫。釆用試管苗扦插方式，株行距8*10cm，小區面積為0.5m2，每個處理３次重復。移栽15d后統計移栽成活率。成熟收獲時，記錄小區產量和結薯數，統計商品率。

2 結果與分析

2.1 不同馬鈴薯莖尖誘導培養基篩選

不同馬鈴薯莖尖誘導培養基處理下分化的愈傷組織成苗率在60.00%-86.67%，27個試驗處理的分生組織成苗率均高于對照CK的成苗率，成苗率較高的試驗處理如表4所示，處理14號的成苗率最高為86.67%，處理16和17的次之，為80%，比對照CK 的成苗率高出20%以上。主要是誘導培養基中6-BA、GA3、NAA等植物激素及生長調節物質促進莖尖分化產生更多愈傷組織及促進分生組織的生長成苗，而且6-BA、GA3、NAA配比越合理的培養基誘導分化能力越強。由此表明，處理14號的表現最好，即馬鈴薯外植體在MS+蔗糖（30g/L）+瓊脂（7g/L）+6-BA

2mg/L+GA3 0.2mg/L+NAA 0.2mg/L培養基上進行莖尖誘導培養的效果最好。

2.2 不同馬鈴薯快繁培養基篩選

16個不同快繁培養基上的組培苗生根較多、葉片濃綠、植株生長較好的8個處理如表5所示，這8個處理的試管苗的生根率、株高、莖粗、葉片數、莖葉鮮重、莖葉干重均大于對照CK的，均值分別為92.33%、10.99cm、0.94mm、12.28個、125.45mg、8.77mg，其中，處理5號的生根率、株高、莖粗、葉片數、莖葉鮮干重最大，好于其他處理。原因是MS比1/2MS能提供足夠的營養元素、鐵鹽、有機物。卡拉膠比起瓊脂更容易凝固，而且成本較低。生長調節劑NAA可以促使不容易生根的植物生長，而馬鈴薯植株生根能力比較強，NAA的存在反而抑制了其生長。因此，處理5號的組培苗生長最好，即表明馬鈴薯脫毒苗在MS+卡拉膠2.5g/L+蔗糖30g/L的培養基上快繁效果最好。

2.3 不同馬鈴薯脫毒種薯栽培基質篩選

由表6可以看出，不同栽培基質處理的組培苗的成活率和脫毒種薯的單粒重、單株粒數、單株產量、商品率的大小均表現為D1＞D3＞D5＞D2＞D6＞D4＞CK，其中，D1處理的均最大，對照CK的最小。馬鈴薯脫毒微型薯的單株產量7個處理中D1的最大為85.45g，分別比D3、D5、D2、D6、D4和CK處理增加了15.54g、20.50g、27.24g、31.95g、38.12g、44.81g，增產效果明顯。因馬鈴薯微型薯的繁育對栽培基質的主要要求是疏松性和透氣性，疏松透氣性較好的基質有利于脫毒馬鈴薯試管苗定植成活及脫毒種薯的結薯。處理D1的綜合表現最好，可能是由于蛭石基質松軟透氣，有利于根系生長，成活率較高，促進營養吸收，植株生長健壯且利于匍匐莖生長和塊莖膨大，增產效果好，商品率高。因此，處理D1的種薯性狀最好，即表明脫毒組培苗移栽于蛭石基質里繁育種薯最佳。

3 結論與討論

馬鈴薯外植體接種在MS（不含瓊脂和蔗糖）+蔗糖（30g/L）+瓊脂（7g/L）+6-BA 2mg/L+GA3 0.2mg/L+NAA 0.2mg/L的培養基上進行莖尖分化培養效果最好，在擴繁生根培養基MS（不含瓊脂和蔗糖）+卡拉膠2.5g/L+蔗糖30g/L上進行快速繁殖最佳，脫毒組培苗移栽在蛭石基質里生長發育表現最好。

27個不同誘導培養基處理的分生組織成苗率均高于對照CK，其中處理14的成苗率最高，比對照CK 高出20%以上。原因是植物激素及生長調節物質6-BA、GA3、NAA等促進莖尖分化產生更多愈傷組織及促使分生組織的生長成苗，同時6-BA、GA3、NAA配比越合理的培養基誘導分化能力越強。這與范繼紅等[10]的研究有相似之處。16個不同快繁培養基處理的試管苗的生根率、株高、莖粗、葉片數、莖葉鮮干重均大于對照，其中處理5的生根率、株高、莖粗、葉片數、莖葉鮮干重最大，好于其他處理。主要是MS比1/2MS能提供足夠的營養元素、鐵鹽、有機物；卡拉膠比瓊脂更容易凝固，而且成本較低；生長調節劑NAA可以促使不容易生根的植物生長，而馬鈴薯植株生根能力比較強，NAA的存在反而抑制了其生長。這跟賈小霞等[11]的研究相類似。6個不同栽培基質處理的組培苗成活率和脫毒種薯的單粒重、單株粒數、單株產量、商品率都大于CK，其中處理D1最大，CK的成活率、單粒重、單株粒數、單株產量、商品率最小。王雪潔等[12]的研究表明疏松性透氣性較好的基質有利于馬鈴薯微型薯的繁育，這與本研究的觀點基本一致。處理D1的綜合表現最好，可能是由于蛭石更松軟透氣，有利于根系生長及營養吸收，植株生長健壯且利于結薯，增產效果好，商品率高。

馬鈴薯脫毒種薯快繁技術要點為：（1）消毒處理：使用0.1%升汞對馬鈴薯莖芽浸泡8min進行消毒，再用75%乙醇消毒30s后，無菌水沖洗6次。然后在解剖鏡下剝離帶1-2個葉原基約0.3mm長的莖尖用作外植體。（2）莖尖誘導：將消毒后的外植體接種在 MS（MS+蔗糖（30g/L）+瓊脂（7g/L））+6-BA 2mg/L+GA3 0.2mg/L+NAA 0.2mg/L的培養基上進行莖尖分化培養。培養基pH值5.5-5.8，培養溫度為（22±1）℃，光照度2500 Lx，光照時間每天16小時。（3）莖段快繁：將誘導獲得的脫毒小苗剪成帶單個腋芽的莖段，接種在擴繁生根培養基上，培養基配方MS+卡拉膠2.5g/L+蔗糖30g/L。培養基pH值5.5-5.8，培養溫度為（22±1）℃，光照度2500Lx，光照時間每天16小時。生長周期20-25天，植株生長健壯。（4）脫毒種薯繁育：煉苗后以株行距8*10cm將組培苗移栽在10-20cm厚的蛭石基質中，種植深度以保持地上部分留2-3片葉為宜，加強通風、保濕管理，一周后幼苗長出新根，去掉遮陽網，進行科學化管理，繁育脫毒種薯。

參考文獻

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