蘇文瑾+劉秋芳+王連軍+等

摘要：近年來，分別從秘魯、美國、非洲部分國家引進甘薯（Ipomoea batatas）種質(zhì)資源，并通過試管苗保存的方式進行材料離體保存。在調(diào)查的14份資源中，421111 Mochero在性狀表現(xiàn)上與其他資源存在顯著差異，生長勢最強。資源保存在25 ℃，2 000 lx，12 h的光照條件下，61%的品種保存8個月成活率仍可達到100%，其余品種成活率為50.00%～83.33%，不同的資源存在較大的差異性。根據(jù)以上試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，部分資源適宜進行試管苗保存，部分資源不適宜進行試管苗保存。對于不適宜進行試管苗保存的資源，需要在田間保存時予以重點關(guān)注，以防相關(guān)資源丟失。

關(guān)鍵詞：甘薯（Ipomoea batatas）；資源；離體；保存；評價；分枝；節(jié)點；存活率

中圖分類號：S531 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2014）22-5355-04

植物遺傳資源對保障全球糧食安全起著重要的作用。遺傳資源包括地方種、育成品種及野生種等其他有用的資源。遺傳資源的多樣性為農(nóng)民和育種家選育高產(chǎn)、多抗、廣適新品種提供先決條件。隨時間推移遺傳資源正在迅速消失，造成遺傳資源丟失的原因有很多，其中包括森林的砍伐，城市化步伐的加快，傳統(tǒng)農(nóng)作方式的改變以及一些新型單一品種的大面積推廣，尤其是育成品種的大面積推廣取代了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的地方種質(zhì)資源，遺傳資源的丟失從長遠來看對保障糧食食品安全極其不利。大量寶貴的遺傳種質(zhì)資源的丟失引起了全球性的關(guān)注，需要加強種質(zhì)資源的保存工作，首先尋求如何才能最大限度的獲得遺傳多樣性的方法，然后利用生物技術(shù)手段對種質(zhì)資源進行保存和再生，使損失率降至最低[1]，基于上述原因，近年來國際間的交流與合作不斷加強，主要目標是收集和保存種質(zhì)資源從而滿足不同使用者的需要。

甘薯資源的離體保存技術(shù)發(fā)展迅速，自1975年開始國際馬鈴薯中心（CIP）大力發(fā)展馬鈴薯（Solanum tuberosum）[2]、甘薯（Ipomoea batatas）[3]和安第斯山脈其他相關(guān)塊根塊莖作物[4]的組織培養(yǎng)技術(shù)。離體保存技術(shù)可將甘薯資源快速有效的分配與利用，尤其對甘薯這種通過塊根繁殖的無性繁殖作物來說，可以不受時間、地理空間位置的限制，進行資源的交流與交換。同時還能通過這種繁殖方式消除病蟲害在不同區(qū)域間的傳播。

在具體資源保存方面，多數(shù)熱帶作物在低于其田間生長環(huán)境的溫度條件下離體保存會喪失活性，但甘薯可以在低于其大田生長環(huán)境一定的溫度范圍內(nèi)正常生長。通常甘薯如果長時間暴露在≤15 ℃的條件下，會遭受凍害[5]。CIP的研究發(fā)現(xiàn)，甘薯資源在16～18 ℃條件下，在含有2%山梨糖醇的培養(yǎng)基中，最長可以保存1年，而不需要繼代培養(yǎng)，但是會有25%左右的個體遭受凍害。CIP在18～25 ℃之間進行溫度梯度測試，當溫度在23～25 ℃范圍內(nèi)時，3 000 lx的光照條件下，含有2%山梨糖醇的培養(yǎng)基中可以將資源成功保存4～6個月而不需要繼代培養(yǎng)[6]。

1997年，Gubillas將30個個體分別保存在含有2%甘露醇和2%山梨糖醇的培養(yǎng)基中，保存16個月成活率可達82%（表1）。

由于甘薯的離體資源可以保存在含有礦物質(zhì)、碳源和維生素的MS培養(yǎng)基中，在正常生長條件下，這種培養(yǎng)基可以維持植物2～3個月的生長周期，為了延長繼代培養(yǎng)時間，通?？梢酝ㄟ^添加生長抑制劑或者改變環(huán)境因子（如光照強度、溫度）達到延長繼代時間的目的。然而生長抑制劑在組織培養(yǎng)過程中常常會造成一些生理學上的變化甚至基因突變。從而造成資源保存的不穩(wěn)定性[7]。同時不同基因型品種對培養(yǎng)基中抑制劑的反應不同，一些低溫耐受型作物生長溫度降低至0 ℃，或熱帶作物的培養(yǎng)溫度比正常生長溫度低幾攝氏度，可以降低植物的生長速率[8]。

本研究對不同的引進資源試管苗進行初步評價，并在資源保存方面進行技術(shù)探討，為進一步開展資源保存工作奠定了基礎。

1 材料與方法

1.1 資源的收集與評價

2013年分別從美國、秘魯和非洲等國家收集甘薯種質(zhì)資源85份，成功完成試管苗保存的有80份，完成資源評價的有15份（表2）。

1.2 不同資源分枝數(shù)與節(jié)點的變化

試驗過程中，不同品種生長勢存在較大差異。因此對不同品種的分枝數(shù)及節(jié)點的變化進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，每個品種設3次重復，統(tǒng)計分析品種間的差異。

1.3 不同預處理方式對滅菌效果的影響

由于前期試驗期間發(fā)現(xiàn)不同甘薯品種對不同的滅菌方式處理差異較大，同時非洲引進的種質(zhì)資源為非試管苗，因此以M-3為試驗材料，對種質(zhì)資源采取如下3種滅菌方式。1）70%的酒精浸泡30 s，2%的次氯酸鈉浸泡10 min；2）70%的酒精浸泡30 s，2%的次氯酸鈉浸泡5 min；3）70%的酒精浸泡1 min，2%的次氯酸鈉浸泡10 min。

1.4 一定溫度與光照條件對資源保存的影響

將資源保存在23 ℃、2 000 lx的光照條件下，保存8個月后，調(diào)查其成活率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同甘薯品種分枝數(shù)及節(jié)點的變化

在對整個資源進行保存與繼代培養(yǎng)的過程中發(fā)現(xiàn)，不同品種在生長勢方面存在較大的差異。本試驗分別調(diào)查了2組數(shù)據(jù)，從資源的分枝數(shù)與節(jié)點數(shù)的角度討論不同資源之間生長勢的差異問題。調(diào)查結(jié)果（表3）表明，品種421111 Mochero在分枝數(shù)及節(jié)點數(shù)兩個指標上均高于其他資源，從一定程度上說明該品種在生長勢上強于其他品種。421781 Rompe Costel分枝數(shù)僅次于421111 Mochero，421262 citarita、40011w-216、440185L0-323和440232 CAV

ROC-CN-1421-68這4個品種在分枝數(shù)上差異不顯著，節(jié)點數(shù)間存在較大的差異。

2.2 不同預處理方式對滅菌效果的影響

前期試驗發(fā)現(xiàn)，滅菌預處理過程中不同品種之間存在較大差異，生長勢強的品種較生長勢弱的品種滅菌處理中耐受力強，有毛品種較無毛品種滅菌處理過程中耐受力強。本試驗結(jié)果表明，本單位引進的非洲品種M-3由于生長力較強，在處理過程中耐受力較強，處理1效果較好，成活率為80%，處理過程中死亡率為20%，真菌與細菌的污染率為0。在處理3的條件下，材料死亡率為50%，成活率為50%，真菌與細菌的污染率為0。在處理2的條件下，材料成活率與處理1相當，但真菌與細菌污染率達到40%。

2.3 一定溫度與光照條件對甘薯資源保存的影響

在特定的溫度及光照條件下，不同甘薯資源表現(xiàn)出較大的差異（表4）。在8個月的保存期內(nèi)，61%的品種成活率達到100%，但是存在部分成活率低的品種，最低存活率僅為50%，說明此保存條件較適合資源保存，但是資源之間存在較大的差異，需要定期查看哪些資源需要馬上繼代培養(yǎng)。

3 小結(jié)與討論

試驗過程中，不同品種生長勢存在較大差異，部分品種生根快、分枝能力強、生長節(jié)點數(shù)多、莖桿粗壯，便于保存與擴繁利用。部分品種生根能力差、分枝能力弱、生長過程中產(chǎn)生的節(jié)點少，給甘薯資源保存與利用帶來一定的困難。在整個試驗過程中發(fā)現(xiàn)，品種421111 Mochero分枝能力與生長的節(jié)點數(shù)明顯高于其他品種，但在8個月的保存期內(nèi)成活率只有54.55%，其原因可能是因為即使在一定的抑制條件下，該品種仍然能保持較強的生長勢，在保存的過程中過快的吸收培養(yǎng)基中的養(yǎng)分，導致養(yǎng)分不足使后期的死亡率較高。另外在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，分枝習性與節(jié)點發(fā)生無顯著的關(guān)聯(lián)性，不同資源在分枝數(shù)與節(jié)點發(fā)生數(shù)上存在較大的差異。

在一定程度上分枝數(shù)越多即生長勢越強的品種其早衰的可能性越大，例如生長勢最強的幾個品種如421111 Mochero、421781 Rompe Costel和 422546 Huambacho，其后期成活率分別為54.55%， 66.67%，83.33%，明顯低于其他低分枝數(shù)的品種，但研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，部分分枝數(shù)水平很低的品種，后期成活率仍然處于較低水平，例如440181 AVRDC-CN-49，440328 AVROC-CN-1840-284，其分枝水平不顯著或極其不顯著，成活率只有75.00%和50.00%，這些品種的節(jié)點數(shù)也處于不顯著水平，說明此類品種不利于進行試管苗保存。

另外，在整個滅菌預處理試驗中，不同材料對預處理的耐受力不同，即使同一材料同一批次取樣在預處理耐受力方面也存在差異，不同時間段取樣對材料也會造成一定的影響。處理不同的材料，前期均需要一段時間的摸索過程。

以上評價只是針對試管苗進行的初步評價，得出部分適宜進行試管苗保存的資源，同時篩選出部分不適宜進行試管苗保存的資源，對于不適宜進行試管苗保存的資源，要在田間保存時予以重點關(guān)注，以防相關(guān)資源丟失。

參考文獻：

[1] ASTLEY D.Preservation of genetic diversity and accession integrity[J].Field Crops Research，1992，29：205-224.

[2] ROCA W M. Tissue culture research at CIP. AM[J]. Potato Journal， 1975，52（9）：281.

[3] TOLEODO J， ARBIZU C， HERMANN M. In vitro international collection of ulluco， oca， mashua and yacon. Abstracts of VIII International Congress of Andean Agriculture system[M]. Spanish：Valdivia Chile，1994.

[4] HUGHES K W. In Vitro ecology： Exogenous factors affecting growth and morphogenesis in plant culture system[J]. Enviromenal and experimental botony，1981，21：281-288.

[5] LIZARRAGA R， Huaman Z， DODDS J H. Invitro conservation of potato germplasm at the International Potato Centre. AM[J]. Potato Journal，1989，66： 253-276.

[6] DESAMERO N V. Minimal growth storage for in vitro germplasm conservation of sweet potato（Ipomoea batats L.， Lam.）[D]. USA：Clemson university， Clemson， SC， 1990.

[7] WESCOTT R J. Tissue culture storage of potato germplasm. 2. Use of growth retardant[J]. Potato Research， 1981，24：343-352.

[8] DODDS J H，ROBERTS L W.Experiments in plant tissue culture Second Edition[M]. UK Cambridge：Cambridge University Press， 1985.

（責任編輯 韓 雪）

2.2 不同預處理方式對滅菌效果的影響

前期試驗發(fā)現(xiàn)，滅菌預處理過程中不同品種之間存在較大差異，生長勢強的品種較生長勢弱的品種滅菌處理中耐受力強，有毛品種較無毛品種滅菌處理過程中耐受力強。本試驗結(jié)果表明，本單位引進的非洲品種M-3由于生長力較強，在處理過程中耐受力較強，處理1效果較好，成活率為80%，處理過程中死亡率為20%，真菌與細菌的污染率為0。在處理3的條件下，材料死亡率為50%，成活率為50%，真菌與細菌的污染率為0。在處理2的條件下，材料成活率與處理1相當，但真菌與細菌污染率達到40%。

2.3 一定溫度與光照條件對甘薯資源保存的影響

在特定的溫度及光照條件下，不同甘薯資源表現(xiàn)出較大的差異（表4）。在8個月的保存期內(nèi)，61%的品種成活率達到100%，但是存在部分成活率低的品種，最低存活率僅為50%，說明此保存條件較適合資源保存，但是資源之間存在較大的差異，需要定期查看哪些資源需要馬上繼代培養(yǎng)。

3 小結(jié)與討論

試驗過程中，不同品種生長勢存在較大差異，部分品種生根快、分枝能力強、生長節(jié)點數(shù)多、莖桿粗壯，便于保存與擴繁利用。部分品種生根能力差、分枝能力弱、生長過程中產(chǎn)生的節(jié)點少，給甘薯資源保存與利用帶來一定的困難。在整個試驗過程中發(fā)現(xiàn)，品種421111 Mochero分枝能力與生長的節(jié)點數(shù)明顯高于其他品種，但在8個月的保存期內(nèi)成活率只有54.55%，其原因可能是因為即使在一定的抑制條件下，該品種仍然能保持較強的生長勢，在保存的過程中過快的吸收培養(yǎng)基中的養(yǎng)分，導致養(yǎng)分不足使后期的死亡率較高。另外在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，分枝習性與節(jié)點發(fā)生無顯著的關(guān)聯(lián)性，不同資源在分枝數(shù)與節(jié)點發(fā)生數(shù)上存在較大的差異。

在一定程度上分枝數(shù)越多即生長勢越強的品種其早衰的可能性越大，例如生長勢最強的幾個品種如421111 Mochero、421781 Rompe Costel和 422546 Huambacho，其后期成活率分別為54.55%， 66.67%，83.33%，明顯低于其他低分枝數(shù)的品種，但研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，部分分枝數(shù)水平很低的品種，后期成活率仍然處于較低水平，例如440181 AVRDC-CN-49，440328 AVROC-CN-1840-284，其分枝水平不顯著或極其不顯著，成活率只有75.00%和50.00%，這些品種的節(jié)點數(shù)也處于不顯著水平，說明此類品種不利于進行試管苗保存。

另外，在整個滅菌預處理試驗中，不同材料對預處理的耐受力不同，即使同一材料同一批次取樣在預處理耐受力方面也存在差異，不同時間段取樣對材料也會造成一定的影響。處理不同的材料，前期均需要一段時間的摸索過程。

以上評價只是針對試管苗進行的初步評價，得出部分適宜進行試管苗保存的資源，同時篩選出部分不適宜進行試管苗保存的資源，對于不適宜進行試管苗保存的資源，要在田間保存時予以重點關(guān)注，以防相關(guān)資源丟失。

參考文獻：

[1] ASTLEY D.Preservation of genetic diversity and accession integrity[J].Field Crops Research，1992，29：205-224.

[2] ROCA W M. Tissue culture research at CIP. AM[J]. Potato Journal， 1975，52（9）：281.

[3] TOLEODO J， ARBIZU C， HERMANN M. In vitro international collection of ulluco， oca， mashua and yacon. Abstracts of VIII International Congress of Andean Agriculture system[M]. Spanish：Valdivia Chile，1994.

[4] HUGHES K W. In Vitro ecology： Exogenous factors affecting growth and morphogenesis in plant culture system[J]. Enviromenal and experimental botony，1981，21：281-288.

[5] LIZARRAGA R， Huaman Z， DODDS J H. Invitro conservation of potato germplasm at the International Potato Centre. AM[J]. Potato Journal，1989，66： 253-276.

[6] DESAMERO N V. Minimal growth storage for in vitro germplasm conservation of sweet potato（Ipomoea batats L.， Lam.）[D]. USA：Clemson university， Clemson， SC， 1990.

[7] WESCOTT R J. Tissue culture storage of potato germplasm. 2. Use of growth retardant[J]. Potato Research， 1981，24：343-352.

[8] DODDS J H，ROBERTS L W.Experiments in plant tissue culture Second Edition[M]. UK Cambridge：Cambridge University Press， 1985.

（責任編輯 韓 雪）

2.2 不同預處理方式對滅菌效果的影響

前期試驗發(fā)現(xiàn)，滅菌預處理過程中不同品種之間存在較大差異，生長勢強的品種較生長勢弱的品種滅菌處理中耐受力強，有毛品種較無毛品種滅菌處理過程中耐受力強。本試驗結(jié)果表明，本單位引進的非洲品種M-3由于生長力較強，在處理過程中耐受力較強，處理1效果較好，成活率為80%，處理過程中死亡率為20%，真菌與細菌的污染率為0。在處理3的條件下，材料死亡率為50%，成活率為50%，真菌與細菌的污染率為0。在處理2的條件下，材料成活率與處理1相當，但真菌與細菌污染率達到40%。

2.3 一定溫度與光照條件對甘薯資源保存的影響

在特定的溫度及光照條件下，不同甘薯資源表現(xiàn)出較大的差異（表4）。在8個月的保存期內(nèi)，61%的品種成活率達到100%，但是存在部分成活率低的品種，最低存活率僅為50%，說明此保存條件較適合資源保存，但是資源之間存在較大的差異，需要定期查看哪些資源需要馬上繼代培養(yǎng)。

3 小結(jié)與討論

試驗過程中，不同品種生長勢存在較大差異，部分品種生根快、分枝能力強、生長節(jié)點數(shù)多、莖桿粗壯，便于保存與擴繁利用。部分品種生根能力差、分枝能力弱、生長過程中產(chǎn)生的節(jié)點少，給甘薯資源保存與利用帶來一定的困難。在整個試驗過程中發(fā)現(xiàn)，品種421111 Mochero分枝能力與生長的節(jié)點數(shù)明顯高于其他品種，但在8個月的保存期內(nèi)成活率只有54.55%，其原因可能是因為即使在一定的抑制條件下，該品種仍然能保持較強的生長勢，在保存的過程中過快的吸收培養(yǎng)基中的養(yǎng)分，導致養(yǎng)分不足使后期的死亡率較高。另外在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，分枝習性與節(jié)點發(fā)生無顯著的關(guān)聯(lián)性，不同資源在分枝數(shù)與節(jié)點發(fā)生數(shù)上存在較大的差異。

在一定程度上分枝數(shù)越多即生長勢越強的品種其早衰的可能性越大，例如生長勢最強的幾個品種如421111 Mochero、421781 Rompe Costel和 422546 Huambacho，其后期成活率分別為54.55%， 66.67%，83.33%，明顯低于其他低分枝數(shù)的品種，但研究結(jié)果也發(fā)現(xiàn)，部分分枝數(shù)水平很低的品種，后期成活率仍然處于較低水平，例如440181 AVRDC-CN-49，440328 AVROC-CN-1840-284，其分枝水平不顯著或極其不顯著，成活率只有75.00%和50.00%，這些品種的節(jié)點數(shù)也處于不顯著水平，說明此類品種不利于進行試管苗保存。

另外，在整個滅菌預處理試驗中，不同材料對預處理的耐受力不同，即使同一材料同一批次取樣在預處理耐受力方面也存在差異，不同時間段取樣對材料也會造成一定的影響。處理不同的材料，前期均需要一段時間的摸索過程。

以上評價只是針對試管苗進行的初步評價，得出部分適宜進行試管苗保存的資源，同時篩選出部分不適宜進行試管苗保存的資源，對于不適宜進行試管苗保存的資源，要在田間保存時予以重點關(guān)注，以防相關(guān)資源丟失。

參考文獻：

[1] ASTLEY D.Preservation of genetic diversity and accession integrity[J].Field Crops Research，1992，29：205-224.

[2] ROCA W M. Tissue culture research at CIP. AM[J]. Potato Journal， 1975，52（9）：281.

[3] TOLEODO J， ARBIZU C， HERMANN M. In vitro international collection of ulluco， oca， mashua and yacon. Abstracts of VIII International Congress of Andean Agriculture system[M]. Spanish：Valdivia Chile，1994.

[4] HUGHES K W. In Vitro ecology： Exogenous factors affecting growth and morphogenesis in plant culture system[J]. Enviromenal and experimental botony，1981，21：281-288.

[5] LIZARRAGA R， Huaman Z， DODDS J H. Invitro conservation of potato germplasm at the International Potato Centre. AM[J]. Potato Journal，1989，66： 253-276.

[6] DESAMERO N V. Minimal growth storage for in vitro germplasm conservation of sweet potato（Ipomoea batats L.， Lam.）[D]. USA：Clemson university， Clemson， SC， 1990.

[7] WESCOTT R J. Tissue culture storage of potato germplasm. 2. Use of growth retardant[J]. Potato Research， 1981，24：343-352.

[8] DODDS J H，ROBERTS L W.Experiments in plant tissue culture Second Edition[M]. UK Cambridge：Cambridge University Press， 1985.

（責任編輯 韓 雪）