馬 鈴 薯 微 體 繁 殖 技 術 之 開 發 與 應 用 1 胡 文 若 孫 文 章 2 摘 要 胡 文 若 孫 文 章 2014 馬 鈴 薯 微 體 繁 殖 技 術 之 開 發 與 應 用 臺 南 區 農 業 改 良 場 研 究 彙 報 65:20-28 本 試 驗 擬 以 檢 測 通 過 之 無 病 毒 母 株, 利 用 組 織 培 養 方 式 大 量 繁 殖 健 康 馬 鈴 薯 組 織 培 養 苗, 供 作 馬 鈴 薯 種 苗 生 產 之 基 本 種 輔 以 嚴 格 種 薯 產 程 管 理, 提 高 健 康 種 薯 產 量 與 品 質, 達 成 國 產 種 薯 自 足 之 目 標 試 驗 品 種 為 克 尼 伯 及 Snowden 兩 品 種 比 較 不 同 培 養 基 鹽 類 組 成 及 植 物 生 長 素 對 馬 鈴 薯 培 殖 體 生 長 之 影 響 培 養 苗 地 上 部 鮮 重 及 節 數 皆 以 培 養 於 花 寶 培 養 基 較 培 養 於 MS 培 養 基 為 高 克 尼 伯 品 種 培 殖 體 在 兩 種 培 養 基 皆 無 分 枝, 而 Snowden 品 種 則 是 培 養 在 花 寶 的 培 殖 體 沒 有 分 枝, 但 培 養 於 MS 培 養 基 的 培 養 苗 有 2.3 個 小 側 芽 兩 品 種 地 下 部 皆 以 培 養 於 MS 培 養 基 的 鮮 重 較 大 根 數 較 多, 平 均 根 長 較 長 兩 個 品 種 培 養 苗 地 上 部 鮮 重 和 節 數 皆 以 培 養 於 不 含 生 長 素 的 花 寶 培 養 基 重 量 較 高 節 數 較 多 生 長 於 不 含 生 長 素 培 養 基 的 培 養 苗 都 沒 有 分 枝 ; 培 養 基 添 加 BA 0.1 ppm 和 NAA 0.01 ppm 不 僅 促 進 側 芽 萌 發 生 長, 對 兩 品 種 地 下 部 的 根 鮮 重 根 數 及 根 長 也 都 有 促 進 作 用 現 有 技 術 : 利 用 組 織 培 養 技 術 進 行 植 物 繁 殖 已 相 當 普 遍, 但 應 用 範 圍 多 為 觀 賞 植 物 或 高 經 濟 價 值 作 物 創 新 內 容 : 將 組 織 培 養 技 術 應 用 在 蔬 菜 種 苗 繁 殖 是 目 前 較 為 少 見 的 創 新 方 式 對 產 業 影 響 : 本 技 術 可 充 分 提 供 健 康 種 苗, 增 加 產 量, 提 高 農 民 收 益 關 鍵 字 : 馬 鈴 薯 微 體 繁 殖 接 受 日 期 :2014 年 11 月 15 日 1. 行 政 院 農 業 委 員 會 臺 南 區 農 業 改 良 場 研 究 報 告 第 436 號 2. 行 政 院 農 業 委 員 會 臺 南 區 農 業 改 良 場 雲 林 分 場 助 理 研 究 員 副 研 究 員 兼 分 場 長 20
馬 鈴 薯 微 體 繁 殖 技 術 之 開 發 與 應 用 前 言 馬 鈴 薯 (Solanum tuberosum L.) 又 名 洋 芋 洋 山 芋 土 豆, 產 於 南 美 祕 魯 安 地 斯 山 脈, 為 茄 科 茄 屬 一 年 生 草 本 作 物 性 好 冷 涼 乾 燥 強 光 氣 候, 植 株 生 育 最 適 溫 為 21 (2), 短 日 及 10 ~ 14 的 低 夜 溫 為 促 進 薯 球 發 育, 在 臺 灣 以 中 南 部 的 冬 季 裡 作 為 栽 植 適 期, 為 冬 季 裡 作 寵 兒 (7) 馬 鈴 薯 為 世 界 主 要 經 濟 作 物 之 一, 兼 具 糧 食 與 蔬 菜 雙 重 角 色 (11) 臺 灣 馬 鈴 薯 主 要 產 地 在 臺 中 市 豐 原 后 里 及 潭 子 等 區 域 雲 林 縣 斗 南 鎮 嘉 義 縣 溪 口 六 腳 鄉 及 臺 南 市 下 營 區 等 地, 其 中 以 斗 南 鎮 為 最 大 產 區 (6) 根 據 行 政 院 農 業 委 員 會 農 業 年 報,102 年 馬 鈴 薯 栽 培 面 積 為 2,071 公 頃, 產 量 為 51,327 公 噸 (3), 年 產 值 達 新 臺 幣 11.2 億 元 由 於 臺 灣 民 眾 習 慣 將 馬 鈴 薯 視 為 蔬 菜 作 物, 因 此 主 要 市 場 為 食 用, 但 加 工 用 薯 消 費 量 亦 維 持 穩 定, 其 中 以 油 炸 薯 片 的 利 潤 最 高 另 外 還 有 種 薯 市 場, 以 每 公 頃 種 苗 費 用 40,000 元 新 臺 幣 計 算, 推 估 全 臺 栽 培 面 積 約 2,500 公 頃, 有 近 億 元 種 苗 市 場 馬 鈴 薯 為 無 性 繁 殖 作 物, 無 性 繁 殖 作 物 之 種 苗 如 帶 有 病 蟲 害 或 感 染 病 毒, 將 造 成 嚴 重 的 品 種 退 化 及 生 產 力 下 降 臺 灣 氣 候 高 溫 多 濕, 各 種 病 蟲 害 及 病 毒 危 害 相 當 猖 獗 種 苗 帶 病 原 將 直 接 威 脅 後 代 生 育, 各 種 病 毒 類 病 毒 細 菌 侵 入, 形 成 系 統 性 感 染, 造 成 植 株 生 長 勢 衰 弱 甚 至 引 發 死 亡, 將 嚴 重 影 響 產 量 (9), 而 且 往 往 沒 有 推 薦 藥 劑 可 供 防 治 馬 鈴 薯 常 見 的 病 害 有 晚 疫 病 青 枯 病 瘡 痂 病 等, 此 三 種 疾 病 均 可 經 由 種 薯 帶 原 進 入 田 間, 且 除 晚 疫 病 有 推 薦 藥 劑 外, 青 枯 病 及 瘡 痂 病 均 不 易 防 治 或 無 有 效 防 治 方 法 (2) 除 病 害 外, 系 統 性 危 害 以 病 毒 感 染 最 為 棘 手, 但 帶 病 毒 薯 球 在 外 觀 上 無 法 以 肉 眼 分 辨, 加 上 種 植 前 種 薯 分 切 時 經 由 工 具 的 接 觸 傳 染, 將 罹 病 程 度 更 為 擴 大 馬 鈴 薯 感 染 病 毒 的 退 化 情 況 包 括 : 植 株 矮 化 葉 片 變 小 黃 化 葉 片 皺 縮 生 長 勢 衰 退 塊 莖 變 小 等 (11) 在 植 株 種 植 期 間, 病 原 隨 植 物 生 長 而 增 殖 造 成 病 勢 日 益 擴 大, 對 產 量 和 品 質 的 減 損 會 比 上 一 代 更 加 嚴 重 誤 用 帶 病 或 病 毒 種 薯, 將 造 成 30 ~ 50% 產 量 減 少, 在 栽 培 期 間 藉 由 蟲 媒 傳 播, 更 可 能 交 互 感 染, 波 及 鄰 近 其 他 健 康 田 區, 引 爆 難 以 控 制 的 區 域 性 大 流 行 病 園 無 論 產 量 及 品 質 俱 劣 造 成 售 價 下 降, 嚴 重 者 可 能 廢 園 導 致 農 民 血 本 無 歸, 甚 至 造 成 產 地 遷 移 影 響 產 業 存 續, 因 此 慎 選 健 康 種 薯 為 產 業 重 要 基 礎 (6), 健 康 種 薯 的 使 用 至 為 關 鍵, 可 說 是 馬 鈴 薯 優 質 豐 產 的 保 障 無 病 毒 種 薯 的 繁 殖 過 程, 第 一 步 需 取 得 無 病 毒 存 在 的 培 殖 體 進 行 繁 殖, 稱 為 基 本 種 種 原, 基 本 種 再 經 原 原 種 原 種 及 採 種 三 次 繁 殖 放 大, 藉 由 每 次 增 生 數 十 倍 種 薯 來 降 低 生 產 成 本 雖 然 每 一 次 的 繁 殖 都 有 染 病 風 險, 但 此 三 級 繁 殖 制 度 較 符 合 經 濟 效 益, 亦 是 歐 美 日 本 等 先 進 國 家 所 發 展 出 的 種 薯 生 產 模 式 (10) 優 良 種 薯 條 件 為 品 種 純 正 且 不 帶 病 原 及 病 毒, 然 目 前 國 內 的 健 康 種 薯 自 給 率 僅 約 六 成 在 健 康 種 薯 供 應 不 及 下, 農 民 只 得 自 行 留 種 或 以 進 口 薯 充 當 種 薯, 往 往 無 法 控 制 病 害 發 生, 造 成 大 量 減 產 並 傳 染 蔓 延, 導 致 爆 發 疫 情 因 此 積 極 輔 導 農 民 提 高 健 康 種 薯 產 量 (6), 是 目 前 馬 鈴 薯 產 業 刻 不 容 緩 之 事 如 能 充 分 提 供 健 康 種 薯, 不 僅 可 滿 足 栽 培 需 求 也 有 擴 充 產 業 之 可 能 隨 著 國 際 原 物 料 價 格 飆 漲, 國 產 馬 鈴 薯 行 情 也 逐 年 攀 升, 尤 其 在 颱 風 過 後, 易 長 期 貯 藏 的 根 莖 類 馬 鈴 薯 價 格 也 曾 站 上 每 公 斤 百 元 的 天 價 臺 灣 於 冬 季 裡 作 種 植, 栽 培 日 數 約 100 天, 21
配 合 果 菜 運 銷 合 作 社 產 銷 一 體, 每 分 地 約 可 收 成 新 臺 幣 20,000 元, 因 此 吸 引 農 民 眼 光, 堪 (7, 稱 裡 作 金 童 10) 本 試 驗 擬 利 用 植 物 組 織 培 養 技 術, 配 合 經 過 病 毒 檢 測 之 無 病 毒 健 康 母 株, 利 用 微 體 繁 殖 方 式 大 量 生 產 健 康 小 植 株, 以 供 作 馬 鈴 薯 種 苗 生 產 之 基 本 種 輔 以 嚴 格 種 薯 產 程 管 理 技 術, 期 望 提 高 健 康 種 薯 產 量 與 品 質, 達 成 國 產 種 薯 自 足 之 終 極 目 標 材 料 方 法 一 試 驗 材 料 於 馬 鈴 薯 種 薯 生 產 圃 中 選 擇 生 長 勢 旺 盛 植 株 性 狀 標 準 的 植 株 作 為 採 穗 母 株, 供 試 品 種 有 克 尼 伯 (Kennebec) 及 Snowden 等 兩 種 二 試 驗 方 法 採 穗 母 株 經 標 定 號 碼 後, 採 取 成 熟 葉 片 以 ELISA 進 行 病 毒 檢 驗 經 兩 次 檢 測 後, 確 定 不 含 病 毒 的 枝 稍 即 可 提 供 作 為 微 體 繁 殖 的 起 始 材 料 將 約 5 公 分 的 新 稍 去 除 葉 片 後, 先 用 70 ~ 75% 的 酒 精 浸 泡 約 20 秒, 再 以 1 或 2% 的 次 氯 酸 鈉 加 一 滴 tween 80 振 盪 消 毒 15 ~ 20 分 鐘, 在 無 菌 操 作 臺 內 以 無 菌 水 清 洗 3 次 將 消 毒 過 的 材 料 置 於 無 菌 紙 上, 用 解 剖 刀 切 成 約 5 ~ 10 mm 培 殖 體 後 接 種 於 培 養 基 上, 每 隻 試 管 接 種 一 個 培 殖 體 初 代 的 培 養 基 是 以 全 量 MS 商 業 配 方 (Sigma, M-5519), 添 加 蔗 糖 30 g/l BA 0.1 ppm 及 NAA 0.01 ppm 調 配 而 成 ph 值 整 為 5.7 ± 0.1, 再 加 入 7.5 g/l 的 洋 菜 並 煮 沸 至 完 全 融 化 後 分 裝 入 15 cm 2.5 cm 的 平 底 玻 璃 試 管, 每 支 約 10 ml 蓋 上 塑 膠 蓋 子 (Magenta, USA), 送 進 殺 菌 釜 (autoclave) 以 121 高 溫 蒸 氣 滅 菌 15 分 鐘 繼 代 培 養 是 以 蘭 花 瓶 ( 臺 玻,617cc) 為 培 養 容 器, 裝 入 約 60cc 培 養 基, 蓋 上 塞 有 棉 花 的 中 孔 橡 膠 瓶 塞, 覆 上 雙 層 鋁 箔 紙, 再 以 相 同 條 件 滅 菌 初 代 培 養 抽 長 的 培 殖 體 為 具 有 數 節 的 小 植 株 ( 圖 1), 將 之 分 切 為 帶 有 單 節 之 插 穗 接 種 於 蘭 花 瓶 即 為 繼 代 培 養 不 同 培 養 基 鹽 類 組 成 對 馬 鈴 薯 培 殖 體 生 長 之 影 響 試 驗 是 以 花 寶 (HYPONeX )2 號 (20-20-20)2 g/l 與 全 量 MS 商 業 配 方 為 比 較 變 因, 其 他 培 養 基 成 份 皆 相 同 ; 生 長 素 試 驗 則 以 花 寶 2 號 2 g/l 作 為 基 本 鹽 類 組 成, 比 較 培 養 基 添 加 細 胞 分 裂 素 BA (N 6 - benzyladenine) 0.1 ppm 及 生 長 素 NAA (1-napthaleneacetic acid) 0.01 ppm 或 完 全 不 添 加 任 何 植 物 生 長 素 對 培 殖 體 生 長 之 影 響 每 個 蘭 花 瓶 接 種 10 至 15 個 單 節 培 殖 體, 一 個 蘭 花 瓶 視 為 一 重 複, 每 處 理 四 重 複 繼 代 培 養 20 日 後, 每 個 蘭 花 瓶 取 5 個 培 殖 體 調 查, 調 查 項 目 包 括 : 培 殖 體 地 上 部 鮮 重 節 數 分 枝 數 分 枝 節 數 地 下 部 鮮 重 根 數 及 根 長 等 項 目 培 養 環 境 條 件 控 制 在 25 ± 2, 圖 1. 克 尼 伯 品 種 初 代 培 養 之 培 養 苗 以 冷 白 日 光 燈 ( 旭 光 FL40D/38) 提 Fig. 1. The shoots of primary culture of potato Kennebec 供 光 合 作 用 光 子 流 (Photosynthetic 22
馬 鈴 薯 微 體 繁 殖 技 術 之 開 發 與 應 用 Photon Flux,PPF)35 ± 5 mol/sm 2 ; 光 周 期 設 定 為 明 期 16 小 時, 暗 期 8 小 時 三 試 驗 地 點 在 雲 林 縣 斗 南 鎮, 臺 南 區 農 業 改 良 場 雲 林 分 場 之 組 織 培 養 室 內 結 果 與 討 論 一 初 代 培 養 經 過 病 毒 檢 測 之 健 康 新 稍 去 除 葉 片 的 莖 段, 以 1 或 2% 的 次 氯 酸 鈉 溶 液 振 盪 消 毒 15 ~ 20 分 鐘, 可 以 得 到 無 微 生 物 汙 染 的 培 殖 體 初 代 培 養 基 的 生 長 素 含 量 則 以 NAA 0.01 ppm 配 合 BA 0.1 ppm 可 成 功 建 立 初 代 培 養 體 系 培 養 約 三 週 即 可 抽 長 成 具 有 數 節 的 小 植 株, 圖 1 為 克 尼 伯 品 種 初 代 培 養 苗 生 長 情 形 二 繼 代 增 殖 繼 代 增 殖 試 驗 是 將 初 代 培 養 長 出 的 枝 稍 分 切 為 單 節 後, 培 養 於 繼 代 培 養 基, 以 瓶 內 扦 插 的 方 式 繼 續 放 大 繁 殖 數 量 圖 2 為 Snowden 品 種 的 增 殖 母 瓶 三 繼 代 培 養 基 鹽 類 試 驗 圖 2. 馬 鈴 薯 Snowden 品 種 繼 代 培 養 增 殖 之 培 養 苗 Fig. 2. The shoots of subculture of potato Snowden 將 馬 鈴 薯 單 節 培 殖 體 培 養 於 不 同 鹽 類 組 成 的 培 養 基 試 驗 結 果 如 表 1 克 尼 伯 和 Snowden 兩 個 品 種 的 培 養 苗 地 上 部 鮮 重 和 枝 梢 節 數 都 是 以 培 養 於 花 寶 培 養 基 較 培 養 於 MS 培 養 基 為 重 較 多 克 尼 伯 品 種 培 殖 體 在 兩 種 培 養 基 皆 無 分 枝 ; 而 Snowden 品 種 則 是 培 養 在 花 寶 的 培 殖 體 沒 有 分 枝, 但 培 養 於 MS 培 養 基 的 培 養 苗 有 2.3 個 小 分 枝, 這 些 側 芽 處 於 剛 萌 發, 僅 有 一 兩 節 的 狀 態 地 下 部 鮮 重 恰 與 地 上 部 鮮 重 表 現 相 反, 兩 品 種 皆 以 培 養 於 MS 培 養 基 的 重 量 較 大 根 數 較 多, 平 均 根 長 也 較 長 ( 表 1 圖 3 圖 4), 可 能 是 源 自 於 MS 培 養 基 的 高 鹽 類 濃 度 (13), 尤 其 是 同 時 具 有 硝 酸 態 氮 和 氨 態 氮 的 混 和 氮 源, 會 比 單 一 氮 源 更 有 助 於 根 部 的 發 育, 特 別 是 根 系 的 延 長 (1) 另 外, 由 圖 3 可 見, 在 兩 個 鹽 類 處 理 試 驗 中, 培 殖 體 基 部 都 沒 有 產 生 癒 傷 組 織, 也 沒 有 不 定 芽 的 生 長, 因 此 23
未 來 所 有 通 過 本 系 統 所 繁 殖 出 的 植 株 都 誘 導 自 定 芽, 對 於 逆 分 化 組 織 的 控 制 有 助 於 品 種 穩 定 性 的 維 持 表 1. 不 同 培 養 基 鹽 類 組 成 對 馬 鈴 薯 培 殖 體 生 長 之 影 響 Table 1. The effects of medium composition on potato explants Medium Item Fresh weight of shoot (g) Number of nodes Number of branches Kennebec Fresh weight of roots (g) Number of roots Average root length (cm) HYPONeX * 0.630 7.8 0 0.040 7.1 3.2 MS * 0.593 5.2 0 0.081 11.2 6.5 Snowden HYPONeX 0.600 6.0 0 0.028 8.1 2.5 MS 0.533 5.9 2.3 0.089 11.3 5.1 * HYPONeX NO.2 (20-20-20) 2g/L and MS formula (Sigma, M-5519) 在 馬 鈴 薯 的 繼 代 增 殖 作 業 中, 培 殖 體 枝 梢 很 容 易 長 出 不 定 根 這 些 纖 長 的 細 根 因 為 瓶 內 的 高 濕 環 境 而 生 長 旺 盛, 往 往 相 互 牽 連 導 致 干 擾 分 切 作 業, 甚 至 造 成 汙 染 率 提 高 的 負 面 影 響 一 般 來 說, 瓶 內 植 物 因 為 體 積 小, 培 養 基 能 提 供 足 夠 生 育 所 需 養 份, 根 的 作 用 有 限 而 馬 鈴 薯 的 增 殖 所 需 的 植 物 材 料 是 以 地 上 部 的 枝 梢 為 主, 小 植 株 節 數 愈 多 則 能 切 出 較 多 的 單 節 培 殖 體, 也 意 味 著 增 殖 倍 率 較 高 如 果 因 為 累 贅 的 根 沾 附 汙 染 源 更 是 得 不 償 失, 因 此 如 能 適 當 的 限 制 地 下 部 生 長, 對 於 馬 鈴 薯 的 微 體 繁 殖 將 帶 來 操 作 實 務 面 上 的 便 利 性 ( 圖 3) 圖 3. 培 養 基 鹽 類 和 生 長 素 對 馬 鈴 薯 克 尼 伯 品 種 培 殖 體 生 育 之 影 響 左 :MS 培 養 基 ; 中 : 花 寶 培 養 基 ; 右 : 花 寶 培 養 基 添 加 生 長 素 Fig. 3. The effects of medium composition and plant growth regulators on potato Kennebec shoots Right: MS; middle: HYPONeX; left: HYPONeX + PGRs 24
馬 鈴 薯 微 體 繁 殖 技 術 之 開 發 與 應 用 圖 4. 培 養 基 鹽 類 和 生 長 素 對 馬 鈴 薯 Snowden 品 種 生 育 之 影 響 左 :MS 培 養 基 ; 中 : 花 寶 培 養 基 ; 右 : 花 寶 培 養 基 添 加 生 長 素 Fig. 4. The effects of medium composition and plant growth regulators on potato Snowden shoots Right: MS medium; middle: HYPONeX; left: HYPONeX + PGRs 四 繼 代 培 養 生 長 素 試 驗 將 馬 鈴 薯 單 節 培 殖 體 培 養 於 含 生 長 素 或 零 生 長 素 培 養 基 的 試 驗 結 果 如 表 2 克 尼 伯 及 Snowden 兩 個 品 種 的 瓶 苗 地 上 部 鮮 重 和 節 數 都 是 以 培 養 於 不 含 任 何 生 長 素 的 花 寶 培 養 基 重 量 較 高 節 數 較 多 兩 個 品 種 生 長 於 不 含 生 長 素 培 養 基 的 瓶 苗 都 沒 有 分 枝, 但 植 物 生 長 素 卻 明 顯 的 促 進 側 芽 萌 發 形 成 分 枝, 克 尼 伯 品 種 有 2.2 個 分 枝, Snowden 品 種 有 3.0 個 分 枝 這 些 分 枝 都 有 持 續 生 育 的 現 象, 其 上 的 節 數 前 者 有 2.9 節 ; 後 者 較 多, 有 3.8 節, 顯 示 不 僅 頂 芽 優 勢 被 培 養 基 所 含 的 BA 給 打 破, 側 芽 也 都 受 (12, 到 刺 激 而 生 長 13) 表 2. 植 物 生 長 調 節 劑 對 馬 鈴 薯 培 殖 體 之 影 響 Table 2. The effects of plant growth regulators on potato explants Medium Item Fresh weight of shoot (g) Number of nodes Number of branches Number of nodes on branches Kennebec Fresh weight of roots (g) Number of roots Average root length (cm) 0 PGR * 0.630 7.8 0 0 0.040 7.1 3.2 PGRs * 0.562 4.5 2.2 2.9 0.043 11.0 4.1 Snowden 0 PGR 0.600 6.0 0 0 0.028 8.1 2.5 PGRs 0.530 4.5 3.0 3.8 0.038 7.8 3.3 * 0 PGRs: HYPONeX NO. 2 2g/L with no plant growth regulator; PGRs: HYPONeX NO. 2 2g/L + BA 0.1 ppm + NAA 0.01 ppm 25
圖 5. 馬 鈴 薯 瓶 苗 停 心 現 象 ( 箭 頭 所 示 ) Fig. 5. The necrosis (arrow) of potato explants 與 一 般 作 物 不 同, 瓶 苗 多 分 枝 對 於 馬 鈴 薯 的 繁 殖 不 僅 沒 有 幫 助, 反 而 是 一 種 耗 損 由 小 植 株 的 生 長 觀 察 得 知, 繼 代 後, 單 節 培 殖 體 上 的 芽 點 即 刻 開 始 萌 發, 初 期 迅 速 抽 長, 以 單 莖 生 長 的 方 式 持 續 增 加 節 數 如 果 培 養 基 含 有 細 胞 分 裂 素, 側 芽 的 萌 動 是 待 主 枝 稍 抽 長 後 才 接 續 開 始, 而 且 往 往 有 多 個 節 位 萌 發 但 這 些 側 枝 無 法 持 續 發 育, 幾 節 ( 至 多 3 至 4 節 ) 之 後 就 會 發 生 枝 稍 頂 端 壞 死 乾 枯 的 情 形, 如 圖 5 箭 頭 處 如 果 其 餘 側 芽 繼 續 萌 發, 最 後 將 把 所 有 節 位 的 定 芽 消 耗 殆 盡, 以 致 無 芽 體 可 供 繼 代 的 窘 境 發 生 植 物 荷 爾 蒙 不 僅 促 進 側 芽 的 生 長, 對 於 兩 品 種 地 下 部 的 根 鮮 重 根 數 及 根 長 也 都 有 增 加 現 象 ( 表 2 圖 3 圖 4) 由 表 2 可 知, 以 根 數 的 增 加 較 根 鮮 重 及 根 長 為 顯 著 雖 然 本 試 驗 僅 添 加 NAA 0.01 ppm, 已 屬 非 常 低 微 的 計 量, 但 是 作 用 仍 然 很 明 顯 至 於 根 長 及 根 重 的 約 略 增 長, 應 該 是 培 養 基 中 BA 抑 制 了 NAA 對 根 的 促 進 作 用, 與 普 遍 對 (12, BA 的 認 知 相 同 13) 由 圖 3 可 見, 植 物 生 長 素 的 添 加 對 於 克 尼 伯 品 種 培 殖 體 會 刺 激 產 生 不 必 要 的 癒 傷 組 織, 而 Snowden 品 種 則 沒 有 此 現 象 本 試 驗 生 產 的 馬 鈴 薯 組 織 培 養 苗 看 似 纖 細, 但 國 內 其 他 馬 鈴 薯 微 體 繁 殖 的 文 獻 亦 有 相 同 狀 況 何 氏 1992 年 以 花 寶 5g/L 添 加 BA 0.01 ppm 及 NAA 0.1 ppm 誘 導 的 馬 鈴 薯 瓶 苗 為 細 長 的 小 苗, 葉 片 很 小, 將 此 小 苗 移 入 結 球 培 養 基 或 小 苗 成 長 培 養 基, 則 可 以 順 利 結 出 小 薯 或 養 成 健 壯 小 苗 (5) 馬 鈴 薯 的 組 織 培 養 並 不 困 難, 技 術 門 檻 不 高 而 且 瓶 苗 抽 長 迅 速, 以 瓶 內 單 節 扦 插 的 方 式, 每 個 培 殖 體 可 以 切 成 四 五 段, 相 當 於 有 四 至 五 倍 的 繁 殖 倍 率 以 種 苗 快 速 繁 殖 的 角 度 來 看, 可 說 屬 於 容 易 繁 殖 的 種 類 但 從 種 薯 產 業 來 看, 關 鍵 並 不 在 基 本 種 的 放 大 倍 數, 而 在 於 無 病 毒 的 植 物 材 料 之 獲 得 在 大 量 繁 殖 以 降 低 生 產 成 本 和 維 持 品 種 穩 定 度 之 間, 應 該 斟 酌 的 是 切 忌 陷 入 追 求 增 殖 倍 率 的 迷 思 本 試 驗 結 果 顯 示, 馬 鈴 薯 克 尼 伯 及 Snowden 兩 品 種 的 微 體 繁 殖, 在 建 立 初 代 培 養 之 後, 可 以 選 擇 不 含 植 物 生 長 調 節 劑 的 花 寶 培 養 基 建 立 微 體 繁 殖 母 瓶, 避 免 誘 發 過 多 的 根 系 影 響 操 作, 或 刺 激 不 定 芽 增 生 以 維 持 遺 傳 穩 定 度 本 試 驗 所 生 產 的 馬 鈴 薯 組 織 培 養 苗 雖 然 並 未 使 用 植 物 荷 爾 蒙 來 刺 激 生 長, 但 苗 株 看 起 來 較 為 纖 細, 可 能 是 因 為 組 織 培 養 室 人 工 光 源 光 強 度 不 足 所 致 然 而 出 瓶 後, 即 使 沒 有 發 根 劑 的 刺 激, 只 要 注 意 相 對 濕 度 的 維 持, 植 株 也 能 迅 速 發 根 成 活, 培 育 出 強 健 的 穴 盤 壯 苗 何 等 (1989) 指 出, 組 織 培 養 而 來 的 瓶 苗 或 小 薯 因 為 植 株 較 為 纖 細 弱 小, 種 植 後 的 產 量 極 低, 僅 為 種 植 薯 塊 的 1/7 至 1/6, 且 僅 能 產 出 50 公 克 以 下 的 小 薯 建 議 可 將 組 織 培 養 苗 培 育 一 段 時 間 後, 經 二 次 扦 插, 育 成 較 為 健 壯 的 苗 株, 其 基 本 種 薯 產 量 較 直 接 種 植 瓶 苗 可 提 高 一 倍 以 上 如 將 瓶 苗 再 以 單 節 扦 插 方 式 繁 殖, 可 得 約 五 倍 的 增 殖 倍 率, 且 其 所 得 之 種 薯 產 量 為 瓶 苗 之 兩 倍, 為 確 實 可 行 的 繁 殖 方 法 (4) (4, 後 續 的 種 薯 生 產 應 以 最 高 規 格 嚴 密 對 待 11), 行 政 院 農 業 委 員 會 動 物 植 物 防 疫 檢 疫 局 已 在 2010 年 公 告 實 施 馬 鈴 薯 種 薯 病 害 檢 定 驗 證 作 業 須 知, 不 僅 對 於 檢 定 對 象 26
馬 鈴 薯 微 體 繁 殖 技 術 之 開 發 與 應 用 檢 定 方 法 及 檢 定 程 序 等 有 明 確 規 範, 尤 其 檢 定 病 原 部 分, 清 楚 規 定 包 含 四 種 病 毒 兩 種 細 菌 性 萎 凋 病 害 及 四 種 真 菌 性 病 害, 明 定 各 級 種 薯 繁 殖 圃 缺 株 比 例 之 最 低 標 準 ; 對 於 各 級 種 薯 繁 殖 圃 之 設 置 條 件 及 操 作 管 理, 亦 明 文 要 求 提 升 規 格, 例 如 以 32 目 網 室 隔 離 生 產 G3 種 薯 G4 採 種 薯 種 植 田 需 距 離 茄 科 或 十 字 花 科 200 公 尺 以 上 等, 並 積 極 輔 導 各 採 種 農 會 及 合 作 社 場 參 加 種 薯 驗 證, 務 必 將 蟲 媒 傳 播 病 害 機 率 降 至 最 低, 培 育 出 品 種 純 正 且 健 康 潔 淨 的 馬 鈴 薯 種 薯 期 待 產 官 學 齊 心 努 力, 透 過 驗 證 制 度, 將 規 則 化 導 入 種 薯 生 產 (8), 帶 領 臺 灣 馬 鈴 薯 產 業 邁 入 新 紀 元 (4) 謝 辭 本 試 驗 植 物 材 料 由 雲 林 縣 斗 南 鎮 農 會 提 供, 謹 致 謝 忱 引 用 文 獻 1. 王 揭 晴 2013 光 強 度 氮 素 及 通 氣 處 理 對 水 稻 幼 苗 氮 素 吸 收 及 同 化 之 影 響 國 立 臺 灣 大 學 農 藝 學 研 究 所 碩 士 論 文 pp.59 2. 王 瑞 章 江 汶 錦 吳 雅 芳 林 棟 樑 孫 文 章 陳 昇 寬 彭 瑞 菊 鄭 安 秀 謝 明 憲 鍾 瑞 永 2011 馬 鈴 薯 栽 培 管 理 技 術 臺 南 區 農 業 改 良 場 技 術 專 刊 100-1 (No.150) pp.25 3. 行 政 院 農 業 委 員 會 2014 Ⅳ 農 業 生 產 農 業 統 計 要 覽 (102 年 ) http://agrstat.coa.gov. tw/sdweb/public/book/book.aspx 4. 何 偉 真 廖 文 偉 廖 玉 珠 1989 不 同 繁 殖 體 對 馬 鈴 薯 產 量 之 影 響 中 國 園 藝 35(4): 269-274 5. 何 偉 真 1992 馬 鈴 薯 的 組 織 培 養 園 藝 作 物 組 織 培 養 實 用 技 術 p.101-104 豐 年 社 臺 北, 臺 灣 6. 林 上 湖 姚 士 源 鍾 文 全 2008a 臺 灣 馬 鈴 薯 產 業 現 況 農 業 世 界 294:10-13 7. 林 上 湖 鍾 文 全 姚 士 源 2008b 馬 鈴 薯 栽 培 與 管 理 農 業 世 界 294:40-43 8. 林 上 湖 鍾 文 全 楊 佐 琦 姚 士 源 2010 迎 向 臺 灣 馬 鈴 薯 種 薯 栽 培 新 紀 元 - 馬 鈴 薯 種 薯 病 害 檢 定 驗 證 作 業 歡 喜 上 路 豐 年 60(18):24-27 9. 張 清 安 2008 作 物 健 康 種 苗 在 病 害 管 理 上 之 回 顧 與 展 望 p.61-86 節 能 減 碳 與 作 物 病 害 管 理 研 討 會 專 刊 pp.206 謝 廷 芳 陳 金 枝 鄧 汀 欽 安 寶 貞 主 編 臺 中, 臺 灣 10. 謝 秀 娟 2008 馬 鈴 薯 行 腳 農 業 世 界 294:44-49 11. 龐 淑 敏 蒙 美 蓮 方 貫 娜 楊 永 霞 申 愛 民 編 著 2009 怎 樣 提 高 馬 鈴 薯 種 植 效 益 pp.146 金 盾 出 版 社 北 京 12. Hartmann, H. T., D. E. Kester and F. T. Davies. 1990 Plant Propagation, Principles and Practices. Fifth Edition, pp.496-576. 13. Pierik, R. L. M. 1987 In vitro culture of higher plants. Martinus Nijhoff Publishers, Dordrecht. 27
The Technologies and Applications of Potato Micropropagation 1 Hu, W. J. and W. C. Sun 2 Abstract The micropropagation system of Kennebec and Snowden were established. The fresh weights and node numbers of plantlets cultured on HYPONeX were higher than those cultured on MS medium. The Kennebec plantlets were no branch when cultured on both medium; the Snowden plantlets were no branch when cultured on HYPONeX medium but 2.3 lateral buds observed when cultured on MS medium. The root fresh weights of these two cultivars were higher, more root numbers and longer the root length when cultured on MS medium. The fresh weights and node numbers of plantlets cultured on HYPONeX medium contained no plant growth regulator were higher than the PGRs addition and with no branch. PGRs induced lateral shoots and enhanced root zone growth on both cultivars. What is already known on this subject? Micropropagation or tissue culture is common used in ornamental plants and high economic crops. What are the new findings? The application of micropropagation in vegetable crops is uncommon. What is the expected impact on this field? This technique can provide healthy seedlings, increase potato yield and increase farmers profit. Key words: Potato, Micropropagation Accepted for publication: November 15, 2014 1. Contribution No.436 from Tainan District Agricultural Research and Extension Station. 2. Assistant Researcher and Associate Researcher, Tainan District Agricultural Research and Extension Station, COA. 28