費烏瑞它馬鈴薯脫毒技術(shù)研究

郭耀東　溫日宇　姜慶國

摘要[目的]解決費烏瑞它馬鈴薯種薯退化問題。[方法]利用植物莖尖脫毒培養(yǎng)技術(shù)對費烏瑞它馬鈴薯進行脫毒。[結(jié)果]芽外植體滅菌方式以5%NaClO 3 min + 0.1%HgCl2滅菌7 min + 70%乙醇0.5 min組合效果最好；芽外植體消毒滅菌后在MS基本培養(yǎng)基中培養(yǎng)效果最好；6-BA、NAA對芽外植體的誘導(dǎo)和分化有促進作用，最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS +6-BA 0.5 mg/L+ NAA 0.3 mg/L，此時芽分化成苗率最高。[結(jié)論]該研究可為費烏瑞它馬鈴薯種薯生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞費烏瑞它馬鈴薯；莖尖；脫毒

中圖分類號S532文獻標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2017）33-0049-03

Study on Virusfree Technology of Favorita Potato

GUO Yaodong， WEN Riyu， JIANG Qingguo

（Maize Research Institute， Shanxi Academy of Agricultural Sciences， Xinzhou， Shanxi 034000）

Abstract[Objective]To solve the problem of Favorita potato degradation. [Method]Detoxification of Favorita potato was studied by using plant stem tip virusfree culture technique. [Result]The combination of 5% NaClO 3 min + 0.1%HgCl2 7 min + 70%CH3CH2OH 0.5 min was suitable to sterile the buds of potato.After sterilizing the tuber and bud explants of potato，the best culture medium was MS.6BA and NAA could promote the buds induction and differentiation. The optimal induction medium was MS+6BA 0.5 mg/L+NAA 0.3 mg/L，at this point，the seedling rate was the highest. [Conclusion]This study provides a theoretical basis for Favorita potato production.

Key wordsFavorita potato；Stem tip；Virusfree

馬鈴薯（Solanum tuberosum）是茄科茄屬一年生草本植物，在生產(chǎn)上，馬鈴薯絕大多數(shù)是利用塊莖進行無性繁殖[1]。它與水稻、小麥和玉米并稱為四大糧食作物，廣泛分布于世界上130多個國家和地區(qū)。根據(jù)國際糧農(nóng)組織預(yù)計：21世紀(jì)，隨著耕地面積的不斷減少和人口的迅速增長，馬鈴薯以其營養(yǎng)價值高、產(chǎn)量大的優(yōu)勢，將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)越來越重要的地位[2]。

馬鈴薯屬于無性繁殖作物，在生長期間由于病毒侵染會出現(xiàn)退化現(xiàn)象，而且這些病毒一旦侵入馬鈴薯植株或塊莖，就會表現(xiàn)出多種退化類型，例如束頂型、花葉型和卷葉型。有的表現(xiàn)為葉片卷曲壞死，有的表現(xiàn)為葉片失綠，有的表現(xiàn)為塊莖變小、變尖，嚴(yán)重者失去發(fā)芽能力，不能作種。馬鈴薯被病害侵染后，一般減產(chǎn)15%～25%，嚴(yán)重者減產(chǎn)75%以上，而且病情逐年加重，最后失去利用價值[3-4]。

山西省忻州市五寨縣是馬鈴薯的適生區(qū)，有著巨大的馬鈴薯增產(chǎn)潛力，種薯和商品薯外銷市場較廣，同時，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整過程中，推動馬鈴薯產(chǎn)業(yè)盡快發(fā)展，使馬鈴薯成為貧困地區(qū)種植業(yè)的一項重要內(nèi)容。運用現(xiàn)代生物技術(shù)，建立、健全馬鈴薯生產(chǎn)體系，解決馬鈴薯品種退化，完善馬鈴薯脫毒繁育技術(shù)并將其推廣應(yīng)用于生產(chǎn)，是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。

費烏瑞它馬鈴薯為早熟鮮食優(yōu)良馬鈴薯品種，自荷蘭引進，生育期65 d左右，塊莖長橢圓形，表皮淡黃色、光滑，肉鮮黃色，塊莖大而整齊，結(jié)薯集中，芽眼少而淺，塊莖對光敏感。鮮薯淀粉含量12%～14%，干物質(zhì)含量18%，粗蛋白含量16%，還原糖含量0.5%，維生素C含量136 mg/kg[5]，是一種優(yōu)良的馬鈴薯品種。目前費烏瑞它馬鈴薯已經(jīng)成為五寨地區(qū)鮮食馬鈴薯主栽品種之一，在常年栽培過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的病毒侵染現(xiàn)象，退化嚴(yán)重，該試驗用生物技術(shù)手段對費烏瑞它馬鈴薯進行脫毒技術(shù)研究，篩選最佳的外植體滅菌方法，最佳的芽苗分化培養(yǎng)基，為費烏瑞它馬鈴薯脫毒種薯的快速生產(chǎn)與良種快速繁殖奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料

供試材料為費烏瑞它馬鈴薯塊莖，由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院五寨試驗站提供，試驗于2017年3月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所分子育種實驗室實施。

1.2方法

1.2.1材料準(zhǔn)備和催芽處理。

（1）選擇表皮光滑、正常薯形、大小均勻、無病蟲害和機械損傷的馬鈴薯作為脫毒材料。

（2）洗凈種薯，用0.05～0.10 mg/L的GA3溶液浸泡0.5 h，以打破馬鈴薯休眠[6]。

（3）將用GA3溶液處理過的薯塊放入噴水的瓷盤上，用塑料膜保濕，溫度保持在（22±2）℃，對馬鈴薯進行催芽處理，待芽體長到2～3 cm時，剝下芽體待用。

1.2.2莖尖消毒剝離技術(shù)。

以MS為基本培養(yǎng)基，具體操作如下：

（1）將發(fā)芽的費烏瑞它薯塊的外面幾層葉片剝除，放置在燒杯中，用紗布封住瓶口，在自來水下沖洗約1 h。

（2）取出后放在超凈工作臺內(nèi)，無菌條件下將芽體浸泡在70%乙醇中30 s。

（3）用HgCl2和NaClO進行表面消毒，0.1%HgCl2消毒時間為7 min，再分別放在濃度為5%NaClO溶液中1～5 min，最后放入蒸餾水中反復(fù)沖洗，將其放在無菌濾紙上吸干水分，于40倍解剖鏡下進行莖尖分生組織剝離。

（4）用解剖針小心除去莖尖周圍的層層葉片，在解剖鏡下用解剖刀剝?nèi)б粋€葉原基的莖尖（0.2～0.4 mm）。

（5）迅速按無菌操作接入之前滅菌過的馬鈴薯莖尖培養(yǎng)基上，做好標(biāo)記，置于培養(yǎng)室內(nèi)進行光照培養(yǎng)。

1.2.3莖尖培養(yǎng)。

馬鈴薯莖尖分生組織培養(yǎng)，共設(shè)計5個處理，分別在KM8P、White、N6、B5、MS培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，適宜溫度為（22±2）℃，光照時間為15 h，第1～7天適宜光照強度為2 000～2 500 lx，第7天后光照強度為3 000～5 000 lx，培養(yǎng)15～20 d時生長點開始變綠，伸長，葉原基形成可見小葉，經(jīng)過60 d左右的誘導(dǎo)培養(yǎng)，中間轉(zhuǎn)接到普通培養(yǎng)基上1～2次，即可長成3～4片葉的小植株[7-9]。將芽段（1～2 cm）接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，每瓶接種3～4個。

1.2.4快繁技術(shù)。

試驗以MS為基本培養(yǎng)基，主要研究單因子激素6-BA、NAA對費烏瑞它馬鈴薯苗繼代增殖的影響，每個試驗設(shè)計5個處理。6-BA濃度分別為0.1、0.5、1.0、15、2.0 mg/L，NAA濃度分別為0.1、0.3、0.5、0.7、1.0 mg/L，經(jīng)過病毒檢測合格的脫毒瓶苗，當(dāng)馬鈴薯脫毒試管苗長至6～8 cm時，在超凈工作臺上將其切斷后轉(zhuǎn)接于擴繁培養(yǎng)基上，再放回培養(yǎng)室培養(yǎng)。擴繁培養(yǎng)基為MS+NAA 0.1 mg/L，pH 5.8～6.0。

培養(yǎng)的最適溫度為23～24 ℃，光照強度1 500～2 000 lx，每天光照時間16 h[10-11]。

2結(jié)果與分析

2.1不同滅菌劑組合對費烏瑞它馬鈴薯芽外植體滅菌效果的影響

由表1可知，外植體滅菌以5%NaClO滅菌3 min與0.1%的HgCl2滅菌7 min效果最好。但是隨著NaClO滅菌時間的延長，死亡率也開始上升。因此，掌握好滅菌溶液種類和濃度、滅菌時間，能提高外植體的滅菌效果。

2.2不同基本培養(yǎng)基對費烏瑞它馬鈴薯芽外植體誘導(dǎo)產(chǎn)生的影響

由表2可知，在供試培養(yǎng)基中，MS基本培養(yǎng)基對費烏瑞它馬鈴薯芽外植體的誘導(dǎo)效果最好。

2.3不同濃度6-BA、NAA對費烏瑞它馬鈴薯苗繼代培養(yǎng)的影響

從表3、4可以看出，不同濃度6-BA、NAA對費烏瑞它馬鈴薯試管苗增殖倍數(shù)的影響不同。在費烏瑞它馬鈴薯試管苗繼代培養(yǎng)的過程中，苗增殖倍數(shù)普遍在6-BA濃度為0.5 mg/L、NAA濃度為0.3 mg/L時最高。

3討論與結(jié)論

雖然馬鈴薯種薯市場巨大，自留種、外調(diào)種較多，但質(zhì)量不穩(wěn)定、品種比較單一、更新速度慢，導(dǎo)致在馬鈴薯栽培過程中出現(xiàn)植株逐年變小、葉色深淺不一、葉片卷曲皺縮、莖稈細(xì)弱矮小、塊莖龜裂變形、產(chǎn)量逐年下降等現(xiàn)象，這是馬鈴薯“退化”的典型表現(xiàn)。馬鈴薯退化主要是病毒引起，病毒可以侵入植物體內(nèi)所有的營養(yǎng)器官，但是除了一些類病毒，大多數(shù)病毒都不能侵入到花粉、卵、胚等生殖器官[12]。大多數(shù)植物是通過有性生殖繁育后代，有性生殖繁育后代的新生種胚具有親體摒除病毒的作用，能除去母體所帶的各種病毒，生產(chǎn)的后代是無病毒侵染的種子[13]。栽培種馬鈴薯是高度雜合的四倍體，為了保持四倍體馬鈴薯栽培種的優(yōu)良農(nóng)業(yè)性狀，采取無性繁殖的方式，在長期種植過程中病毒積累，馬鈴薯退化，從而導(dǎo)致馬鈴薯嚴(yán)重減產(chǎn)。而采用現(xiàn)代生物技術(shù)手段進行馬鈴薯莖尖脫毒，可以將馬鈴薯種薯內(nèi)的病毒去除，恢復(fù)馬鈴薯品種的生理功能和生產(chǎn)特性，從而防止馬鈴薯“退化”。

在費烏瑞它馬鈴薯脫毒過程中，脫毒后的芽外植體出現(xiàn)了嚴(yán)重的污染問題，雜菌滋生，采取通風(fēng)、去濕、光照、防霉、使用抗生素等方法，效果不是很明顯，后來從源頭上對外植體進行滅菌，芽外植體滅菌效果以5%NaClO 3 min + 0.1% HgCl2 滅菌7 min + 70%乙醇 0.5 min組合最佳。對于消毒滅菌后芽外植體分別用KM8P、White、N6、B5、MS培養(yǎng)基進行篩選，在MS基本培養(yǎng)基中培養(yǎng)效果最好。用不同濃度的 6-BA、NAA對芽外植體進行誘導(dǎo)和分化，發(fā)現(xiàn)6-BA、NAA都有促進作用，最佳誘導(dǎo)培養(yǎng)基為MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.3 mg/L，此時芽分化成苗率最高。山西省忻州市五寨縣是重要的馬鈴薯種植基地，采用馬鈴薯脫毒技術(shù)可以解決費烏瑞它品種退化問題，是提高生產(chǎn)水平至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，該研究可為脫毒費烏瑞它馬鈴薯良種繁育提供基礎(chǔ)資料。

參考文獻

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