[发明专利]马铃薯茎节段直接培育微型种薯的育种方法

说明书

技术领域

属于植物克隆和生物工程技术领域。

技术背景

脱毒种薯生产是马铃薯种薯繁育体系中的关键环节，其中脱毒微型小薯生产是各级优良种薯繁育的核心与基础。试管微型薯是实验室生产的小块茎，如能直接利用，则完全省去网室、大田繁殖，避免了病毒再侵染的问题，因而是世界马铃薯种薯大规模工厂化生产期望攻克的难题，同时脱毒种薯的应用是解决马铃薯生产中种薯退化和提高马铃薯生产效益的关键。

传统的脱毒种薯生产是在实验室生产脱毒试管苗的基础上，经过移栽到温室、网室、大田，至少五年的逐代繁殖，然后用于大田生产，因此不仅存在病毒的逐代侵染的危险，而且依然存在着实验室生产马铃薯试管薯的繁殖效率低，生产成本高等突出问题。如何在现有技术中，找到实验室大量生产无病毒马铃薯脱毒种薯的方法和适宜的诱导条件等问题，是提高种薯质量的关键。

利用植物组织培养以及植物克隆技术来快速获得马铃薯无病毒种苗和种薯，是最近20年来植物界及马铃薯种薯生产一项成功的无性繁殖技术。采用马铃薯薯脱毒技术并经过组织培养快繁而保持马铃薯种薯健康无病毒来实现优质高产，已成为世界各国发展马铃薯生产的根本途径。

国内外许多研究单位及个人已对脱毒马铃薯种苗生产微型种薯的技术，特别是试管薯和微型薯工厂化生产技术进行了研究。相关的技术文献报道主要有两类：一类是通过组织培养获得脱毒无菌苗，然后将无菌苗接种到以三角瓶、广口瓶、罐头瓶等玻璃器皿为主的容器中。或利用较大的类似于生物反应器的设备，在光照培养条件下先繁殖小苗，然后在黑暗条件下诱导结薯。如中国专利“生产马铃薯微型薯块茎的方法”(申请号94112881.4，公开号CN1109706A)，公开了一种将脱毒苗含腋芽茎段(10-12段/升·容积)接种到一个底部强制通气(通气速度0.2-0.4升/分钟)的玻璃容器，光照(光照强度4000-6000Lux，光周期12-24小时/天)培养1-2周，然后更换高含糖培养基，黑暗条件培养5周左右后收获微型薯。该方法微型种薯产量为33.5个/升。这类方法的优点是能确保已脱毒的马铃薯在生产微型薯过程中不会接触带有病毒的蚜虫等昆虫而重新感染病毒，但由于中途需要变换培养基，操作繁琐。特别是由于使用一般玻璃瓶，在培养架上只能单层放置，单位培养面积的利用率低。而用类似于生物反应器，因需要特殊设备，生产成本高，推广应用困难。

另一方法是通过组织培养获得脱毒无菌苗后，直接将无菌苗移栽，或切取含腋芽茎段定植或扦插到蛭石等人工基质上诱导小苗结薯。中国专利“马铃薯微型脱毒种薯快繁技术”(申请号90106636.2，公开号CN1048141A)，公开了一种开放式工厂化周年快速脱毒微型种薯的生产方法。其工艺流程是将组培脱毒试管苗切成含腋芽茎段，用赤霉素和生根粉溶液浸泡5-30分钟，在相对湿度100％、温度26℃的黑暗条件下生根3天；再移栽到蛭石盘中，置于昼温26℃，夜温15℃，相对湿度90-100％的塑料棚内，经过30-60天培养，可获得一茬微型薯。该方法典型的微型薯产量为5000-9000个/米²·蛭石盘·年，具有成本低、用苗量少、产薯较多的优点，但所用的试管苗切段需要赤霉素等处理，同时移栽过程费时费工。此类方法的特点是成本较低，有一定的生产推广价值。但多数因为需要将组培苗移栽到温室、网室，一苗一株，劳动力消耗大。其栽培模式为平面方式，不能充分利用温室、网室空间，占地面积很大，降低了脱毒小薯单位面积的产量。也不利于脱毒小薯的及时收获和人员的操作，降低了生产效率。同时易受地区、气候和季节的影响，难以实现大规模工厂化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种马铃薯茎节段直接培育微型种薯的产生方法，建立一种简单而高效的微型小种薯的实验室生产程序，同时提供一种结构简单、性能优良、操作简便、可重叠置于培养架上的盒式培养容器，解决现有马铃薯种薯繁育方法中存在的组培苗必须移栽到温室、网室，用苗过多，不能充分利用实验空间，脱毒小薯的收获、采摘不方便等方面的问题。从而加快马铃薯微型种薯繁殖，缩短生产周期，提高生产效率，降低生产成本，从而实现马铃薯微型种薯的大规模工厂化生产。

本发明的技术方案是根据马铃薯种薯生产中根茎发育及不同光、温、湿对脱毒小薯形成与影响结果，在人工光温控制的组织培养条件下，以脱毒培养克隆苗茎节段为材料通过控制培养基成分和培养条件，在专用的植物组织培养盒中接种，诱导切段腋芽顶端膨大，获得马铃薯微型小种薯，从而实行高密度、集约化、规范化、标准化的全年生产。其生产方法如下：