于仙萍,陳 煒,卞春松,金黎平*
(1.寧夏涇源縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心,寧夏 涇源 756400;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所,北京 100081)
馬鈴薯脫毒技術(shù)的應(yīng)用與推廣,解決了長期以來困擾馬鈴薯生產(chǎn)中的病毒性退化問題,據(jù)統(tǒng)計(jì)馬鈴薯脫毒種薯增產(chǎn)效果顯著,一般增產(chǎn)幅度可達(dá)30%~50%[1]。馬鈴薯莖尖剝離技術(shù)是獲得脫毒種薯目前最直接、最有效的途徑,但是馬鈴薯塊莖通過莖尖剝離后,有些病毒不能一次脫除,要對(duì)試管苗進(jìn)行再次莖尖剝離,在此項(xiàng)技術(shù)中,馬鈴薯莖尖成苗率高低是莖尖剝離技術(shù)的關(guān)鍵。對(duì)馬鈴薯試管苗進(jìn)行熱處理和病毒唑處理,結(jié)合莖尖培養(yǎng)可達(dá)到較高的脫毒率,但就其對(duì)莖尖成苗率影響方面的研究較少。本試驗(yàn)旨在對(duì)帶病毒的馬鈴薯試管苗進(jìn)行熱處理和病毒唑處理,再剝離莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng),研究不同處理方法對(duì)馬鈴薯莖尖成苗率的影響,為獲得較多數(shù)量的脫毒馬鈴薯苗提供依據(jù)。
本試驗(yàn)于2009年3~6月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所馬鈴薯課題組的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試驗(yàn)材料為中國農(nóng)科院蔬菜花卉研究所育成的品系,代號(hào)為N88和D575。經(jīng) ELISA檢測(cè),N88帶有PVY和PLRV病毒,D575帶PVS病毒。
1.2.1 熱處理+莖尖剝離
本試驗(yàn)采用鈍化病毒的熱處理方法對(duì)試驗(yàn)材料N 88試管苗進(jìn)行不同時(shí)間段的變溫處理。熱處理設(shè)計(jì)為40℃/25℃(4 h/20 h)的變溫,時(shí)間段分為2、3、4周,變溫處理后進(jìn)行莖尖剝離,每個(gè)處理剝離60個(gè)莖尖,統(tǒng)計(jì)不同處理不同培養(yǎng)時(shí)間段的莖尖成苗率。
1.2.2 病毒唑處理+莖尖剝離
試驗(yàn)材料N88、D575的試管苗分別接種在普通MS培養(yǎng)基和加入20 mg·L-1、30 mg·L-1病毒唑的MS培養(yǎng)基中,培養(yǎng)40 d后莖尖剝離。每個(gè)處理剝離60個(gè)莖尖,統(tǒng)計(jì)不同處理的莖尖成苗率。
1.3.1 莖尖剝離
經(jīng)過不同處理的試管苗莖尖,在30~40倍解剖鏡下進(jìn)行分生組織剝離,切取長度為0.1~0.3 mm帶有1~2個(gè)葉原基的莖尖,立即接種到莖尖培養(yǎng)基的試管中。
1.3.2 莖尖培養(yǎng)
莖尖培養(yǎng)基為MS+0.05 mg·L-1NAA+0.1 mg·L-16-BA+0.1 mg·L-1GA3+4 g·L-1瓊脂粉+30 g·L-1白砂糖的改良固體培養(yǎng)基,莖尖分生組織在20~23℃,1 800~2 000 lx光照強(qiáng)度,每天16 h光照下誘導(dǎo)培養(yǎng)。30 d后開始調(diào)查成苗率,每隔10 d調(diào)查1次,直到60 d。
成活莖尖長出帶有兩個(gè)以上葉片的小植株記做成苗,成苗率=成苗株數(shù)/成活莖尖個(gè)數(shù)(莖尖分生組織發(fā)育為可見綠點(diǎn)謂之成活)。
通過對(duì)試驗(yàn)的觀察記載,熱處理對(duì)試管苗影響很大,37℃恒溫處理2周后試管苗基本枯死,所以帶馬鈴薯病毒的試管苗一般不能進(jìn)行37℃以上的恒溫處理。試管苗40℃/25℃(4h/20h)變溫處理時(shí)間的長短對(duì)剝離莖尖的成苗率有較大影響,隨著處理時(shí)間加長,莖尖也受到損傷。4周變溫處理后試管苗枯死50%以上,剝離莖尖成苗率也隨之降低。
從表1可以看出,不同熱處理時(shí)間對(duì)莖尖成苗率影響較大,其中不進(jìn)行熱處理和2周變溫?zé)崽幚韯冸x莖尖成苗率較高,兩者數(shù)據(jù)很接近,30 d后調(diào)查莖尖成苗率分別為26.7%和23.3%,60 d成苗率分別為 61.7%和60.0%;4周變溫處理后剝離莖尖成苗率最低,莖尖分生組織培養(yǎng)30 d和40 d均不能成苗,50 d成苗率僅為5.0%,60 d為15.0%。
表1 不同熱處理對(duì)N88莖尖成苗率的影響(%)Table 1 Plantlet regeneration percentage of shoot tip culture of the clone N88 after the heat treatment of alternating temperature 40℃/25℃(4h/20 h)
從表2可以看出,N88材料不經(jīng)過病毒唑處理直接莖尖剝離,成苗率最高,60 d成苗率達(dá)到61.7%;經(jīng)過不同濃度病毒唑處理的莖尖成苗率在各時(shí)間段都很接近,30 d均為5.0%,而60 d為40%和41.7%。D575材料不同濃度病毒唑處理對(duì)莖尖成苗率影響較大,未經(jīng)病毒唑處理的莖尖成苗率最低,60 d僅為20%;20 mg·L-1病毒唑處理40 d后莖尖剝離成苗率很高,為63.3%,30 d成苗率為56.7%,60 d達(dá)到83.3%。
表2 不同濃度病毒唑處理對(duì)莖尖成苗率的影響Table 2 Influence of various levels of virazole on plantlet regeneration percentage of shoot tip culture
病毒唑處理后,剝離莖尖能獲得較高的莖尖成苗率,是由于病毒唑處理過程中對(duì)試管苗培養(yǎng)影響小,莖尖沒有受到損傷。對(duì)于試驗(yàn)材料D575經(jīng)過20 mg·L-1病毒唑處理40 d后的莖尖成苗率明顯高于對(duì)照,有待進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)材料不同,病毒唑處理后剝離莖尖成苗率有一定的差異,材料D575在不同的培養(yǎng)階段莖尖成苗率都高于材料N88。近年來,更多的研究是將某些病毒抑制劑加入培養(yǎng)基中,以提高莖尖脫毒效果。
同一材料不同的處理方法對(duì)莖尖成苗率的影響較大,材料N88經(jīng)過不同濃度病毒唑處理剝離莖尖成苗率低于2周熱處理,但相對(duì)于3、4周變溫處理的莖尖成苗率有明顯的提高。
不同處理剝離莖尖成苗后經(jīng)ELISA檢測(cè),材料N88對(duì)照(0周)莖尖剝離PVY脫毒率為60%,PLRV脫毒率為70%,同時(shí)脫除PVY、PLRV的概率為30%;N88經(jīng)過2周變溫處理后莖尖剝離PVY、PLRV的脫毒率均為93.3%,而同時(shí)脫除PVY、PLRV的概率為86.6%;N88經(jīng)過3、4周變溫處理的剝離莖尖PVY、PLRV脫毒率為100%。N88材料在加入 20 mg·L-1、30 mg·L-1病毒唑的培養(yǎng)基中培養(yǎng)40 d后莖尖剝離,PVY、PLRV的脫毒率為100%;D575材料經(jīng)過20 mg·L-1、30 mg·L-1的病毒唑處理后莖尖剝離,PVS的脫毒率均為40%,而沒有經(jīng)過病毒唑處理直接莖尖剝離PVS脫毒率為0。Wambugu等[2]在培養(yǎng)基中加入20 mg·L-1病毒唑,經(jīng)5個(gè)月培養(yǎng)的 3~4 mm長的莖尖,使Norchip品種脫除了89%PVY、90%PVS,說明帶毒試管苗在加入病毒唑培養(yǎng)基中培養(yǎng)后再進(jìn)行莖尖剝離可以提高PVY脫毒率,本試驗(yàn)PVY病毒的脫毒效果與Wambugu等的試驗(yàn)結(jié)果相接近,病毒唑?qū)︸R鈴薯其它病毒的影響情況需進(jìn)一步的試驗(yàn)研究。
[1]馬力.黑龍江省西部馬鈴薯脫毒、快繁、保種新技術(shù)[J].中國馬鈴薯,2009,23(1):44-45.
[2]Wambugu F M,Seeor G A,Gudmestad N C.Eradiction of potato virus Y and S from potato by chemotherapy of cultured axillary bud tips[J].American Potato Journal,1985,62:667-672.