马铃薯试管苗夏季保苗技术

时间：2024-05-23

相丛超，樊建英，李东玉，封志明，张淑青

（石家庄市农林科学研究院，河北石家庄 050021）

马铃薯（Solanum tuberosumL.）属于茄科多年生草本植物，营养价值较高[1]。主要栽培种植于欧洲与亚洲，其中最大的生产和消费国是中国[2]。马铃薯是中国第4大粮食作物，栽培面积广阔，优良种薯需求量较大，而马铃薯试管苗培养是获得优良种薯的基础；但由于夏季高温潮湿，适宜微生物繁殖，常造成马铃薯试管苗在培养过程中出现污染严重的问题。中华人民共和国农业部于2015年提出了“马铃薯主粮化战略”，为马铃薯产业的发展提供了政策保障[3]。优良种薯是马铃薯生产的核心[4]，茎尖脱毒是获得优良种薯的基础，马铃薯试管苗培养即是从茎尖脱毒到优良种薯生产过程的必要环节。由于夏季容易滋生各种霉菌，在马铃薯试管苗培养过程中必须面对夏季保苗这一问题[5]，因此采用在培养基中添加植物生长调节剂、抑菌剂，长筒试管培养以及综合防治措施可以有效防止试管苗的杂菌污染，从而达到夏季保苗的目的。

1 马铃薯试管苗夏季污染的原因及危害

造成马铃薯试管苗污染的原因有很多方面，具体见表1，其中夏季污染尤为突出。夏季高温潮湿，各种细菌、真菌适宜滋生，通常情况下6月初—8月初是霉菌多发期，大约持续两个多月的时间。使用锥形瓶培养试管苗，一般的情况下转接时间大概是20 d左右，整个夏季共需要转接3～4次。在霉菌大量滋生的夏季，每次转接都存在被污染的可能，从而造成马铃薯试管苗的染病。马铃薯试管苗污染按菌类的不同可分为真菌性污染和细菌性污染，被杂菌污染的马铃薯试管苗生长受到抑制，枝叶枯黄萎蔫，甚至死亡，且不易脱菌（图1）。

表1 试管苗污染源及污染原因

图1 马铃薯试管苗污染情况

2 马铃薯试管苗夏季防治污染措施

通过制定严格的无菌操作制度，并严格按照制度执行可以减少试管苗的污染；但在多菌的夏季，每个环节的操作疏忽都有可能产生失误，并造成幼苗污染，故夏季试管苗保苗应遵循减少继代次数和防菌灭菌的原则。夏季试管苗的无菌培养可通过以下4个方面的优化来实现。第一，控苗：就是通过在培养基中添加适宜浓度的植物生长剂减缓试管苗生长速度，减少转接次数实现夏季保苗。第二，杀菌：通过在培养基中添加适宜浓度的杀菌剂，有效杀灭试管苗转接和培养过程中感染的杂菌。第三，扩大生长空间：就是使用较大空间的培养器皿实现较长时间的培养，减少转接次数，实现夏季保苗。第四，加强组培室管理：通过严格的组培室管理，也可以有效减少杂菌污染。

2.1 植物生长调节剂保苗

植物生长调节剂可以实现马铃薯试管苗夏季保苗。保苗原理：植物生长调节剂通过减缓马铃薯试管苗的生长，进而减少夏季试管苗转接次数，减少试管苗的污染几率，达到夏季保苗的目的。通常情况下霉菌多发期主要在6月初—8月初，大约2个月的时间，采用合适的植物生长调节剂及其适宜浓度可以使整个夏季不用转接试管苗，从而减少霉菌污染机会，实现夏季保苗。关于植物生长调节剂在延缓马铃薯试管苗生长方面的主要研究成果，见表2[6-10]。石家庄市农林科学院实验室在综合各家研究的基础上，探究出了在马铃薯试管苗培养基中添加适宜浓度的多效唑或矮壮素进行夏季保苗的措施。

多效唑夏季保苗措施：采用MS培养基+0.6～0.8 mg/L的多效唑，可以有效减缓费乌瑞它马铃薯试管苗的生长速度，使其培养时间增加到60 d以上，从而安全度夏。由于多效唑对不同马铃薯试管苗的影响不同，所以对于其他品种需做进一步的试验验证。

矮壮素夏季保苗措施：采用MS培养基+0.03～0.09 g/L的矮壮素可以有效减缓石薯1号、费乌瑞它、荷兰14、康尼贝克、中薯3号和晋薯16号试管苗的生长速度，使其培养时间增加到60 d以上。与多效唑类似，矮壮素对于不同品种马铃薯试管苗生长的影响亦有不同，所以对于其他品种的适宜浓度还需做进一步试验分析。

表2 植物生长调节剂在马铃薯试管苗培养上的应用研究

2.2 添加抑菌剂保苗

生产上也有在培养基中添加甲基硫菌灵等抑菌剂保苗的实例，其保苗原理：添加适宜浓度的抑菌剂可以杀灭转接或培养过程中产生的少量霉菌，且对试管苗不产生明显药害，从而达到试管苗无菌度夏的目的。关于抑菌剂在试管苗防菌杀菌方面的应用主要有宿飞飞等、康萍芝等的研究，各项应用研究见表3[11-15]。石家庄市农科院实验室在综合各家研究的基础上，探究出了在马铃薯试管苗培养基中添加适宜浓度的70%甲基硫菌灵可湿性粉剂进行夏季保苗的措施。

70%甲基硫菌灵可湿性粉剂夏季保苗措施：首先配置5 g/L的母液，然后采用MS培养基+3～5 mL甲基硫菌灵母液培养试管苗，可在不显著影响试管苗生长的前提下，降低试管苗被杂菌感染的几率。如果组培室污染严重，可以适当增大浓度，但要慎重，浓度太大会抑制植株生长。

2.3 采用长筒试管培养保苗

生产上主要采用规格较大的试管培养试管苗进行保苗。保苗原理：与植物生长调节剂保苗原理类似，都是通过减少夏季转接次数，减少污染几率，进而达到保苗的目的；不同之处是，试管培养过程中增大了培养空间，从而延长培养时间，进而减少转接次数，达到安全度过夏天的目的。

长筒试管培养保苗措施：采用长19.80 cm、内径2.22 cm的试管，同时添加6.00 cm厚度的培养基培养试管苗，可以实现45～60 d转接1次，保障幼苗安全度过夏天。

2.4 综合措施保苗

结合生产实际情况，还可以采用多种措施组合进行保苗。如：多效唑或矮壮素+长筒试管培养，杀菌剂+长筒试管培养，多效唑或矮壮素+杀菌剂培养，以及多效唑或矮壮素+杀菌剂+长筒试管培养等。

除了以上保苗措施以外，生产上还应注重保持转接人员和组培室的卫生。具体的措施要点包括：第一，工作人员进入组培室应做好消毒灭菌工作，保持个人卫生；第二，组培室应定期紫外灭菌，必要时还应采用化学试剂灭菌；第三，超净工作台每天上机操作前应紫外灭菌30 min，超净风运行30 min；第四，上机操作前应做好转接人员的消毒工作，双手用肥皂洗净，再用酒精表面消毒；第五，镊子等转接工具应做好高温灭菌工作，同时每转接1瓶试管苗或当手与易带菌物品接触时应及时用酒精擦拭；第六，上机操作时应严格按照试管苗无菌转接要求转接。

3 结束语

马铃薯脱毒试管苗培养是获得优良种薯的重要环节，夏季高温潮湿，霉菌易滋生繁殖，所以容易造成夏季试管苗的污染[5]。马铃薯保苗主要是通过4个方面的优化来实现，即：控苗、杀菌、扩大生长空间、加强组培室管理。通过在培养基中添加植物生长调节剂、抑菌剂，采用长筒试管培养以及综合防治等措施，对马铃薯脱毒试管苗安全度过夏天进行了探索，提供了相关实验数据，取得了良好的效果，为马铃薯试管苗的安全生产提供了技术支撑，同时也对其他植物的试管苗保苗技术研究提供了参考。

表3 抑菌剂在马铃薯试管苗培养上的应用研究

[1]刘素稳,张泽生,杨海延,等.马铃薯蛋白的营养价值评价[J].营养学报,2008,30（2）:208-210.

[2]柳俊.我国马铃薯产业技术研究现状及展望[J].中国农业科技导报,2011,13（5）:13-18.

[3]屈冬玉,谢开云,金黎平,等.中国马铃薯产业发展与食物安全[J].中国农业科学,2005,38（2）:358-362.

[4]何学功,于光军,常桂先.我国马铃薯种业发展亟待解决的问题[J].中国种业,2013（2）:9-13.

[5]陈远达,辛国斌.马铃薯试管苗快繁过程中的污染及解决办法[J].中国马铃薯,2003,17（4）:239-240.

[6]艾辛,夏志兰,刘明月,等.植物生长调节剂对马铃薯试管苗生长和保存的影响[J].湖南农业大学学报（自然科学版）,2005,31（5）:514-517.

[7]岳新丽,王春珍,湛润生,等.4种植物生长抑制剂对马铃薯种质离体保存的影响[J].作物杂志,2013（5）:33-36.

[8]吴京姬,康哲秀,郎贤波,等.利用山梨醇长期保存马铃薯试管苗[J].中国马铃薯,2014,28（1）:14-17.

[9]徐志勇,牟文平,曾锂,等.多效唑对马铃薯试管苗扩繁的影响研究[J].现代农业科技,2014（3）:161.

[10]朱云芬,程群,李卫东,等.植物生长延缓剂B9对马铃薯种质资源离体保存的影响[J].湖北农业科学,2014,53（15）:3501-3503.

[11]宿飞飞,吕典秋,邱彩玲,等.马铃薯脱毒试管苗快繁中污染抑菌剂的筛选[J].中国马铃薯,2010,24（6）:330-333.