甘薯茎尖脱毒技术研究进展

甘薯茎尖脱毒技术研究进展作者：彭琼鄢铮谢东钟林珍来源：《福建农业科技》2020年第08期摘;要：利用茎尖分生组织培养技术培育甘薯脱毒苗是目前防治甘薯病毒病的有效方法。

从甘薯病毒病的发生、甘薯茎尖脱毒技术的发展及影响因素等方面综述了甘薯茎尖脱毒技术的研究进展及发展趋势，分析了目前甘薯茎尖脱毒技术所面临的问题，并就甘薯茎尖脱毒技术的主要研究方向进行展望，以期为甘薯茎尖脱毒技术的研究与应用提供参考。

关键词：甘薯;茎尖;组织培养;脱毒技术中图分类号：S531;文献标志码：A;文章编号：0253-2301（2020）08-0053-05Abstract： It is an effective method to control the sweet potato virus disease by using the tip meristem culture technology to cultivate virusfree sweet potato seedlings. The research progress and development trend of tip meristem virusfree culture technology of sweet potato were summarized from the aspects of the occurrence of sweet potato virus disease， the development and influencing factors of sweet potato tip meristem virusfree culture technology. Then， the main problems existing in the tip meristem virusfree culture technology of sweet potato were analyzed. Last， the main research direction of tip meristem virusfree culture technology of sweet potato was prospected in order to provide reference for the research and application of tip meristem virusfree culture technology of sweet potato.Key words： Sweet potato; Shoot tip; Tissue culture; Virusfree technology甘薯Ipomoea batatas L.是我國第四大粮食作物，总产位居全球首位，具有适应性强、产量高、易栽培、经济效益高、营养丰富等特点[1]。

作为一种无性繁殖作物，甘薯主要通过薯块、茎蔓和秧苗繁殖，在栽种和种质资源保存过程中容易受到病毒侵染[2]。

甘薯病毒病的发生导致甘薯经济性状发生转变，使得甘薯品种退化、产量下降、品质变差、商品性降低[2-3]。

由于复杂的田间栽培环境和日益扩大的甘薯种质交换范围，使得甘薯病毒病日趋严重，病毒种类增多。

据报道，目前我国侵染甘薯的病毒共有20多种，直接造成产量损失20%～40%，严重地区甚至高达50%以上[4-5]。

由于缺乏防治甘薯病毒病的特殊药剂以及高抗病毒病的甘薯品种，目前防治甘薯病毒病的有效方法就是利用茎尖分生组织培养技术培育甘薯脱毒苗，以此来保证甘薯的稳产与高产。

本文综述了甘薯茎尖脱毒技术的研究现状以及影响因素，并对今后甘薯脱毒的发展提出了展望，以期解决由甘薯病毒病引起的甘薯产量及品质下降问题，为改进甘薯脱毒苗的生产现状提供参考依据。

1;甘薯病毒病种类及其危害特点甘薯病毒病首次发现于1919年，随后世界各国也相继进行了报道，而我国是在20世纪50年代第一次发现甘薯病毒病的存在[6-7]。

目前，我国发生的主要甘薯病毒种类有甘薯羽状斑驳病毒（Sweet potato feathery mottle virus，SPFMV）、甘薯潜隐病毒（Sweet potato Latent virus，SPLV）、甘薯轻斑驳病毒（Sweet Potato mild mottle virus，SPMMV）、甘薯脉花叶病毒（Sweet Potato vein mosaic virus，SPVMV）、甘薯凹脉病毒（Sweet Potato sunken vein virus， SPSVV）、甘薯黄矮病毒（Sweet Potato yellow dwarf virus，SPYDV）、甘薯类花椰菜花叶病毒（Sweet Potato caulimolike virus， SPCLV）、甘薯褪绿斑病毒（Sweet Potato chlorotic fleck virus，SPCFV）和黄瓜花叶病毒（Cucumber mosaic virus，CMV）等（表1）[6]。

其中，SPFMV和SPVMV可通过蚜虫非持久性传播，SPYDV和CMV可通过粉虱非持久性传播，SPLV和SPCFV则可以通过机械传播，但蚜虫和粉虱均不能传播SPCLV[8]。

受病毒侵染的甘薯植株大多表现为生长缓慢，结薯率低，薯块小、块根褐裂，叶片呈现斑点、边缘卷曲、皱缩、黄化等症状，严重影响甘薯的产量和品质[8-11]。

据研究，病毒在植物体内主要通过维管束和胞间连丝两种方式进行传播[3]。

由于新生甘薯茎尖分生组织中的维管束还未形成，病毒无法通过维管束到达茎尖组织，而病毒通过胞间连丝传递的速度十分缓慢，远不及茎尖分生组织的生长速度，且茎尖分生组织中高浓度的生长激素会抑制病毒的复制，使得植物茎尖的病毒含量最少甚至不含病毒，因此生产上大多利用甘薯茎尖分生组织培养来达到脱毒目的[3]。

2;甘薯茎尖脱毒快繁技术2.1;甘薯脱毒快繁技术的发展情况据报道，1960年美国学者Nielsen首次利用茎尖分生组织培育技术获得了甘薯脱毒植株[12]，随后日本学者也于1968年成功利用甘薯离体细胞培养出愈伤组织，由此打开了甘薯组织培养技术发展的大门[13]。

我国的甘薯组织培养始于20世纪80年代。

吴耀武等[14]于1979年成功诱导了甘薯茎段形成愈伤组织。

1983年，辛淑英等[15]将甘薯外植体（茎段、叶柄、叶片）愈伤组织诱导分化成根和芽。

武筑珠等[16]则以甘薯茎段为外植体，诱导茎段愈伤组织分化产生了芽。

随后，通过研究发现甘薯组织培养的再生方式是由外植体形成不定根后，再诱导形成不定芽[17-18]。

这些研究与发现为我国甘薯组培的快速发展奠定了基石。

目前，我国甘薯的茎尖脱毒技术已基本成熟，甘薯脱毒技术的应用也取得了良好的成效，许多甘薯种植区开始进入了脱毒苗时代。

2.2;甘薯茎尖脱毒快繁技术的影响因素2.2.1;外植体;研究发现，甘薯的根、茎段、茎尖、芽、叶片及叶柄等器官均能成功诱导再生植株[19-21]，但由于病毒在植物体内分布不均，植物茎尖的病毒含量最少甚至不含病毒，因此生产上多以甘薯茎尖为外植体进行脱毒培养。

甘薯茎尖脱毒率的高低受茎尖大小的影响。

研究表明甘薯茎尖越小，脱毒率越高，脱毒效果越好[22]。

因此，在保證苗株成活的情况下，茎尖越小越好，以茎尖长度不超过1.0 mm、叶原基数量不超过3个为宜[13]。

此外，在甘薯组织培养过程中，对外植体进行消毒是必要且关键的一步，能够有效降低细菌、真菌等对组培苗的感染。

目前，多数研究主要利用氯化汞、次氯酸钠、乙醇这几种消毒剂对外植体进行消毒处理。

不同的消毒剂种类、消毒剂浓度以及消毒时间都会不同程度地影响组培苗脱毒率与成苗率。

刘江娜等[23]研究表明，在75%的酒精消毒30 s后再用0.1%的氯化汞消毒10 min可使甘薯外植体存活率达到78.6%。

尚佑芬等用2%次氯酸钠对外植体进行消毒5～10 min，可使茎尖成苗率达到98%以上[24]。

唐君等[25]研究发现，用0.25%次氯酸钠处理甘薯茎尖效果最好，成活率可达85%。

2.2.2;培养基成分;植物组织培养过程中，不同培养基成分对愈伤组织的形成具有显著影响。

培养基中糖的种类和浓度是调节试管苗生长的重要营养元素。

糖作为植物组织培养中重要的碳源和能源，能够对渗透环境起到调节作用，从而影响器官的分化和生长[26]。

不同种类和浓度的糖对组培苗的生长具有不同程度的影响。

王守明等[27]通过研究不同糖种类、浓度对甘薯组培苗扩繁的影响试验中发现，添加食用白糖更有利于组培苗的生长。

秦梅等[28]研究发现，最适宜甘薯组培苗生长的糖浓度为30 g·L-1。

由于不同甘薯品种茎尖所含的内源激素不同，对外源激素种类和浓度的需求也存在差异，使得甘薯茎尖分生组织培养诱导成苗的过程受到培养基成分配比的影响，导致不同品种对培养基有较强的选择性，即甘薯茎尖组织培养基具有基因型选择性，其分化情况也存在差异[29-31]。

大量研究表明，单独或复合添加适宜浓度配比的植物激素能促进愈伤组织的生成、促进分化生根和节间伸长[32-33]。

黄萍萍[34]在对龙薯9号茎尖脱毒的试验中发现，0.2 mg·L-1NAA能够促进脱毒苗的生长发育，使其株高、叶数、鲜重、茎粗都呈现出明显优势。

秦梅等[28]认为在甘薯脱毒苗快繁中，NAA的最适浓度为0.1～0.2 mg·L-1，超过0.3 mg·L-1时则会抑制侧芽的伸长。

唐君等[25]利用不同外源激素对不同品种甘薯茎尖分生组织进行处理时发现，低浓度的BA是较适宜甘薯茎尖分生组织培养的外源植物激素，可使甘薯组培苗成苗率达到74%～88%。

杨育峰等[35]研究发现，当NAA、6BA浓度分别为0.1 mg·L-1和3 mg·L-1时，甘薯品种郑红22茎尖分生组织的再生率最高。

何新民等[36]以甘薯品种红姑娘2号为材料，发现在培养基+6BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.01 mg·L-1+GA3 0.1 mg·L-1的处理下，茎尖的诱导率最高。

2.2.3;温度和光照;甘薯为喜温作物，据报道，在15～35℃范围内，温度与薯苗的生长速度呈正相关[37]。

孔祥生等[38]研究表明，当温度为25℃时，组培苗生长势最为健壮，28℃时茎尖生长旺盛，出苗速度最快;而当温度高于31℃时，则会出现组培苗徒长的情况，因此最适宜茎尖分生组织培养的温度为25～28℃。

光照是影响植物光合作用的重要因素，光照不足容易影响薯苗的正常生长。

目前，国内多数研究主要集中在光照强度、光照时间对组培苗的影响上。

有研究发现，将甘薯组培苗置于光照强度1600～4000 lx、光照时间12～16 h·d-1的条件下进行培养，幼苗成活率可达85%以上[37]。