甘薯脫毒苗快繁體系的研究進展

中國是世界上最大的甘薯生產國（Ipo‐moea batatas（L.）Lam.）。考慮到中國甘薯產區眾多，甘薯是一種無性繁殖作物，甘薯病毒的遺傳多樣性在全國可能很高[1]。甘薯原產于南美洲，傳于中國已經有400多年的歷史，它產量高、用途廣、適應性強，是中國重要的糧食作物，種植面積居于世界首位。世界衛生組織經過3年的研究和評選，評出最健康的六大食品，甘薯被列為13種最佳蔬菜之首。據專家介紹，紅薯不但營養均衡，而且具有防止亞健康、減肥、健美和抗癌等作用。甘薯屬于無性繁殖作物，主要通過莖蔓，、薯塊和秧苗進行繁殖，一旦感染上病毒病，病毒病就會在體內不斷繁殖，造成甘薯產量降低、品質變差和種性退化，據統計，中國每年因甘薯病毒病的損失高達40億元，因此，利用莖尖分生組織培養培育甘薯脫毒苗是目前防治甘薯病毒病提高甘薯產量和品質唯一有效的方法。甘薯脫毒技術是一項高新農業增產技術，利用不帶病毒的甘薯莖尖分生組織，通過組培技術培養出脫毒苗。“脫毒”苗生產的種薯、種苗幾乎不帶病毒，品種純度也恢復到最初的狀態，種植到大田，植株健壯生長勢旺，田間發病率顯著降低，產量和品質顯著提升，一般可增產30%以上，甚至可達1倍。因此，“脫毒”甘薯深受薯農歡迎。影響甘薯莖尖脫毒的因素很多，本文重點從甘薯病毒種類，植物莖尖脫毒原理、受體材料消毒方法、受體材料莖尖分生組織大小、莖尖培養基成分、莖尖脫毒方式等方面展開綜述，以期為莖尖脫毒技術在甘薯上的應用提供科學依據。

1甘薯病毒種類

目前報道侵染甘薯的病毒有多種，主要包括9種RNA病毒：甘薯羽狀斑駁病毒、甘薯褪綠矮化病毒、甘薯G病毒、甘薯C病毒、甘薯2號病毒、甘薯褪綠斑病毒、甘薯潛隱病毒、甘薯輕型斑點病毒、黃瓜花葉病毒，3種DNA病毒：甘薯卷葉病毒（甘薯無癥狀1號病毒），甘薯桿狀DNA病毒B[2]。國內對廣西、北京、四川、山東、河南、福建等6省市的檢測，明確了中國甘薯主要受危害的是SPFMV、SPVG、SPCSV、SPLCV、CMV這5種[3]。這些病毒中陽性率最高的是SPFMV，其次是SPVG[4]。

2植物莖尖脫毒原理

莖尖培養就是莖尖生長點的培養，即把莖尖的分生組織包括有此分生組織的莖尖分離進行無菌培養的方法。莖尖培養脫毒的原理是病毒在植物體內的分布不均勻。病毒的數量隨植株部位及年齡而異，越靠近頂端分生區域的病毒感染濃度越低，由于莖尖分生組織沒有維管束，病毒只能通過胞間連絲傳遞，病毒運轉速度慢，趕不上細胞分裂和生長的速度，所以植株生長點的病毒數量極少或無。因此，采用微小的莖尖生長點離體培養可獲得植物脫毒苗[5]。

3不同作物受體材料消毒方式對莖尖脫毒影響

首先外植體材料的處理應該選擇無病蟲危害、色澤純正的薯塊，進行高溫催芽。也可以從大田選取生長良好的植株，剪去莖頂端的小葉片，留2 cm待用。用清水加洗滌靈浸泡15 min，后用流動的清水沖洗30 min以上，將外植體表面的浮塵及其它物質清洗干凈，再用無菌濾紙將外植體表面的水分吸干。

材料消毒是是保證能夠剝取足量莖尖材料的關鍵。一般消毒方法有以下幾種：一步法直接用氯化汞或次氯化鈉消毒，效果較差，一般不采用。兩步法先用70%酒精浸泡30 s，再用氯化汞或次氯化鈉消毒5～10 min。秦梅[6]采用75%的乙醇30 s+0.1%升汞10 min能取得較好的滅菌效果；黃萍萍[7]用氯化汞體積濃度為0.1%、消毒時間為8 min的消毒能得到良好的滅菌效果；還吳京姬[8]采用了自來水沖洗1～2 min+75%乙醇1 min+0.1%L汞5 min+無菌水沖洗2次，可達到理想的消毒效果。金山[9]則采用自來水沖洗1～2 min，0.05%次氯酸鈉溶液浸泡10 min后用無菌水沖洗3～5次，可達到理想的消毒效果。王建輝[10]采用分次脫毒法對草莓進行脫毒。先切取草莓匍匐莖5 mm莖尖分生組織進行第一次脫毒，再切取試管苗約0.5 mm莖尖組織進行第二次脫毒，二次脫毒株均為無毒苗，但再生率僅為31%。還有學者采用預脫毒然后熱處理的方法，提高莖尖苗的脫毒率。劉丹[11]以切花小菊為受體材料，溫度25～39℃熱處理無菌苗，脫毒率達92.50%。韋獻雅[12]研究了草莓、丹參、魔芋3種受體材料，采用熱處理和2次剝離莖尖的方法，使莖尖脫毒降低效率降低10倍。

4莖尖分生組織大小及莖尖培養基對莖尖脫毒的影響

不同植物培養的莖尖大小及培養基成分對莖尖成活率、脫毒影響很大。甘薯莖尖分生組織常用的培養基是MS培養基，激素的配比和生長素類物質是莖尖培養成功的關鍵。目前成功配方有很多，但不同人研究的結果也會存在一定差異。有報道[9]莖尖分生組織0.3～0.4 mm（帶2個葉原基），成活率為53.3%，脫毒率病毒脫除率為76.7%。王芳[13]取馬鈴薯葉原基大小為0.2～0.4 mm的莖尖，在MS+6-BA 1.00 mg·L-1+NAA 0.10 mg·L-1培養基中培養50 d，試管苗脫毒率為59%。付雪嬌[14]取馬鈴薯莖尖分生組織0.3～0.4 mm（帶2個葉原基）、誘導培養基：MS+1.0 mg/L BA+0.05 mg/L NAA+30 g/ L蔗糖+7 g/L瓊脂，成苗效果最好。薛玉平[15]認為馬鈴薯以1.5 mm左右莖尖脫毒效果最好，成苗率也高。李會[16]研究發現0.2～0.5 mm的掌葉半夏莖尖培養在MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1mg/L+蔗糖30 g/L+瓊脂7 g/L培養基上，成活率為53.3%，病毒脫除率為76.7%，培養基中附加247 mg/L NH4+可有效提高莖尖成活率至86.7%。劉丹[11]以切花小菊為受體材料，研究病毒唑濃度及熱處理對其脫毒率的影響。發現病毒唑濃度10 mg/L對小菊進行預脫毒，脫毒率達92.50%。張春燕[17]以晉薯16號為受體材料，研究植物生長調節劑對紅薯脫毒種苗的影響。研究表明晉薯16號莖尖成苗的GA3濃度為0.1 mg/L，6-BA濃度為0.15 mg/L為最好。劉羽豐[18]在草莓的實驗中，培養基中添加6-BA、NAA、PVP ，草莓病毒脫除率達到了64.1%。在甘薯的研究報道中，有學者[19-20]用MS基本培養基添加不同弄得的外源激素6-BA和NAA，對多種甘薯品種進行組織培養，取得較好效果。而王常蕓[21]等除了采用上述2種激素外，在培養的過程中用白糖替代蔗糖、自來水替代蒸餾水，發現脫毒苗在生產試驗中優勢明顯，增產幅度為5.2%～68.6%。也有報道[22]在培養基中加入0.1～0.5 mg/L的IBA（或NAA）有利于甘薯莖尖分生組織培養成苗，IBA的效果優于NAA。唐君、李強等[23-24]認為外源激素以6-BA對甘薯莖尖分生組織培養效果較好，其甘薯莖尖成苗率可達74%～88%。

5結論與討論

甘薯病毒病已經成為薯類品種退化及保種的難題，而莖尖脫毒技術成為薯類品種防病毒，防退化的主要技術之一。因此，學者重點研究影響莖尖脫毒的關鍵因素。在今后的研究中，薯類外植體消毒宜采用混合式消毒，即預熱和二次消毒結合的方式較好。莖尖大小是影響莖尖成活和脫毒效果的主要因素，一般在薯類的莖尖脫毒中，保證莖尖分生組織的足夠成活率前提下，莖尖分生組織取得越小脫毒效果越好，一般切取的莖尖分生組織在0.2+0.5 mm左右莖尖脫毒效果較好，且成活率較高。培養薯類莖尖分生組織的培養基宜采用MS為基本培養基，添加6-BA和NAA激素，具體更優的培養條件，有待學者后續研究。

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基金項目：河北化工醫藥職業技術學院項目（YZ201205）；2022年大中學生科技創新能力培育專項項目（YX202201）

[河北化工醫藥職業技術學院李雨潔，李雪（通訊作者】