一种高纬度地区马铃薯原原种繁育方法技术

本发明专利技术一种高纬度地区马铃薯原原种繁育方法，其特征在于，包括以下步骤：茎尖脱毒组织获得，病毒检测，脱毒试管苗快速繁殖，网棚起垄生产原原种。本发明专利技术的有益效果在于：相比常规无土栽培繁育技术，本发明专利技术可以直接在大田起垄扣上网棚繁育原原种，不需要购买基质及固定设备，生产资料成本低、繁育方式简单易行；本发明专利技术可以实现田间机械化作业，极大地降低了人工成本，效率得到极大提高；本发明专利技术的单株脱毒苗和单位面积的原原种产量高；本发明专利技术的方法从源头上解决了马铃薯“退化”的问题，实现了高纬度地区马铃薯原原种的繁育，在推动高纬度地区马铃薯脱毒种薯的工厂化繁育进程和马铃薯产业的健康持续发展中可发挥重要作用。

A Method of Propagation of Potato Original Seeds in High Latitude Area

【技术实现步骤摘要】
一种高纬度地区马铃薯原原种繁育方法
本专利技术属于植物繁殖
，具体涉及一种高纬度地区马铃薯原原种繁育方法。
技术介绍
马铃薯属茄科一年生草本植物，是世界第四大粮食作物，可作为粮菜兼用和工业原料，在保证我国粮食安全和脱贫致富中发挥了重要的作用。然而由于马铃薯是无性繁殖作物，病毒侵染进植株体内后，随着种植代数增加，病毒会逐代传递并积累，最终会导致马铃薯种性退化从而导致产量降低和品质变劣。为解决马铃薯生产中退化问题，国内外学者进行了大量研究，结果发现繁育马铃薯脱毒种薯是解决该问题的有效途径，而繁育马铃薯脱毒种薯的核心就是马铃薯原原种的繁育。目前国内开展马铃薯原原种繁育技术研究的学者很多，大多数是采用无土栽培技术，例如采用基质(蛭石)繁育或者水培繁育，但该技术存在一定缺点，繁育技术要求高，生产投入成本较高，单株脱毒苗的产量较低，单位面积产量有限。针对目前无土栽培繁育马铃薯原原种的这些缺点，大兴安岭地区农林科学院马铃薯研究团队从20世纪90年代开始，就开展了高纬度地区马铃薯脱毒种薯研究，根据大兴安岭地区所属高纬度地区的特点，利用茎尖脱毒技术、分生组织培养技术、分子生物学病毒检测技术、组培苗切段扩繁技术、脱毒苗假植技术及网棚起垄栽培技术，研究出了一套适于高纬度地区马铃薯原原种的繁育技术，该技术可以直接在大田起垄扣上网棚繁育原原种，不需要购买基质及固定设备，不仅生产成本低、繁育方式简单易行，而且单株脱毒苗和单位面积的原原种产量高。该技术实现了本区域马铃薯脱毒种薯的工厂化繁育，开创了大兴安岭地区冷凉型农业发展的新模式——脱毒马铃薯产业化，具有重要的学术价值和经济价值。
技术实现思路
针对现有技术的不足，解决马铃薯生产中退化问题，本专利技术提供了一种高纬度地区马铃薯原原种繁育方法。一种高纬度地区马铃薯原原种繁育方法，包括以下步骤：(1)茎尖脱毒组织获得：在田间根据植株长势，选择高纬度地区马铃薯的健康单株；之后将前述健康单株的薯块在36℃条件下进行催芽4～6周，待前述薯块催芽萌发至芽长1.0～2.0cm时，剥离前述芽直到只保留一个叶原基生长点，且前述叶原基生长点大小为0.1～0.3mm；之后将前述叶原基生长点切下，置于装有基本培养基的1号培养瓶中，封严前述1号培养瓶的瓶口放于培养室内培养，直至长出小植株；(2)病毒检测：采用RT-PCR法对步骤(1)中制备的前述小植株进行病毒检测，筛选得到不含病毒的小植株，称为脱毒小植株；(3)脱毒试管苗快速繁殖：将前述脱毒小植株在无菌条件下按茎节切段，获得茎节段；之后将前述茎节段置于装有快速繁殖培养基的2号培养瓶内，在23～25℃、光照强度3000Lx、光照时间16h/d条件下培养15～20d，获得具备移栽条件的试管苗；前述快速繁殖培养基的成分组成是Ms大量元素、微量元素、铁盐、20g/L蔗糖或白糖，pH值5.8，不含有机物和植物激素；每个前述2号培养瓶内培养15～30个前述茎节段；(4)网棚起垄生产原原种：移栽前5～7d，将培养试管苗的前述2号培养瓶瓶盖打开，置于培养室内进行炼苗；之后移栽至整理好的苗床上培养10～15d，之后将其假植于育苗钵里培养10～15d，得到假植苗；之后根据前述假植苗的长势，及时移栽定植于整理好的大棚内，进行微喷灌溉，扣上防虫网，并在生长过程中进行3～4次中耕培土、2～3次人工除草、及时灌溉、病害防治；成熟后进行机械杀秧和收获，之后进行包装贮藏。作为一种优选的方案，步骤(1)前述剥离芽直到只保留一个叶原基生长点的操作过程为：取粗壮的芽段用无菌水冲洗40min，再用75％的酒精浸蘸3s，放入无菌杯内用0.1％的HgCl水浸泡30s，然后用无菌水冲洗4次，之后将茎尖放在无菌滤纸上吸干水分，在30～40倍解剖镜下用解剖针由外向里逐层将生长点的小叶片和叶原基剥离，直到只保留一个叶原基生长点；步骤(1)中前述封严1号培养瓶的瓶口放于培养室内培养的条件为：温度23～25℃、光照强度2000～3000Lx，光照时间16h/d，培养周期120～140d。更为优选的是，步骤(2)中前述RT-PCR法的检测过程为：提取纯化前述小植株的RNA为模板，加入Oligo(dT)，进行反转录生成cDNA；之后以前述cDNA为模板，用特异性引物，进行PCR扩增得到扩增产物；之后对前述扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳检测，电泳条带中不含病毒特异条带的样品对应的小植株即为脱毒小植株。更为优选的是，步骤(2)中前述病毒检测的病毒种类为马铃薯常见的六种病毒PVX、PVY、PLRV、PVS、PVM、PVA，使用的特异性引物序列分别为：PVX上游引物5'-AGTGGTATGGAACTGGATG-3'，PVX下游引物5'-TTATGGTGGTGGTAGAGTGA-3'；PVY上游引物5'-CATGGGAAATGACACAATCG-3'，PVY下游引物5'-TCACATGTTCTTGACTCCAAG-3'；PLRV上游引物5'-CGCGCTAACAGAGTTCAGCC-3'，PLRV下游引物5'-GCAATGGGGGTCCAACTCAT-3'；PVS上游引物5'-AATGCCGCCTAAACCAGATC-3'，PVS下游引物5'-AACGGTCTGCCTTCATTGGT-3'；PVM上游引物5'-CGCATACAATATCTGGACTTACAC-3'，PVM下游引物5'-CTACTCCAGTAATGCAACTCATC-3'；PVA上游引物5'-GAACTCTTGATGCAGGCG-3'，PVA下游引物5'-ACATCCGTTGCTGTGTGTCC-3'。更为优选的是，步骤(4)中前述炼苗的培养条件为湿度≥75％，白天温度控制在20℃、夜间≥10℃，控制光照强度；前述苗床的组成成分为黑土和草炭土，质量配比为黑土：草炭土＝5:1；移栽苗床时的脱毒苗的株行距为1cm×10cm。更为优选的是，步骤(4)中前述假植所用营养钵的尺寸为9cm×9cm；营养钵里土壤的组成成分为黑土和草炭土，配比为黑土：草炭土＝5:1；假植过程中的培养条件为湿度≥50％，白天温度控制在20℃、夜间≥10℃，控制光照强度，及时喷施药剂进行病虫害防控。更为优选的是，步骤(4)中前述移栽定植于大棚前假植苗要浇透水；定植前要在大棚内用机械进行起垄施肥，垄宽65cm，施用撒克富马铃薯专用复合肥50kg/亩，假植苗定植的株距为12cm。更为优选的是，步骤(4)中前述病害防治包括马铃薯早疫病和晚疫病的防治，具体为依据“中国马铃薯早、晚疫病监测预警系统”和“预警系统简报”的防控建议进行化学药剂防治；其中前述马铃薯早疫病药剂防治的方案为：在马铃薯现蕾期前开始喷施，共喷3遍药，每隔7～10d喷一次，喷药顺序和喷药量为10％世高80g/亩、25％阿米西达30mL/亩、可杀得3000为30g/亩；前述马铃薯晚疫病防治的方案为：从出苗后20天开始喷药，共喷7遍药，每隔7～10d喷一次，喷药顺序和喷药量为克露100g/亩、福帅得30ml/亩、银法利80ml/亩、科佳60ml/亩、升银法利80ml/亩、瑞凡40ml/亩、金雷120g/亩。更为优选的是，步骤(4)中前述机械杀秧是指在收获前5～7d，利用4QP-2型马铃薯打秧机进行机械杀秧，以加速块茎成熟、薯皮老化，增强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高纬度地区马铃薯原原种繁育方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)茎尖脱毒组织获得：在田间根据植株长势，选择高纬度地区马铃薯的健康单株；之后将所述健康单株的薯块在36℃条件下进行催芽4～6周，待所述薯块催芽萌发至芽长1.0～2.0cm时，剥离所述芽直到只保留一个叶原基生长点，且所述叶原基生长点大小为0.1～0.3mm；之后将所述叶原基生长点切下，置于装有基本培养基的1号培养瓶中，封严所述1号培养瓶的瓶口放于培养室内培养，直至长出小植株；(2)病毒检测：采用RT‑PCR法对步骤(1)中制备的所述小植株进行病毒检测，筛选得到不含病毒的小植株，称为脱毒小植株；(3)脱毒试管苗快速繁殖：将所述脱毒小植株在无菌条件下按茎节切段，获得茎节段；之后将所述茎节段置于装有快速繁殖培养基的2号培养瓶内，在23～25℃、光照强度3000Lx、光照时间16h/d条件下培养15～20d，获得具备移栽条件的试管苗；所述快速繁殖培养基的成分组成是Ms大量元素、微量元素、铁盐、20g/L蔗糖或白糖，pH值5.8，不含有机物和植物激素；每个所述2号培养瓶内培养15～30个所述茎节段；(4)网棚起垄生产原原种：移栽前5～7d，将培养试管苗的所述2号培养瓶瓶盖打开，置于培养室内进行炼苗；之后移栽至整理好的苗床上培养10～15d，之后将其假植于育苗钵里培养10～15d，得到假植苗；之后根据所述假植苗的长势，及时移栽定植于整理好的大棚内，进行微喷灌溉，扣上防虫网，并在生长过程中进行3～4次中耕培土、2～3次人工除草、及时灌溉、病害防治；成熟后进行机械杀秧和收获，之后进行包装贮藏。...

【技术特征摘要】
1.一种高纬度地区马铃薯原原种繁育方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)茎尖脱毒组织获得：在田间根据植株长势，选择高纬度地区马铃薯的健康单株；之后将所述健康单株的薯块在36℃条件下进行催芽4～6周，待所述薯块催芽萌发至芽长1.0～2.0cm时，剥离所述芽直到只保留一个叶原基生长点，且所述叶原基生长点大小为0.1～0.3mm；之后将所述叶原基生长点切下，置于装有基本培养基的1号培养瓶中，封严所述1号培养瓶的瓶口放于培养室内培养，直至长出小植株；(2)病毒检测：采用RT-PCR法对步骤(1)中制备的所述小植株进行病毒检测，筛选得到不含病毒的小植株，称为脱毒小植株；(3)脱毒试管苗快速繁殖：将所述脱毒小植株在无菌条件下按茎节切段，获得茎节段；之后将所述茎节段置于装有快速繁殖培养基的2号培养瓶内，在23～25℃、光照强度3000Lx、光照时间16h/d条件下培养15～20d，获得具备移栽条件的试管苗；所述快速繁殖培养基的成分组成是Ms大量元素、微量元素、铁盐、20g/L蔗糖或白糖，pH值5.8，不含有机物和植物激素；每个所述2号培养瓶内培养15～30个所述茎节段；(4)网棚起垄生产原原种：移栽前5～7d，将培养试管苗的所述2号培养瓶瓶盖打开，置于培养室内进行炼苗；之后移栽至整理好的苗床上培养10～15d，之后将其假植于育苗钵里培养10～15d，得到假植苗；之后根据所述假植苗的长势，及时移栽定植于整理好的大棚内，进行微喷灌溉，扣上防虫网，并在生长过程中进行3～4次中耕培土、2～3次人工除草、及时灌溉、病害防治；成熟后进行机械杀秧和收获，之后进行包装贮藏。2.根据权利要求1所述的一种高纬度地区马铃薯原原种繁育方法，其特征在于，步骤(1)所述剥离芽直到只保留一个叶原基生长点的操作过程为：取粗壮的芽段用无菌水冲洗40min，再用75％的酒精浸蘸3s，放入无菌杯内用0.1％的HgCl水浸泡30s，然后用无菌水冲洗4次，之后将茎尖放在无菌滤纸上吸干水分，在30～40倍解剖镜下用解剖针由外向里逐层将生长点的小叶片和叶原基剥离，直到只保留一个叶原基生长点；步骤(1)中所述封严1号培养瓶的瓶口放于培养室内培养的条件为：温度23～25℃、光照强度2000～3000Lx，光照时间16h/d，培养周期120～140d。3.根据权利要求1所述的一种高纬度地区马铃薯原原种繁育方法，其特征在于，步骤(2)中所述RT-PCR法的检测过程为：提取纯化所述小植株的RNA为模板，加入Oligo(dT)，进行反转录生成cDNA；之后以所述cDNA为模板，用特异性引物，进行PCR扩增得到扩增产物；之后对所述扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳检测，电泳条带中不含病毒特异条带的样品对应的小植株即为脱毒小植株。4.根据权利要求1所述的一种高纬度地区马铃薯原原种繁育方法，其特征在于，步骤(2)中所述病毒检测的病毒种类为马铃薯常见的六种病毒PVX、PVY、PLRV、PVS、PVM、PVA，使用的特异性引物序列分别为：PVX上游引物5'-AGTGGTATGGAACTGGATG-3'，PVX下游引物5'-TTATGGTGGTGGTAGAGTGA-3'；PVY上游引物5'-CATGGGA...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雅奎，吴凌娟，赵光磊，董传民，徐学谱，刁琢，梁杰，温福军，李功义，
申请(专利权)人：大兴安岭地区农业林业科学研究院大兴安岭林业集团公司农业林业科学研究院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23