甘薯脱毒苗组培扩繁基本培养基配方的探究与优化

摘要  甘薯在种植过程中因连年种植出现的病害发生加重、产量降低、品质变劣等因素严重制约了甘薯产业的发展。甘薯脱毒技术是脱除病毒、恢复品种种性、提高甘薯产量和品质的有效途径，但生产中脱毒苗的供应能力不足，为了探索其解决办法，以徐薯18、龙薯9号为试验材料，根据甘薯龙薯9号扦插苗自身吸收矿质元素的量计算所得的基质培配方龙9以及1/2龙9、MS、1/2MS为处理，进行了脱毒苗组培扩繁的比较探究。结果表明，徐薯18和龙薯9号1/2龙9配方的茎节数和茎长均为最好，但试验过程中该配方出现了叶片黄化现象，故对1/2龙9配方进行了完善，并在徐薯18、龙薯9号、烟薯25、绵薯10号、遂宁524及北京1号6个甘薯品种进行了验证，结果表明1/2改良龙9配方处理下的各品种茎长和茎节数均优于MS配方，这对于解决生产中脱毒苗供应不足的问题以及经济效益的增加有极其重要的作用。

关键词  甘薯；脱毒苗；组培扩繁；基础培养基；配方

中图分类号  S531  文献标识码  A  文章编号  0517-6611（2024）05-0045-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.05.012

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Exploration and Optimization of the Basic Culture Medium Formula for the Tissue Culture and Propagation of Virus-free Sweet Potato Seedlings

DUAN Fang1，2， FU Guo-zhao1， ZHANG Zhi-wei1 et al

（1. College of Agronomy， Sichuan Agricultural University， Chengdu， Sichuan 611134;2. Shandan Branch of Gansu Yasheng Industry （Group） Co.， Ltd.， Shandan， Gansu 734100）

Abstract  Sweet potato industry development has been severely constrained by factors， such as disease worsening， yields decreasing and  quality deteriorating resulting from continuous cultivation. The technique of virus-free sweet potato propagation was an effective means of removing viruses， restoring cultivar traits， and improving yields and quality. However， the supply capacity of virus-free seedlings in production was insufficient. In order to explore solutions to this problem， Xushu 18 and Longshu No. 9 were used as experimental materials， the propagation of virus-free seedlings using different substrate formulas were compared， including the Long 9 substrate formula calculated based on the amount of mineral elements absorbed by Longshu No. 9 stem cuttings， as well as 1/2 Long 9 MS， and 1/2 MS treatments. The results showed that the stem number and length of Xushu 18 and Longshu No. 9 were best when using the 1/2 Long 9 substrate formula. However， yellowing of the leaves occurred during the experiment， so the 1/2 Long 9 formula was improved and validated on six sweet potato varieties including Xushu 18， Longshu No. 9， Yanshu 25， Mianshu 10， Suining 524 and Beijing 1. The results showed that the stem length and number of each variety under the 1/2 modified Long 9 formula treatment were superior to those under the MS formula， which was extremely important for solving the problem of insufficient supply of virus-free seedlings in production and increasing economic benefits.

Key words  Sweet potato;Virus-free seedlings;Tissue culture propagation;Basal medium;Formula

基金项目  四川省科学技术厅项目（2022ZHYZ0006，2022ZHXC0067）。

作者简介  段芳（1996—），女，甘肃民勤人，硕士，从事甘薯栽培发育相关研究。*通信作者，副教授，博士，从事作物栽培与发育研究。

收稿日期  2023-03-27

甘薯是重要的粮食作物，也是食品加工和工业的原料。甘薯病毒病是制约甘薯产业发展的重要因素。甘薯浸染病毒后，由于制造养分的器官被病毒干扰和破坏，单株结薯数变少，薯块变小，薯皮颜色变淡，表皮粗糙且有龟裂，导致减产20%～40%［1］。采用甘薯脱毒技术是恢复品种种性、提高甘薯产量和品质的有效途径［2］。脱毒甘薯不仅脱去了病毒，而且通过茎尖培养去除了多种真菌、细菌、线虫等病原菌，大大降低了其发病率［3］。

培养成苗的脱毒苗需要在短时间内快速扩繁，以满足甘薯种植生产过程中对种苗的需求。脱毒苗的扩繁有组织培养［4］和无土培养［5］等方式，组培扩繁一般使用的培养基为MS和1/2MS固体培养基，袁照年等［6］研究表明MS培养基的效果更好，并发现在MS培养基中添加0.5 mg/L的萘乙酸（NAA）可促进甘薯试管苗生长，在MS培养基中添加0.1 mg/L赤霉素（GA3）能促进甘薯试管苗节间伸长。余成章［7］研究表明，试管苗剪切成一叶一节的茎段作扦插培养，并在1/2MS培养基中附加低浓度的IAA（0.02～0.05 mg/L），可提高繁殖效率，降低成本。甘薯苗的无土培养繁殖方面，罗林会等［8］筛选出了适合脱毒甘薯组培苗生长的营养液，即Hoagland和阿农营养液通用配方。覃华勇等［9］研究结果显示，在日本田园配方中4个菜用甘薯品种的茎长、茎节数、根系活力等表现最好，Hoagland配方次之。李润根等［10］试验发现，改良Hoagland配方、改良日本田园配方可以促进甘薯块根重量增加。尽管诸多研究筛选出了适宜不同品种甘薯苗无土繁殖的配方，但对比以上的几个配方，课题组前期根据甘薯吸肥规律所得的基质培配方有较大的优势［11］（的研究将其命名为龙9）。鉴于此，笔者在甘薯脱毒苗常规组培扩繁的基础上，探究基质培新配方龙9加以MS有机成分后在组培扩繁中的应用效果，为甘薯脱毒苗的快速生产与推广应用提供一定的参考。

1  材料与方法

1.1  材料

试验以龙薯9号、徐薯18、烟薯25、绵薯10号、遂宁524及北京1号为供试品种。

1.2  方法

1.2.1  不同基本培养基对甘薯脱毒苗生根成苗的影响。

将 龙薯9号和徐薯18两个品种的甘薯脱毒苗切成1叶1节的茎段，转接于无激素的龙9（四川农业大学甘薯课题组命名）、1/2龙9（相比较于龙9，大量元素减半）、MS、1/2MS（相比较于MS，大量元素减半）培养基上进行生根成苗，其中以常见的MS配方为对照，共8个处理，每个处理12瓶，每瓶3个茎节，4瓶为1个重复。龙9的有机成分借用了MS，无机成分配方及浓度如表1所示。

1.2.2  1/2改良龙9配方扩繁效果的验证。

由于1/2龙9配方处理后龙薯9号和徐薯18脱毒苗在生长过程中出现了叶片黄化的现象，所以对1/2龙9配方的组成要素进行了完善，大量元素MgSO4·7H2O的含量进行了上调，调为300 mg/L，并加入了1/2MS同量的KI与Na2EDTA。改良1/2龙9配方无机成分配方及浓度如表1所示，有机成分借用了MS。由于该配方是以龙薯9号为试验材料而得，茎节数又是决定繁殖速度的关键要素，故调整后的配方对照选择了在龙薯9号茎节数仅次于1/2龙9配方的MS，并在烟薯25、棉薯10号、遂宁524及北京1号等甘薯品种上进行了进一步验证。因为该配方是为脱毒苗扩繁而探索，茎指标决定了繁殖能力的大小，故去除了根指标的测定。

1.2.3  测定指标与方法。

接种后每10 d统计茎节数、生根数等。最后40 d试验结束时，取出材料测其茎粗、茎长、根长、根粗等。接种后40 d测其茎节数、茎长、茎粗等。

1.3  数据处理与分析

采用Excel 2016进行试验数据处理；采用Origin 2018作图；采用SPSS 24.0软件进行统计学检验。

2  结果与分析

2.1  不同基本培养基配方对脱毒苗茎节数的影响

不同配方对龙薯9号和徐薯18脱毒苗茎节数的影响分别主要集中在30和40 d（图1A），对于龙薯9号而言，30和40 d时各配方对其脱毒苗茎节数的影响由高到低为1/2龙9>龙9>MS>1/2 MS，且30 d时1/2龙9配方与其他配方相比均差异显著。从图1B可以看出，徐薯18在30和40 d时各配方茎节数排序为1/2龙9>1/2MS>龙9>MS。综上所述，1/2龙9配方对龙薯9号及徐薯18脱毒苗茎节数的促进效果较好，以40 d为1个继代周期其茎节数分别达到了6.75和6.88个。

2.2  不同基本培养基配方对脱毒苗茎长与茎粗的影响

由图2A可知，龙薯9号各配方对茎长的促进效果，由高到低为1/2龙9>MS>龙9>1/2MS；对于徐薯18，1/2龙9配方对其脱毒苗茎长的生长效果最好，1/2MS次之，MS效果最差，且1/2龙9配方与MS配方间茎节长差异显著。总之，龙9与1/2龙9相对于各自的对照，除了龙薯9号甘薯在龙9稍低于MS外，其余处理与对照在促进茎长上都有一定的优势，但与对照间差异都不显著。由图2B可知，龙9配方对龙薯9号茎粗的促进效果最好，其茎粗达到了2.94 mm，且与其他各处理差异显著；各配方对徐薯18茎粗的影响大体一致。