脱毒马铃薯的培育理论和技术关键在于,这种马铃薯品种具有显著的增产潜力,因此应尽快将其应用于农业生产。马铃薯通过块茎进行无性繁殖,其育种过程通常包括有性杂交和无性繁殖两个步骤。首先,需根据育种目标挑选出性状符合要求的亲本,然后进行杂交授粉。收获实生种子后,进行播种育苗,然后从杂种实生苗中挑选出那些符合育种要求、综合性状出色的单株,对它们进行单独收获。接着,利用这些单株的块茎进行无性繁殖。在无性繁殖系中,通过比较和鉴定,持续进行筛选,最终挑选出适合在生产中推广的优质品种。鉴于马铃薯杂交后普遍采用块茎进行无性繁殖,跳过了有性世代,因此,目前生产中广泛推广的优质品种均为杂种第一代。马铃薯在无性繁殖阶段容易遭受病毒侵袭,这些病毒会在块茎中不断累积,进而引发马铃薯病毒性退化,使得原本的种薯技术失效。尽管如此,这种技术在国内已经得到了广泛的推广。目前,脱毒种薯在国内的种植中得到了广泛的应用。然而,在无性繁殖过程中,病毒仍有再次感染的风险,因此在繁殖过程中必须采取相应的预防措施。
以下内容将阐述马铃薯茎尖脱毒培养技术以及马铃薯优良品种的繁殖技术。存在于马铃薯块茎内部的病毒,在块茎芽眼发芽并逐渐长成植株的过程中,也会在马铃薯植株体内复制并繁殖病毒粒子。然而,病毒在马铃薯植株中的分布并非均匀一致。研究表明,在代谢旺盛的茎尖分生组织中并未发现病毒的存在。这或许是因为茎尖分生组织中的细胞分裂速度极快。病毒粒子的繁殖速度被超越,导致在繁殖过程中无法获取所需营养,进而受到抑制。这或许是因为分生组织内某些浓度较高的激素对病毒产生了抑制作用。尽管这些抑制机制的具体原理尚未完全明了,但通过检测茎尖组培苗(其中茎尖含有一至两个叶原基,直径小于0.2毫米)时,并未发现病毒的存在,而直径超过0.2毫米的茎尖则频繁出现病毒检测结果。这一特性是茎尖脱毒组培繁殖无病毒植株的关键所在。马铃薯脱毒技术通过利用茎尖部位的无病毒特性,通过不断切割茎尖,在无菌的环境中,借助人工制备的培养基,培育出无病毒的试管苗。随后,利用这些试管苗在防虫温室或网室中繁殖出微型薯原原种。在人工或天然隔离的条件下,再利用原原种来繁殖出一级原种和二级原种。二级原种在诸如高纬度地区、高海拔的凉爽地带或风力强劲的海岛等天然隔离环境中培育出的一级良种,是生产上不可或缺的。然而,我国马铃薯所感染的病毒种类繁多,竟达七种之多,再加上纺锤块茎类病毒的影响,导致在开放环境下种薯繁殖时,种性不可避免地会受到环境因素的负面影响,进而导致产量显著减少,同时其商品价值也随之降低。自七十年代中后期,我国开始实施马铃薯茎尖脱毒技术,以生产无病毒的马铃薯,但这样的脱毒种薯有其使用寿命限制。在北方,这种种薯的使用寿命通常为四到五年,而在南方,其寿命则缩短至二到三年。微型薯原原种的制造成本相对较高,尚不能直接投入生产使用。要投入生产,必须经过三年以上的繁殖过程。同时,在繁种过程中,还需对病虫害进行防治,以确保种薯的品质。因此,在生产过程中,每年都需要更换种薯,以确保生产田块能够持续保持高产量。采用茎尖进行组织培养时,需先从推广的优良品种中挑选出既健壮又具备该品种典型特征的单株,并利用其产生的块茎。待块茎度过休眠期后,在室内进行催芽处理。当芽苗生长至4至5厘米长且尚未完全展开叶片时,将其剪下。随后,先去除芽苗的外层叶片,接着将芽苗放入烧杯中,用纱布封紧口部,然后在自来水下冲洗约半小时,最后取出并放入无菌室进行消毒处理。通常先将芽体快速浸入95%的酒精中,接着放入5%的漂白粉溶液中浸泡5至10分钟,随后用无菌水彻底冲洗4至5遍。消毒后的芽体置于40倍解剖显微镜下,使用消毒过的刀具小心剥离带有1至2个叶原基的茎尖,其长度大约为0.2毫米,然后将这些茎尖接种到含有培养基的试管中。最后,将试管苗放置在培养室内进行培养。培养室的温度需维持在25摄氏度,光照强度需控制在2000至3000勒克斯之间,并且每天光照时间应为16小时。大约经过30至40天,茎尖会显著增长,大约在4个月后,幼苗会发育出3至4片叶子。在这个阶段,可以将幼苗在无菌环境下进行单节切段处理,然后将它们种植在装有培养基的三角瓶中,继续进行培养。大约25天后,又可以进行单节切段以扩大繁殖。幼苗长成后,应从两瓶幼苗中取样进行病毒检测。将试管苗移植至防虫温室中的花盆,进行植株培育,并多次进行病毒检测。检测确认无病毒存在后,还需对其典型特征进行鉴定,以防在茎尖剥离培养过程中出现无性变异。一旦试管苗既符合品种特征又未携带病毒,便可以继续扩大繁殖,待数量达到一定标准后,再将其移栽至防虫温室中,用于繁殖微型薯原原种。编辑:王春晨审核专家:山西省农科院高寒所杜珍研究员