甘薯茎尖组培快繁技术
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甘薯(Ipomoea batatas Lam.)又称山芋、番薯、红薯、地瓜,为旋花科甘薯属一年生或多年生蔓性草本植物,耐旱,耐贫瘠,产量高,富含多种营养物质,具有良好的保健功能。
我国的甘薯种植面积及产量均居世界首位,主要用作粮食、饲料及工业原料,在国家粮食安全与能源安全方面占有重要地位。
病毒病是甘薯的主要病害之一[1-2],一旦感染病毒,会导致产量品质降低,种性退化,严重者可导致减产[3]。
为提高甘薯脱毒率,满足脱毒苗产业化生产的需求,笔者对甘薯茎尖培养、高温和药剂3种脱毒方法进行了研究;对繁殖速度慢的甘薯品种进行了增殖培养基的筛选试验,以提高繁殖速率,短期内获得大量的脱毒组培苗。
1材料与方法1.1试验材料试验甘薯品种为烟薯25、京6、济薯26、普薯32,由北京市农业技术推广站及北京市密云区和合元种植专业合作社提供。
本试验于2018-2020年进行。
1.2试验材料准备准备大号塑料钵,底部铺设报纸,以防浇水时基质随水从排水孔中流出;栽培基质选用蛭石和草炭,比例2∶1;基质提前用500倍百菌清溶液喷湿,将薯块平铺或直插入基质中,注意直插时分清上下部,浇水后放于适宜温度下催芽。
催芽温度条件29~32℃。
待苗出芽后降低温度,控制在25~28℃。
从携带有SPLCV病毒的烟薯25盆栽苗上剪插条,插条长约10cm,去除叶片,插条上部平切,下部斜切;将插条放于500倍百菌清溶液中浸泡10s,再用浓度为100~500mg/kg萘乙酸溶液处理,以利快速生根;扦插基质为蛭石和草炭,扦插容器选用塑料钵,从底部到上部依次为报纸、草炭、蛭石,同样用500倍百菌清溶液处理;将处理好的插条扦插于基质中,喷水后放置于25~28℃的环境条件下培养。
待生根并长出新芽后即可进行药剂脱毒试验。
1.3茎尖剥离技术1.3.1材料准备当甘薯块茎长出新芽后,切下顶部约2cm的芽段,剪去已展开的叶片放入烧杯中,倒入洗涤灵进行洗涤,用流水冲洗30min左右,置于超净工作台上。
甘薯(红薯)茎尖菜用栽培技术1 茎尖菜用甘薯的特点1.1 营养价值高茎尖菜用甘薯具有茎叶生长快、再生能力强,抗病虫害,适应性强,耐肥水等特点。
茎尖茸毛少,食味清香,无普通甘薯品种的苦涩味,质地鲜嫩,口感嫩滑,熟化之后有较好的适口性。
甘薯茎尖富含蛋白质、胡萝卜素、食用纤维和丰富的维生素B1、B2、B6、VC、多酚及钙、铁、磷、镁、锌、硒等矿物质。
也有研究发现,甘薯叶中含有高浓度的维生素K1,并证实了具有较强的抗光分解能力,在临床实验具有非常重要的意义。
与块根相比,茎尖和叶片的蛋白质、膳食纤维、钙铁等含量要高出许多。
有报道称,其蛋白质含量是储藏根的2.7倍,膳食纤维含量、铁含量为储藏根的近3倍,茎尖的粗蛋白含量为干重的12.1%~25.1%,与猪牛肉相当。
据中国预防医学科学院检测,甘薯叶与菠菜、胡萝卜、芹菜、韭菜、南瓜、番茄等14种常用蔬菜相比较,在14种主要营养成分中,蛋白质、脂肪、碳水化合物、纤维素、胡萝卜素、维生素B1、B2、VC、钙、磷、铁、烟酸及热量等 13 项,薯叶均居首位,亚洲蔬菜研究中心已将其列为高营养蔬菜品种,具有非常广阔的发展前景。
甘薯的茎叶中含有丰富的黏液蛋白,具有提高机体免疫力,增强免疫功能、促进新陈代谢、延缓衰老的作用。
茎叶中丰富的多酚能清除体内有害的自由基,预防细胞癌变。
茎叶中含有丰富的叶绿素,经常食用能净化血液并帮助排毒。
茎叶中丰富的膳食纤维和果胶可促进肠胃蠕动,对改善便秘和肠癌有一定的作用。
另外,富含的钾、铁元素及VA、VC、VE,可增强和保护视力,稳定血压及预防高血压,降低人体内的胆固醇和血糖,预防心血管疾病的发生。
1.2 生长量大、生长期长甘薯为无性繁殖的作物,耐旱、耐湿性强,具有较强的再生能力,适应性广,容易栽培。
湖北省属于长江中下游薯区,平均气温较高,无霜期较长,温光资源丰富,年降雨量充沛,非常适合甘薯的生长。
若采用大棚种植,4~10月每7~10 d即可采摘一次,可采收薯叶75 000 kg/hm2,既能在夏季补充淡季的叶菜供应,又能增加市场的蔬菜种类。
甘薯茎尖分生组织培养基的优化及快繁技术研究甘薯茎尖培养基的筛选是脱毒苗生产的关键,目前国际上通用的脱毒方法是采用带有1~2个叶原基茎尖分生组织进行培养。
但茎尖的大小和脱毒率成负相关,和成活率成正相关。
而且,由于试管苗比较脆弱,试管苗的质量成为影响移栽成活率的主要因素之一。
本研究用甘薯茎尖为外植体,以提高甘薯茎尖成苗率和试管苗移栽成活率为目的,通过正交设计的方法,研究其培养的最佳不同激素配比的培养基配方,并初步研究了渗透胁迫与营养胁迫对甘薯试管苗抗逆性的影响,结果表明:1、通过正交试验和极差分析筛选出适合甘薯茎尖分生组织培养的不同激素配比的培养基配方1mg/L BA+0.5mg/L NAA,并进行不同基因型甘薯品种验证,成苗率高达85%;通过回归分析,愈伤一次成苗率最高的培养基配方为:MS+1.48mg/L BA+0.5mg/L GA3+1mg/L IAA+0.5mg/L NAA。
2、研究了试管苗在45天时和移栽到温室内一个月之后的形态指标变化。
甘薯试管苗在蔗糖(30~90g/l)处理下,叶面积、茎重、叶绿素都高于对照; SOD、POD的活性比对照明显增加。
蔗糖浓度为75g/l时,成活率最高为94.7,显著高于对照。
3、PEG处理,叶片数、根重都比对照多,株高却低于对照;CAT活性降低,MDA含量、可溶性蛋白含量升高。
PEG(0~60g/l)处理会使南薯88成活率降低。
4、CaCl2(0~9g/l)处理中,叶片数、株高、主根、根长都低于对照;SOD活性降低,POD、CAT活性升高,MDA含量下降。
CaCl2浓度为3g/l时,成活率最高为100%,高于对照,差异极显著。
5、在甘露醇(0~60g/l)处理实验中,株高、根长、茎重、叶面积均低于对照,甘露醇浓度为30g/l时,成活率最高,高达96.3%,显著高于对照。
6、减量MS处理,株高、根长低于对照,茎重、叶面积高于对照;CAT活性低于对照。
半量培养基成活率最高,高达93%,高于对照,差异极显著。
作物栽培现代农村科技2021年第2期甘薯脱毒苗快繁技术刘洋陶春来崔绍玉石颖靳国旺曹立娜高君慧张丹杜德玉(廊坊市农林科学院河北廊坊065000)甘薯属于无性繁殖作物,在种植过程中容易受到病毒侵染,造成产量降低、品质变差,近年来发现的甘薯复合病毒病(SPVD)更成为甘薯的毁灭性病害,对产量影响巨大,减产幅度高达50%~90%冋?。
1脱毒培养1.1茎尖剥离。
选取生长健硕、茎尖饱满的甘薯植株,取顶芽2cm,用水冲洗2~3遍备用。
于无菌环境中,将幼芽用75%的酒精浸泡30s后,再用2%的次氯酸溶液消毒5min,浸泡于无菌水中备用。
将茎尖置于解剖镜下,用手术刀将茎段上可见叶片剥离,切取0.1~0.3mm的茎尖分生组织,接种到分化培养基(MS培养基+1.0mg/L6BA+ 0.5mg/LIAA)上。
于27°C±1°C、光强3000lx、每天13h光照处理条件下培养,诱导芽的形成。
1.2成苗。
在分化培养基中培养20d,待茎尖膨大变绿后,将其转入MS培养基上培养成苗,30d后将小苗转入MS培养基中继代培养。
1.3病毒检测。
组培苗扩繁后,长至5~6片叶时进行病毒检测。
采用RT-PCR检测[3]或甘薯病毒芯片快速检测方法,针对甘薯褪绿矮化病毒(SPCSV)、甘薯羽状斑驳病毒(SPFMV)、甘薯潜隐病毒(SPLV)、甘薯曲叶病毒(SPLCV)及甘薯病毒G(SPVG)等甘薯主要病毒进行检测。
1.4组培苗扩繁。
选取脱毒成功长至5~7片叶的脱毒苗,在无菌环境中截取2cm左右茎段,每茎段须有2~3个节,转入MS培养基上,于温度27C 土1C、光强30001x、每天光照13h条件下培养,每30~40d扩繁1次。
2移栽驯化选择地势高燥、通风向阳、土壤肥沃疏松,并且3年以上没有种过甘薯且无根腐病、黑斑病、茎线虫病等土传病害的温室进行脱毒苗移栽驯化。
温室上下通风口及入口须安装60目的防虫网,入口要设2道防虫纱门。
紫色甘薯组培快繁体系的建立
紫色甘薯是一种重要的粮食、工业原料、饲料及保健食品作物。
本试验选用紫色甘薯世中4号和世中8号两个优良品种带腋芽的茎段作为外植体进行培养,分别在无性培养系建立,芽的增殖,生根和移栽四个方面进行了初步研究,得出以下结果:1、外植体消毒在紫色甘薯的组织培养中,外植体冲洗后,用0.2%HgCl2
的溶液消毒6min,无菌水冲洗4-5次,可达到理想的消毒效果,成活率可达78.48%。
2、无性培养系建立阶段选取两个紫色甘薯品种的茎段进行培养,对污染率、腋芽萌芽率和生长状况进行了比较。
应用植物生长调节剂6-BA和NAA诱导不定芽的分化,适合世中4号茎段培养的培养基是MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L;适合世中8号茎段培养的培养基是MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.1mg/L。
3、芽增殖阶段在MS培养基中附加不同浓度的BA(1.0-3.0mg/L)和
KT(0.5-2.0mg/L)组合可诱导两个品种茎段上的腋芽形成丛芽,其中
MS+6-BA1.0mg/L+KT0.5mg/L比较适合世中4号形成丛生芽;
MS+6-BA2.0mg/L+KT1.0mg/L比较适合世中8号。
4、生根阶段用NAA诱导生根,
使幼苗矮壮,植株叶片较绿,根粗,达到壮苗效果,有利于提高幼苗的移栽成活率。
较适合诱导两个品种幼苗生根的培养基分别是MS+NAA0.1mg/L和
MS+NAA0.5mg/L。
5、移栽阶段温度和水分对两个品种组培苗移栽成活率影响较大。
温度低、基质水分多,易造成组培苗死亡。
5月份的移栽成活率为80%左右。
甘薯茎尖组培快繁技术作者:***
来源:《农村农业农民·B版》2018年第04期
甘薯是我國重要的农业作物,年产量仅次于水稻、小麦和玉米。
甘薯以其甘甜可口的特点深得人们的喜爱。
然而,病毒病害却一直影响着甘薯的产量,极大地影响了甘薯的生产,我国每年因甘薯病毒病造成的产量损失价值高达40亿元,这个问题一直困扰着很多研究此方面问题的科技人员。
甘薯病毒有许多种类,其中,甘薯卷叶病毒(sweet potato leaf curl virus,简称SPLCV)是引起甘薯产量大幅降低的主要病原之一,SPLCV可引起甘薯叶片上卷、植株矮化等,在自然条件下由昆虫介体烟粉虱通过持久方式进行传播,也可通过嫁接方式进行传播。
当前防治甘薯病毒病的方法通常是剥离茎尖分生组织,离体培养后得到脱毒苗来去除病毒,然后进行培育、快繁,将脱毒种薯应用于大规模的农业生产。
多年来,各个国家的科技人员致力于甘薯脱毒培养技术的研究,以寻求防治甘薯病毒病的最有效方法,但由于病毒种类多,变异快,很难杜绝甘薯病毒的发生。
然而,茎尖分生组织脱毒培养技术为有效防治甘薯病
毒病开辟了一片新天地,是目前获取和培养脱毒苗最常用的手段。
脱毒后的甘薯能恢复其品种原始的优良性状,采用快速繁殖技术将甘薯这些优良品质遗传下去,可达到提高甘薯产量和质量的目的。
该研究以商薯19茎尖为外植体,经过愈伤诱导、分化、增殖和生根培养,依托甘薯茎尖脱毒组培快繁技术,为生产优良的甘薯组培脱毒苗提供理论依据。
研究结果如下:综合不同灭菌方法的效果来看,最佳选择是处理0.1%升汞灭菌6~7min。
外植体茎段接种15d后观察其生长状况,再加入6-BA和NAA组合的培养基中,无菌芽伸长快,高度正常,并且芽呈绿色(图1);茎尖诱导的培养基最佳选择为MS+6-
BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L。
茎尖15d后可分化出苗(图2),30d后可增殖达到6~7片叶(图3),适宜增殖的最佳培养基为1/2 MS+6-BA1.0mg/L+CW2.0g/L,苗生长快,健壮,叶大而绿。
用已消毒的镊子将单茎叶的形态学下端扦插于培养基中,通过生长调节剂的作用诱导单茎叶生根,侧芽向上生长,形成一棵完整的植株(图4)。
NAA有利于单茎叶的诱导生根,浓度稍高的NAA效果更好。
诱导生根培养基的最佳选择为1/2MS+NAA0.5mg/L,生根多而且健壮,有利于后期整棵植株的营养供应。
茎尖分生组织培养技术是当前获取和培养脱毒苗的主要手段。
本研究以商薯的茎尖为外植体,初步建立了甘薯的脱毒苗组培快繁体系。
由于本试验选取的研究对象是商薯19,因此本试验所建立脱毒苗快繁体系不一定完全适应其他品种的甘薯。
在实践中,可根据事实情况酌情变动培养基的配比。
试验表明:
在商薯茎尖表面消毒过程中,通过本试验发现,以0.1%的升汞灭菌6~7min为宜,低于6min外植体容易发生不同程度的污染,高于7min外植体容易死亡,0.1%的升汞灭菌效果好于10%的次氯酸钠。
由于升汞对人体及环境有害,使用过的升汞应作特殊处理,不能随意丢弃。
脱毒苗快速繁殖技术的关键在于剥离的茎尖组织的诱导分化,在培养基中加入适量的6-BA和NAA有利于芽的诱导分化,但要注意浓度大小应适中,过高或过低不仅不能诱导分化,反而起抑制作用。
在商薯苗的增殖培养阶段,在培养基中加入适量的CW有利于苗的生长。
但是要注意CW 的浓度及用量,过高或过低都不能起到促进苗增殖的作用。
脱毒苗快速繁殖利用单茎叶来进行,MS培养基和1/2MS培养基是适合商薯生根的基本培养基,在培养基中加入适量的NAA 有利于单茎叶的诱导生根,并且生出的根粗壮,有利于后期成苗的营养吸收。
配制培养基时,注意培养瓶封口的工作及培养基灭菌程序,避免污染培养基,影响商薯器官组织的成活率。
此外,要注意培养基中添加的蔗糖和琼脂的浓度,以及诱导愈伤组织形成器官时的光照和温度。
总之,要尽量给予商薯各组织器官生长的最适条件。
将茎尖分化出的苗从培养皿移植到培养瓶中时,要注意轻轻夹取,避免用力过度而损伤茎和叶。
同时,试验要在酒精灯旁操作,避免空气中的细菌污染培养基及茎尖分化组织。
此外,操作时动作要快,避免酒精灯热量灼伤茎尖分化组织。
在剥离茎尖组织及切取单茎叶时,多次用到解剖刀、解剖针及镊子,注意每次使用前后都要进行频繁的高温消毒,避免污染商薯茎尖分生组织及单茎叶等,影响脱毒的成功率。
此外,经高温消毒的镊子、解剖刀和解剖针要冷却后再使用,避免烫伤商薯幼苗的器官组织,影响成活率。