马铃薯茎尖组织脱毒培养应用及前景林英烨222012326012094（农学四班）西南大学农学与生物科技学院，重庆400715摘要：此文总结了近几年来马铃薯茎尖脱毒技术的研究进展，从马铃薯生产概况及危害马铃薯的病毒种类、茎尖剥离发展历史及原理、茎尖脱毒技术要点、影响马铃薯茎尖脱毒效率的因素方面做了概述并对其发展进行了展望。
关键词：马铃薯；茎尖;组织培养；应用；前景An Review On virus-free technoligy of potato meristem tip tissue culture Lin ying ye studentid(The four class of AgricultureCollege of Agronomy and Biotechnology,Southwest University,Chongqing400715,China Abstract:This paper summarizes the research progress of potatostem apex virus-free technology in recent years,from thevirus species,potato production situation and the harm of potato shoot tip development history and theory,stem apexvirus-free technology points,effect of potato stem apex detoxification efficiency factors are summarized and the prospect for its development Keywords:Potato;shoot tip;tissue culture;application;Prospect前言马铃薯栽培分布较广，世界上共有148个国家栽培，主要分布在欧洲和亚洲。
据联合国粮农组织资料统计表明，全世界现有马铃薯栽培面积为1838.1万公顷，总产29511.8万吨，平均单产16吨每公顷。
我国是马铃薯种植大国，种植总面积达460多万公顷，届时我国马铃薯产量将达到1.8亿吨。
尤其是近年随着我国农业产业结构调整和种薯、商品薯、加工企业市场的发展，优质马铃薯加工产品供不应求，加工用薯比例大幅度增加，马铃薯栽培正成为种植业结构调整和增加农民收入的一项战略选择，种植逐步走向规模化、标准化、区域化。
但马铃薯在连年的栽培过程中，由于病毒或类病毒的侵害和积累，造成了马铃薯质量退化和产量下降，因而无病毒植株具有重要的生产价值。
解决马铃薯退化，获得无病毒植株的途径由自然选择、物理学方法、化学药剂处理、生物学方法。
其中最行之有效的方法便是生物学方法中的茎尖脱毒。
1马铃薯生态习性和种类1.1生长周期（1）休眠期土豆块茎收获以后，放到适宜发芽的环境中而长时间不能发芽，属于生理性自然休眠，是一种对不良环境的适应性。
块茎休眠始于匍匐茎尖端停止极性生长和块茎开始膨大的时刻。
休眠期的长短关系到块茎的贮藏性，关系到播种后能否及时出苗，因而关系到产量的高低。
土豆休眠期的长短受贮藏温度影响很大，在26摄氏度左右的条件下，因品种的不同，休眠期从1个月左右至3个月以上不等。
在温度为0-4摄氏度的条件下，块茎可长期保持休眠。
土豆块茎的休眠过程，受酶的活动方向决定，与环境条件密切关联。
（2）发芽期土豆的生长从块茎上的芽萌发开始，块茎只有解除了休眠，才有芽和苗的明显生长。
从芽萌生至出苗是发芽期，进行主茎第一段的生长。
发芽期生长的中心在芽的伸长、发根和形成匍匐茎，营养和水分主要靠种薯，按茎叶和根的顺序供给。
生长的速度和好坏，受制于种薯和发芽需要的环境条件。
生长所占时间就因品种休眠特性、栽培季节和技术措施不同而长短不一，从1个月到几个月不等。
（3）幼苗期从出苗到第六叶或第八叶展平，即完成1个叶序的生长，称为“团棵”，是主茎第二段生长，为土豆的幼苗期。
幼苗期经过的时间较短，不论春作或秋作只有短短半个月。
（4）发棵期从团棵到第十二或第十六叶展开，早熟品种以第一花序开花；晚熟品种以第二花序开花，为土豆的发棵期，为时1个月左右，是主茎第三段的生长。
发棵期主茎开始急剧拔高，占总高度50%左右；主茎叶已全部建成，并有分枝及分枝叶的扩展。
根系继续扩大，块茎膨大到鸽蛋大小，发棵期有个生长中心转折阶段，转折阶段的终点以茎叶干物质量与块茎干物质量之比达到平衡为标准。
（5）结薯期即块茎的形成期。
发棵期完成后，便进入以块茎生长为主的结薯期。
此期茎叶生长日益减少，基部叶片开始转黄和枯落，植株各部分的有机养分不断向块茎输送，块茎随之加快膨大，尤在开花期后10天膨大最快。
结薯期的长短受制于气候条件、病害和品种熟性等，一般为30-50天。
1.2生态环境马铃薯性喜冷凉，是喜欢低温的作物。
其地下薯块形成和生长需要疏松透气、凉爽湿润的土壤环境。
对温度的要求：块茎生长的适温是16℃~18℃，当地温高于25℃时，块茎停止生长；茎叶生长的适温是15℃~25℃，超过39℃停止生长。
对土壤的适应性很强，但对气候要求凉、冷、燥，在湿热地区虽然也能生长，不过一代以后品种就会演化，需要经常从寒冷地区引进新的种。
种薯在土温5～8℃的条件下即可萌发生长，最适温度为15～20℃。
适于植株茎叶生长和开花的气温为16～22℃。
夜间最适于块茎形成的气温为10～13℃（土温16～18℃），高于20℃时则形成缓慢。
出土和幼苗期在气温降至-2℃即遭冻害。
开花和块茎形成期为全生育期中需水量最大的时期。
马铃薯在原产地就有几百个品种，在世界各地又不断地培养新品种，目前全世界有几千个品种，有含淀粉比例较高，适合作为主食的，也有适合作为蔬菜食用的。
人们根据不同的用途培养出很多新品种，花色有白色、红色、紫色等品种，地下块茎有圆形、卵形和椭圆形，其皮色有红色、黄色、白色和紫色的不同品种。
一般用块茎上的“芽眼”切下播种，如果用种子种植，很快就会产生变异，因此非常容易出现新品种。
2马铃薯茎尖的组织培养植物组织培养：是指通过无菌操作分离植物体的一部分（外植体），接种到培养基上，在人工控制的条件下（包括营养、激素、温度、光照、湿度）进行培养，使其产生完整植株的过程。
（主要有原生质体），悬浮细胞，组织（愈伤组织Callus、茎尖分生组织），器官（胚，花药，子房，根和茎）的培养。
植物组织培养是20世纪初发展起来的一门新兴技术,随着这项技术的日益完善,其应用也越来越广泛,可用于种苗快繁、植物脱毒、植物育种、种质资源保存以及次生代谢物提取等方面。
尤其植物快繁和脱毒是应用最多和最广的方面,而且许多花卉苗木的试管育苗已进入了商品化生产。
通过茎尖分生组织培养脱除病毒自上世纪70年代以来在马铃薯上推广应用，种薯生产技术随着生物技术的发展不断改进。
利用马铃薯茎尖组织培养结合病毒检测,进行马铃薯脱毒的组织培养技术,可大批量地进行种薯繁殖,又可防止亲代植株的病毒传染给子代。
作为马铃薯生产第一大国,中国的马铃薯单产低于世界平均水平。
种薯问题是限制其单产提高的主要因素,要提高种薯质量,茎尖分生组织培养脱毒、组培苗离体快繁和(或)试管薯生产方面的研究是其技术基础,植物生长物质在上述三方面的应用是研究方向之一。
马铃薯薯块及芽外植体消毒灭菌后在MS基本培养基中培养效果最好。
黄萍等认为在马铃薯初代培养基(作茎尖培养用)和增殖培养基(作试管苗快速繁殖用)中分别加入25μg/ml链霉素、四环素和苯甲酸钠3种抗污染剂,结果发现:苯甲酸钠在初代培养基中抑菌效果最好;而在增殖培养基中以四环素的抑菌效果最佳。
植物组织中普遍存在内生菌,当植物组织进行离体培养时,这些内生菌就会产生污染。
为了消除植物组织培养过程中出现的真菌和细菌污染,而又不杀伤植物组织,采用多菌灵和青霉素混合溶液浸泡污染的组培苗茎段的结果发现,多菌灵对真菌有杀灭作用,对细菌没有明显作用;青霉素只对细菌有抑制作用,继代后细菌污染照常存在;而对污染的组培苗采用75%乙醇和0.1%Hg Cl2处理可彻底杀灭真菌和细菌。
3茎尖脱毒技术的原理马铃薯茎尖培养，由叫分生组织培养，是包括马铃薯在内的许多植物脱毒的重要手段。
茎尖培养脱毒的原理是利用病毒在植物体内分布的不均匀性，即根尖和芽尖的分生组织含病毒量少或不含病毒。
尽管导致这一现象的原因还未明确，但可能是下列之一：（）病毒的复制需利用寄主的代谢过程，无法与分生组织旺盛的代谢活动竞争；（）分生组织缺乏真正的维管组织，大多数病毒在植株内通过韧皮部进行迁移，或在细胞间通过胞间连丝运输。
病毒在细胞与细胞间的移动速度较慢，在快速分裂的组织中病毒浓度高峰被推迟，（）分生组织的生长素浓度通常很高，可能影响病毒的复制。
也有一些病毒如PVX，在人们所有观察的分省组织中都发现有其存在，但通过茎尖培养依然可以脱去PVX，这说明PVX是在培养过程中可以被脱去的，其机制可能是由于分离组织所产生的某种钝化因子或培养基中某种成分对病毒的效应所致，也可能是由于分离组织与培养基接触的结果。
病毒复制时，需要某些作用靠近分生组织圆锥体细胞的酶类，当茎尖被剥成很小时，它们的生长过程暂时被打乱了，病毒复制时所需要的酶失去作用，从而中断了传染性病毒的复制，一般认为类病毒是无法脱除的，但结合热处理经过重复茎尖培养也可脱去PSTVd，只是脱毒率太低，具体机制尚待研究。
4具体实验方案4.1外植体培养从已催出芽（芽长一般2—4cm）的干净健康马铃薯块茎上掰下芽，用自来水冲洗干净，放入0.1—0.15%的升汞溶液中浸泡8—10分钟，在超净工作台上消毒完后，放入无菌水中浸泡6次，每次5分钟，然后接种到MS＋6－BA1.5mg/L（毫克/升）＋GA30.5mg/L＋IBA0.5mg/L ＋琼脂8g/L＋蔗糖30g/L（PH值为5.8）的培养基上，每个培养瓶接种1—5个外植体。
4.2茎尖剥离及初代培养外植体培养20天后，在超净工作台上解剖镜下用解剖针将生长点0.1——0.5mm部分剥离出来，转接到MS＋肌醇100mg/L+6－BA1.5mg/L＋GA30.5mg/L＋泛酸钙1.5mg/L＋蔗糖30g/L＋琼脂8g/L＋活性炭0.17g/L（PH值为5.8）的培养基上，每个培养瓶接种4—5个生长点。
光照保持3000—6000Lux（勒克斯）左右，每天照光13—16小时，温度控制在23℃，经2—6个月左右培养诱导，其间转接2——3次，生长点即可长成新的小植株。
经病毒检测不带病毒的株系就可进行扩繁，未脱毒的株系淘汰。
4.3试管苗扩繁扩繁前的准备扩繁培养基的制备。
扩繁培养基以MS培养基为扩繁基本培养基，外加6—BA0.5mg/L+NAA0.5－1.5mg/L+蔗糖30g/L＋琼脂8g/L＋活性炭0.17g/L，pH值为5.8。