芋脫毒苗快繁技術研究與應用

吳 偉，屈為棟，趙永彬，陳銀龍，陳海平，王嬌陽

(1.浙江省種子管理總站，浙江 杭州 310020； 2.臺州市農業科學研究院，浙江 臨海 317000)

芋是世界重要的蔬菜作物之一，中國年種植面積在10萬hm2左右[1]。仙居是浙江省芋主產地之一，年栽培面積667 hm2。仙居紅芋是當地主栽品種，該品種屬中早熟，芋身卵圓形，皮紅肉白，口感軟糯，深受當地民眾喜愛[2]。芋系無性繁殖作物，采用子孫芋進行留種繁殖。長期的無性繁殖會導致品種種性退化，表現為抗性降低、品質退化、產量降低[3-4]。另外，長期無性繁殖留種也會造成芋植株體內病毒積累，種性退化[5]。目前，國內文獻報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，通過蚜蟲進行傳播。在芋種薯生產上應用脫毒種苗可以在一定程度上解決上述問題。因此，在種芋生產上應用脫毒種苗工廠化快繁技術就顯得尤為重要。在仙居紅芋組培技術完善的條件下，我們通過原產地考察，挑選出符合該品種特征特性的仙居紅芋種芋進行前期組織培養，開展工廠化快繁技術研究，并進行大田產量試驗比較。

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資源圃保存的種質資源中篩選出的優異地方品種，品種分布地點為仙居縣埠頭鎮、白塔鎮等地。

1.2 方法

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

1.2.1 無菌苗增殖

將外植體培養的不定苗分割成單株，轉接到12種增殖培養基上。每種培養基接種30瓶，每瓶4個，每10瓶為一次重復。各培養基瓊脂為3.5 g·L-1，蔗糖30 g·L-1，pH值5.8，基礎培養基為MS。培養20 d后對接種情況進行考查。

1.2.2 種芋生根

切取1～2 cm高的無菌苗，接種到18種生根培養基內，每種培養基接種30瓶，每瓶4個，每10瓶為一次重復。培養15 d后測量無菌苗的根數及長度。各培養基瓊脂為3.5 g·L-1，蔗糖30 g·L-1，pH值5.8，基礎培養基為1/2MS。

1.2.3 試管苗移栽管理

組培苗根長2～4 cm，苗高6～8 cm時進行煉苗，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，穴盤中的基質由泥炭、蛭石按1∶1混合配制。用0.1 mol·L-1HCl或NaOH將基質的pH值分別調整為4.5、5.5、6.5、7.5等4個處理，對組培苗生根情況進行比較。

1.2.4 脫毒種芋生產比較

用脫毒種芋一代、二代、三代分別種植進行產量比較試驗。試驗于2014—2016年在仙居縣埠頭鎮進行。采用露地起壟栽培，3月上旬播種或移栽，株行距40 cm×100 cm，田間管理按當地習慣。10月中旬采收，測量子孫芋產量，并采用DPS 7.05軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1 無菌苗增殖

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

表1 不同增殖培養基對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培養基的要求不嚴格，在添加各種濃度NAA的生根培養基上生根率普遍較高，其中以1/2MS+NAA 0.2 mg·L-1生根培養基效果較好，平均每株產生的不定根數最多，每株不定根為11.8條。不定芽在接入5 d后就從莖的基部產生白色突起，并開始生根，15 d后長出許多健壯的根，形成完整植株。

表2 不同生根培養基對種芋生根的影響

2.3 試管苗移栽管理

將生根的試管苗移栽到不同pH值的培養基上，移栽后適當遮蔭，保持基質濕潤，每天清水噴霧1～2次，試管苗移栽1周后調查結果(表3)表明，pH值為4.5時成活率較低，為86.1%，且長勢差，植株葉色深綠，有“小老苗”表征。而pH值5.5時成活率雖然100%，但長勢一般，生長量低。pH值為6.5～7.5時，成活率及長勢均表現較好，葉色綠，生長量較大。因此，在幼苗移栽時應選擇中性基質。

表3 不同基質pH值對試管苗成活的影響

2.4 產量

由表4可以看出，不同世代脫毒苗對產量有極顯著差異。第一代脫毒苗單株芋數量較多，但單芋重量較未脫毒的低。二代脫毒苗無論在單株芋數量還是單芋重量上均優于未脫毒對照，進而在產量上表現出顯著優勢，增產幅度達26.4%。三代脫毒苗優勢逐漸下降，增產幅度僅為13.1%。另外考查發現，脫毒苗二代生產的商品芋個頭均勻，外觀好看，商品性高。二代脫毒種芋在仙居縣芋主產區進行示范推廣，示范面積3.3 hm2，結果比農戶常規留種產量增產25%左右。

表4 不同代數脫毒苗對芋產量的影響

3 小結與討論

芋組織培養研究已有諸多報道,但鮮見產業化應用。本研究以仙居紅芋初代誘導苗為外植體，開展了工廠化快繁技術研究。試驗表明，以MS+6-BA 3.0 mg·L-1+NAA 0.4 mg·L-1為增殖培養基，1/2MS+NAA 0.2 mg·L-1為生根培養基效果好，且芋生根苗在中性土壤中移栽比較適宜。

大田試驗結果表明，脫毒種芋與未脫毒種芋對照相比具有增產作用，且達到極顯著差異水平。以二代種芋增產效果及商品性較好，增產率達26.4%。因此，一代種芋做原種進行繁殖，二代種芋用于大田生產最好，三代脫毒種芋相對于未脫毒種芋，也具有推廣價值。

另外，統計增殖和生根2個培養階段的時間，一個繼代周期可以控制在35 d左右。而一般認為，一個繼代周期為1個月至1個半月比較理想[8]。因此，為滿足實際生產需求，一般在1月上旬開始增殖、生根培養，2月中下旬煉苗，即可在3月初提供初代苗用以繁育原種。一代種芋繁殖圃應保證3年內沒有種過薯芋類作物，有條件的采用防蟲網棚保護種植，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、氧化樂果等藥劑噴灑，以杜絕蟲害傳染病毒。