紫甘薯新品种福宁紫4号和5号脱毒种苗繁育

林丛发 蒋元斌 郭慧慧 潘祥华 谢 星 徐绍翔 罗江鸿

（宁德市农业科学研究所 福建福安 355003）

甘薯是无性繁殖作物，田间种植容易受病毒侵染，病毒可通过薯块和薯苗传播，导致品种退化，产量下降。据统计，世界上每年甘薯因病毒病造成的损失在30%～50%，中国每年因甘薯病毒病造成的损失达40亿元[1-2]。福建7个甘薯产区的甘薯病毒病危害程度不同，发病率在5%～95%[3]。由于福建省甘薯病毒病类型多样化，多为复合侵染，病毒种类及流行株系已发生新的变化，遗传结构呈现多样化，而病毒变异速率加快，增大了甘薯病毒病的防控难度[3]。因目前尚无病毒抗性品种，也无治疗植物病毒的特效药，采用茎尖培养方法培育脱毒薯苗仍然是防治甘薯病毒病、恢复优良种性、提高产量的最有效方法[4-5]。目前，国内外关于甘薯茎尖分生组织培养已有报道，有关培养条件、结果各异[4-8]。本试验旨在通过探讨福宁紫4号和5号茎尖离体培养诱导产生脱毒苗和田间脱毒种薯的繁殖试验，建立福宁紫4号和5号脱毒种苗繁育技术体系。

1 材料与方法

1.1 试验材料

宁德市农业科学研究所2015年选育的甘薯新品种福宁紫4号，是以福薯13号为母本集团杂交选育而成；2016年选育的甘薯新品种福宁紫5号，其品种来源为龙薯14号（母本）×金山679（父本）杂交后代。

1.2 试验方法

1.2.1 材料采集与消毒2018年6月剪取福宁紫4号和5号田间薯苗顶梢3～4节，用刀片切取侧芽，自来水冲洗1 h，取出无菌滤纸吸干水分后，经75%酒精浸30 s，无菌水冲洗2次，再用0.1%升汞消毒8 min，最后用无菌水冲洗5～6次，备用。

1.2.2 茎尖离体培养在解剖镜下，将消毒后的福宁紫4号和5号侧芽用注射器针尖剥去外层叶片，切取0.1～0.2 mm大小的茎尖接种在不同激素组合的MS诱导培养基中（表1），各培养基均加蔗糖30 g/L、琼脂粉4.5 g/L，pH 5.8～6.0（下同）。每种培养基接种8个茎尖，重复3次，温度28～30℃，光照时间12 h/d，光照度2 000 lx条件下培养，60 d后观察统计成苗率（出苗数/茎尖接种数）[9-10]。

1.3 茎尖苗脱毒效果检测

每个茎尖组培苗为一个无性系并编号，繁殖数量达到10株，株高在5～6 cm时，随机取其中的5株进行检测。采用指示植物针刺汁液沾接法[11]，在巴西牵牛初生健康叶上，用灭菌注射器刺孔，然后将每个待测茎尖苗无性系苗5株包扎在一起，挤出汁液，涂抹于针刺孔上，每个无性系样品接种3株巴西牵牛，做好与瓶苗同样的编号，并以无菌水及已知带毒薯液各接种6株作阴性对照和阳性对照，置于30～33℃防虫网大棚内培养。接种后3～20 d连续观察记载症状。根据指示植物症状，确定病毒有无。在所有沾接的指示植物中只要有一株表现典型症状（新生叶出现系统性明脉、黄脉，以后发展为花叶或皱缩等症状），则该对应编号的茎尖组培瓶苗样品即为病毒阳性。根据田间检测结果淘汰实验室内带毒瓶苗，保留脱毒瓶苗。

1.4 茎尖脱毒苗繁殖

当茎尖脱毒组培瓶苗长至4～8节时，每株弃叶切成带1个腋芽的茎段，接种在以下2种培养基上：①MS基本培养基；②1/2MS基本培养基（大量、微量元素减半）。每处理3次重复，每次重复20个茎段。培养条件：光照时间12 h/d，光照度4 000 lx，温度28℃。观察植株生根时间，60 d后统计每株苗生长的茎节数。

1.5 炼苗移栽及一级脱毒种薯生产

1.5.1 炼苗移栽福宁紫4号和5号脱毒组培瓶苗经多次转代增殖培养，数量较多时，留几瓶作母种扩繁外，其余则用于一级脱毒种薯的繁殖生产。2019年2月下旬，在四周遮盖40目防虫网的温控大棚内，自然光下遮阳50%，瓶苗闭瓶炼苗14～21 d，再开瓶炼苗2～3 d后洗净组培苗根部培养基，定植于温控大棚苗床上，保湿培养，定期施肥，当脱毒苗长至4～5节时，可反复进行剪蔓（每段含2节）扦插繁殖[12]。

1.5.2 一级种薯生产2019年6月选用新地或稻田轮作地块，提前搭建防虫网薄膜大棚。7月上旬深翻整畦，土壤用50%氯溴异氰尿酸和绿氰·毒死蜱进行消毒和杀虫，将苗床脱毒苗茎蔓剪成2～3节扦插于畦内，株行距为30 cm×40 cm，浇水，定期施肥，喷药预防蚜虫传播病毒。收获后分级储存作为次年种薯。

1.6 脱毒种薯田间测产

2020年1月下旬，将未脱毒原品种和脱毒种薯植入50%氯溴异氰尿酸800倍液消毒过的大棚苗床催芽，6月上旬待苗长至5～8节时剪成3节长的茎段扦插于试验小区，小区也用该消毒液消毒，株行距为30 cm×70 cm，扦插后每亩浇施5 kg复合肥（基肥），10 d后施尿素5 kg（点穴肥，即苗肥），35 d后结合除草施30 kg复合肥（夹边肥，即追肥）[13]。田间试验设置福宁紫4号和5号脱毒种薯和原品种(非脱毒种薯苗，即对照CK)4个处理，3次重复，共12个小区，每小区面积14 m2，种67株苗，区组随机排列，四周留保护行。11月下旬收获时测定各小区产量。

1.7 试验数据分析

采用DPS 7.05统计软件，进行Duncan新复极差检验显著性分析。

2 结果与分析

2.1 茎尖离体培养结果

方差分析结果表明（表1），2个紫甘薯新品种对茎尖成苗率无显著影响。6-BA所试的3个水平浓度对福宁紫5号成苗率影响达极显著差异，NAA 0.01 mg/L、0.02 mg/L水平浓度对成苗率影响无显著差异，NAA 0.02 mg/L、0.05 mg/L水平浓度对成苗率影响无显著差异，但NAA 0.01 mg/L、0.05 mg/L水平浓度对成苗率影响达显著差异。可见，6-BA是甘薯新品种福宁紫4和5号成苗的一个主要影响因子，品种间对成苗影响不大，虽然MS+6-BA 0.1 mg/L+NAA 0.01～0.05 mg/L均可诱导其茎尖成苗，但以低浓度组合较合适，2个品种均以MS+6-BA 0.1 mg/L+NAA 0.01 mg/L组合为最佳，平均成苗率达70.8%。

表1 不同培养基对福宁紫4号和5号茎尖分生组织成苗率的影响

2.2 茎尖组培苗脱毒效果检测结果

通过指示植物进行针刺汁液传毒试验，阳性对照6株带病毒巴西牵牛植株，20 d后全都表现出褪绿、皱缩、明脉等症状，6株阴性对照植株不表现相应症状。由表2可知，100个福宁紫5号茎尖无性系脱毒率达到了78.0%，获得78个脱毒无性系；100个福宁紫4号茎尖无性系脱毒率达到了80.0%，获得80个脱毒无性系。

表2 福宁紫4号和5号茎尖组培苗病毒检测结果

2.3 脱毒苗快速繁殖试验结果

由表3可知，MS和1/2 MS培养基对福宁紫4号和5号脱毒组培苗生长繁殖有极显著影响，表现在茎节发生数量上，福宁紫4号脱毒组培苗单节茎段在1/2MS培养基上的月均繁殖系数为2.83倍，与MS培养基上2.29倍的月均繁殖系数相比达极显著差异水平，生根时间比MS培养基提早6 d；福宁紫5号脱毒组培苗单节茎段在1/2MS培养基上的月均繁殖系数为2.41倍，与MS培养基上2.10倍的月均繁殖系数相比达显著差异水平，生根时间比MS培养基提早7 d。因此1/2MS培养基适合福宁紫4号和5号组培苗的切段快繁，该培养基上脱毒组培苗发根时间早，生长健壮，繁殖率较高。

表3 不同培养基对福宁紫4号和5号脱毒苗生长繁殖的影响

2.4 脱毒种薯的田间测产结果

对福宁紫4号、5号脱毒种薯苗和未脱毒种薯苗进行田间测产，结果显示，福宁紫4号脱毒种薯苗可比未脱毒种薯苗（CK）增产11.60%，达到极显著差异；福宁紫5号脱毒种薯苗可比未脱毒种薯苗（CK）增产5.27%，达到显著差异（表4）。

表4 福宁紫4号和5号脱毒苗对产量的影响

3 结论

福宁紫4号和5号茎尖初代培养基为MS+6-BA 0.1 mg/L+NAA 0.1 mg/L，成苗率达70.8%。茎切段继代增殖适宜培养基为1/2MS培养基（大量、微量元素减半），福宁紫4号月均繁殖系数达2.83倍（即每60 d每株组培苗可切成5.66节进行繁殖），福宁紫5号月均繁殖系数达2.41倍（即每60 d每株组培苗可切成4.82节进行繁殖）；福宁紫4号脱毒种薯苗产量比未脱毒种薯苗提高11.60%，达到极显著水平；福宁紫5号脱毒种薯苗产量比未脱毒种薯苗提高5.27%，达显著水平。运用茎尖离体培养培育的福宁紫4号和5号脱毒种薯苗，田间增产显著。

4 讨论

甘薯为无性繁殖作物，田间易被多种病毒复合侵染并累积，病毒传播主要有粉虱、蚜虫、机械摩擦、种苗交换等多种方式。乔奇等[14]报道，福建检出甘薯病毒6种；Xie等[15]报道，福建检出甘薯病毒有7种；邹为坤[16]报道，福建检出甘薯病毒有11种；李华伟等[3]从福建7个甘薯产区鉴定12种甘薯病，连续几年的甘薯病毒病调查结果表明，由于区试等甘薯种苗交换，福建省甘薯病毒病的发生呈现以泉州为中心，向其他甘薯产区逐渐扩散，呈现从南到北的蔓延并逐年加重的趋势。为防止甘薯病毒的传播蔓延导致品种退化，必须利用甘薯茎尖分生组织离体培养获得脱毒种苗，并对原品种进行更新换代，加强种苗质量监控，才能防止病毒的传播。

本试验在福宁紫4号和5号脱毒组培苗诱导过程中，添加了低浓度的NAA和6-BA的MS培养基均可诱导茎尖成苗，其中6-BA是影响茎尖成苗的主要因子，适宜浓度为0.1 mg/L；NAA是影响茎尖诱导成苗的次要因子，其适宜浓度在0.01～0.02 mg/L。培养基中6-BA的浓度不宜高于0.1 mg/L，NAA浓度不宜高于0.02 mg/L，否则茎尖易愈伤组织化，不易生长成苗。另外，福宁紫4号和5号脱毒苗可采用茎切段继代增殖，增殖培养基采用1/2MS基本培养基，茎段早发根，月均繁殖倍数高于MS培养基。

福宁紫4号和5号脱毒种薯在大田生产过程中，为提高种薯繁殖效率，可利用大棚苗床提早定植并多次剪蔓扦插繁殖。经大田栽培测产试验表明，脱毒种薯苗田间长势好，产量显著提高，可应用于田间生产和种苗交换。