芋脫毒苗快繁技術(shù)研究與應(yīng)用

吳 偉，屈為棟，趙永彬，陳銀龍，陳海平，王嬌陽(yáng)

(1.浙江省種子管理總站，浙江 杭州 310020； 2.臺(tái)州市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 臨海 317000)

芋是世界重要的蔬菜作物之一，中國(guó)年種植面積在10萬(wàn)hm2左右[1]。仙居是浙江省芋主產(chǎn)地之一，年栽培面積667 hm2。仙居紅芋是當(dāng)?shù)刂髟云贩N，該品種屬中早熟，芋身卵圓形，皮紅肉白，口感軟糯，深受當(dāng)?shù)孛癖娤矏?ài)[2]。芋系無(wú)性繁殖作物，采用子孫芋進(jìn)行留種繁殖。長(zhǎng)期的無(wú)性繁殖會(huì)導(dǎo)致品種種性退化，表現(xiàn)為抗性降低、品質(zhì)退化、產(chǎn)量降低[3-4]。另外，長(zhǎng)期無(wú)性繁殖留種也會(huì)造成芋植株體內(nèi)病毒積累，種性退化[5]。目前，國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)報(bào)道以芋為寄主的病毒只有芋花葉病毒(DsMV)和黃瓜花葉病毒(CMV)[6]。其中，DsMV分布最廣、危害也最大[7]。病毒主要在多年生宿根植物上越冬，通過(guò)蚜蟲(chóng)進(jìn)行傳播。在芋種薯生產(chǎn)上應(yīng)用脫毒種苗可以在一定程度上解決上述問(wèn)題。因此，在種芋生產(chǎn)上應(yīng)用脫毒種苗工廠化快繁技術(shù)就顯得尤為重要。在仙居紅芋組培技術(shù)完善的條件下，我們通過(guò)原產(chǎn)地考察，挑選出符合該品種特征特性的仙居紅芋種芋進(jìn)行前期組織培養(yǎng)，開(kāi)展工廠化快繁技術(shù)研究，并進(jìn)行大田產(chǎn)量試驗(yàn)比較。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為仙居紅芋，系從浙江省薯芋類種質(zhì)資源圃保存的種質(zhì)資源中篩選出的優(yōu)異地方品種，品種分布地點(diǎn)為仙居縣埠頭鎮(zhèn)、白塔鎮(zhèn)等地。

1.2 方法

將種芋洗凈，置于濕潤(rùn)細(xì)沙中38 ℃培養(yǎng)1個(gè)月催芽后，取其種薯表面飽滿的頂芽或側(cè)芽作為外植體。外植體用75%乙醇浸泡30 s，后用0.1%升汞滅菌8 min，最后用無(wú)菌水沖洗6～8次，接種至誘導(dǎo)培養(yǎng)基培養(yǎng)。該培養(yǎng)基配方為MS+6-BA 2.0 mg·L-1，培養(yǎng)條件為(25±1)℃，每天光照12 h，光強(qiáng)2 000 lx。

1.2.1 無(wú)菌苗增殖

將外植體培養(yǎng)的不定苗分割成單株，轉(zhuǎn)接到12種增殖培養(yǎng)基上。每種培養(yǎng)基接種30瓶，每瓶4個(gè)，每10瓶為一次重復(fù)。各培養(yǎng)基瓊脂為3.5 g·L-1，蔗糖30 g·L-1，pH值5.8，基礎(chǔ)培養(yǎng)基為MS。培養(yǎng)20 d后對(duì)接種情況進(jìn)行考查。

1.2.2 種芋生根

切取1～2 cm高的無(wú)菌苗，接種到18種生根培養(yǎng)基內(nèi)，每種培養(yǎng)基接種30瓶，每瓶4個(gè)，每10瓶為一次重復(fù)。培養(yǎng)15 d后測(cè)量無(wú)菌苗的根數(shù)及長(zhǎng)度。各培養(yǎng)基瓊脂為3.5 g·L-1，蔗糖30 g·L-1，pH值5.8，基礎(chǔ)培養(yǎng)基為1/2MS。

1.2.3 試管苗移栽管理

組培苗根長(zhǎng)2～4 cm，苗高6～8 cm時(shí)進(jìn)行煉苗，先擰松瓶蓋煉苗2 d，再揭蓋煉苗3～4 d。取出小苗用清水將根部瓊脂沖洗干凈后移植到穴盤中，穴盤中的基質(zhì)由泥炭、蛭石按1∶1混合配制。用0.1 mol·L-1HCl或NaOH將基質(zhì)的pH值分別調(diào)整為4.5、5.5、6.5、7.5等4個(gè)處理，對(duì)組培苗生根情況進(jìn)行比較。

1.2.4 脫毒種芋生產(chǎn)比較

用脫毒種芋一代、二代、三代分別種植進(jìn)行產(chǎn)量比較試驗(yàn)。試驗(yàn)于2014—2016年在仙居縣埠頭鎮(zhèn)進(jìn)行。采用露地起壟栽培，3月上旬播種或移栽，株行距40 cm×100 cm，田間管理按當(dāng)?shù)亓?xí)慣。10月中旬采收，測(cè)量子孫芋產(chǎn)量，并采用DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 無(wú)菌苗增殖

表1結(jié)果表明，不同增殖培養(yǎng)基的增殖效果有所差異，當(dāng)NAA濃度為0.2 mg·L-1時(shí)，6-BA的增殖倍數(shù)低于TDZ的增殖倍數(shù)，前者增殖倍數(shù)為2.2～2.4倍，而后者為2.6～3.0倍。但當(dāng)NAA濃度為0.4 mg·L-1時(shí)，6-BA的增殖效果高于TDZ的增殖效果，前者增殖倍數(shù)3.0～3.7倍，而后者2.2～2.8倍。但從整體看，TDZ對(duì)不定芽的增殖能力不如6-BA。在本試驗(yàn)的培養(yǎng)基組合中，含有3.0 mg·L-16-BA和0.4 mg·L-1NAA的增殖培養(yǎng)基對(duì)芋頭不定芽增殖率最高，達(dá)3.7倍。

表1 不同增殖培養(yǎng)基對(duì)芋不定芽增殖的影響

2.2 種芋生根

由表2可知，仙居紅芋不定芽生根對(duì)培養(yǎng)基的要求不嚴(yán)格，在添加各種濃度NAA的生根培養(yǎng)基上生根率普遍較高，其中以1/2MS+NAA 0.2 mg·L-1生根培養(yǎng)基效果較好，平均每株產(chǎn)生的不定根數(shù)最多，每株不定根為11.8條。不定芽在接入5 d后就從莖的基部產(chǎn)生白色突起，并開(kāi)始生根，15 d后長(zhǎng)出許多健壯的根，形成完整植株。

表2 不同生根培養(yǎng)基對(duì)種芋生根的影響

2.3 試管苗移栽管理

將生根的試管苗移栽到不同pH值的培養(yǎng)基上，移栽后適當(dāng)遮蔭，保持基質(zhì)濕潤(rùn)，每天清水噴霧1～2次，試管苗移栽1周后調(diào)查結(jié)果(表3)表明，pH值為4.5時(shí)成活率較低，為86.1%，且長(zhǎng)勢(shì)差，植株葉色深綠，有“小老苗”表征。而pH值5.5時(shí)成活率雖然100%，但長(zhǎng)勢(shì)一般，生長(zhǎng)量低。pH值為6.5～7.5時(shí)，成活率及長(zhǎng)勢(shì)均表現(xiàn)較好，葉色綠，生長(zhǎng)量較大。因此，在幼苗移栽時(shí)應(yīng)選擇中性基質(zhì)。

表3 不同基質(zhì)pH值對(duì)試管苗成活的影響

2.4 產(chǎn)量

由表4可以看出，不同世代脫毒苗對(duì)產(chǎn)量有極顯著差異。第一代脫毒苗單株芋數(shù)量較多，但單芋重量較未脫毒的低。二代脫毒苗無(wú)論在單株芋數(shù)量還是單芋重量上均優(yōu)于未脫毒對(duì)照，進(jìn)而在產(chǎn)量上表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，增產(chǎn)幅度達(dá)26.4%。三代脫毒苗優(yōu)勢(shì)逐漸下降，增產(chǎn)幅度僅為13.1%。另外考查發(fā)現(xiàn)，脫毒苗二代生產(chǎn)的商品芋個(gè)頭均勻，外觀好看，商品性高。二代脫毒種芋在仙居縣芋主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行示范推廣，示范面積3.3 hm2，結(jié)果比農(nóng)戶常規(guī)留種產(chǎn)量增產(chǎn)25%左右。

表4 不同代數(shù)脫毒苗對(duì)芋產(chǎn)量的影響

3 小結(jié)與討論

芋組織培養(yǎng)研究已有諸多報(bào)道,但鮮見(jiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。本研究以仙居紅芋初代誘導(dǎo)苗為外植體，開(kāi)展了工廠化快繁技術(shù)研究。試驗(yàn)表明，以MS+6-BA 3.0 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1為增殖培養(yǎng)基，1/2MS+NAA 0.2 mg·L-1為生根培養(yǎng)基效果好，且芋生根苗在中性土壤中移栽比較適宜。

大田試驗(yàn)結(jié)果表明，脫毒種芋與未脫毒種芋對(duì)照相比具有增產(chǎn)作用，且達(dá)到極顯著差異水平。以二代種芋增產(chǎn)效果及商品性較好，增產(chǎn)率達(dá)26.4%。因此，一代種芋做原種進(jìn)行繁殖，二代種芋用于大田生產(chǎn)最好，三代脫毒種芋相對(duì)于未脫毒種芋，也具有推廣價(jià)值。

另外，統(tǒng)計(jì)增殖和生根2個(gè)培養(yǎng)階段的時(shí)間，一個(gè)繼代周期可以控制在35 d左右。而一般認(rèn)為，一個(gè)繼代周期為1個(gè)月至1個(gè)半月比較理想[8]。因此，為滿足實(shí)際生產(chǎn)需求，一般在1月上旬開(kāi)始增殖、生根培養(yǎng)，2月中下旬煉苗，即可在3月初提供初代苗用以繁育原種。一代種芋繁殖圃應(yīng)保證3年內(nèi)沒(méi)有種過(guò)薯芋類作物，有條件的采用防蟲(chóng)網(wǎng)棚保護(hù)種植，清除田間、路邊雜草，減少寄生源，用1 000～1 500倍液的速滅菊酯、氧化樂(lè)果等藥劑噴灑，以杜絕蟲(chóng)害傳染病毒。