花魔芋根狀莖組培配方優(yōu)化研究

陳國愛

（安康市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，陜西 安康 725021）

魔芋（Amorphophallus konjac）為天南星科魔芋屬多年生宿根草本植物，因富含葡甘聚糖而被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中[1]。近年來，國際市場(chǎng)對(duì)魔芋的需求逐年增加，因此種植面積不斷擴(kuò)大，用種量也不斷增加[2]。然而，傳統(tǒng)的魔芋繁育方法繁殖系數(shù)低且生長周期長，加之病害嚴(yán)重，尤其是軟腐病、白絹病等大面積流行，對(duì)種芋繁育帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)。種芋嚴(yán)重匱乏已經(jīng)成為制約魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素[3]。

植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以利用少量的組織或器官作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，并可在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的植株[4]。因此，建立魔芋組織培養(yǎng)快繁體系，不僅可以大批量繁殖種芋，解決魔芋種源不足的問題，還可生產(chǎn)無病毒的試管苗，在一定程度上緩解魔芋病害的發(fā)生。然而，現(xiàn)有的魔芋組培快繁技術(shù)還不是很成熟，且受到污染嚴(yán)重、誘導(dǎo)率和分化率低等問題的困擾。基于此，本研究以花魔芋根狀莖作為研究對(duì)象，開展魔芋組織培養(yǎng)快繁關(guān)鍵技術(shù)研究，以期建立魔芋組織培養(yǎng)快繁技術(shù)體系，解決目前種芋嚴(yán)重短缺的問題。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

安康當(dāng)?shù)鼗в蟾鶢钋o（二齡魔芋的根狀莖）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 外植體消毒與接種

選擇健康的花魔芋根狀莖，用自來水清洗干凈、晾干，用75%乙醇浸泡1 min后在0.1%氯化汞溶液中消毒15 min，用無菌水漂洗4次。將消毒處理后的根狀莖用無菌濾紙吸干表面水分，切成1 cm3小塊，接入不同激素配比的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。培養(yǎng)溫度為25 ℃，光照12 h，光強(qiáng)1 500 lx。

1.2.2 愈傷組織誘導(dǎo)

將魔芋外植體接入不同激素濃度配方（表1）的MS培養(yǎng)基（蔗糖30 g/L、瓊脂4.5 g/L，pH 5.8～6.0）中培養(yǎng)30 d，每個(gè)處理60瓶，每瓶接種1個(gè)外植體，統(tǒng)計(jì)愈傷組織誘導(dǎo)率和增重倍數(shù)。

1.2.3 不定芽分化

將愈傷組織接種到不同激素濃度配方的不定芽分化培養(yǎng)基（表2）中進(jìn)行培養(yǎng)，30 d后統(tǒng)計(jì)芽分化率、出芽數(shù)以及增殖系數(shù)。

1.2.4 不定根形成

不定芽生根試驗(yàn)設(shè)有培養(yǎng)基濃度和NAA濃度2個(gè)因素（表3），培養(yǎng)基濃度設(shè)為MS和1/2MS（大量元素減半），30 d后統(tǒng)計(jì)生根率、生根數(shù)以及根長。

1.3 指標(biāo)分析

愈傷誘導(dǎo)率＝出愈外植體塊數(shù)÷接種總塊數(shù)×100%

增重倍數(shù)＝愈傷質(zhì)量÷接種前外植體質(zhì)量

不定芽分化率＝產(chǎn)生腋芽的外植體數(shù)÷接種外植體總數(shù)×100%

增殖系數(shù)＝每瓶有效芽數(shù)÷接種芽總數(shù)

2 結(jié)果與分析

2.1 不同激素濃度配比對(duì)花魔芋根狀莖愈傷組織分化的影響

將花魔芋根狀莖接種于不同激素配比的MS培養(yǎng)基中培養(yǎng)，接種10 d后在切口處均有瘤狀突起產(chǎn)生；20 d后愈傷組織開始增多，并布滿整個(gè)切面（圖1A）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，不同激素濃度配比均能誘導(dǎo)出愈傷組織分化，然而，各處理之間愈傷組織的誘導(dǎo)率以及增重倍數(shù)存在差異。由表1可知，最適合花魔芋根狀莖愈傷組織分化的培養(yǎng)基配方為MS+1.0 mg/L 6-BA＋0.1 mg/L NAA，愈傷誘導(dǎo)率為90.0%，增重倍數(shù)為4.3。

2.2 不同激素濃度配比對(duì)花魔芋根狀莖不定芽分化的影響

選擇同一批生長旺盛、質(zhì)地硬的愈傷組織進(jìn)行不定芽分化試驗(yàn)。將愈傷組織接種到不定芽分化培養(yǎng)基中，14 d后愈傷組織在原有基礎(chǔ)上出現(xiàn)膨大，并且出現(xiàn)芽點(diǎn)；21 d后可以明顯看到不定芽顏色呈綠色（圖1B）；30 d后統(tǒng)計(jì)各處理不定芽分化率、增殖系數(shù)等指標(biāo)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同激素配比均能分化出不定芽。然而不同激素濃度配比處理的不定芽分化率、有效芽數(shù)量以及長勢(shì)存在差異。由表2可知，最適合花魔芋根狀莖不定芽分化的培養(yǎng)基為MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA，不定芽分化率為86.7%，增殖系數(shù)為2.5。

2.3 不同培養(yǎng)基配方對(duì)花魔芋根狀莖不定芽生根的影響

將帶芽的愈傷組織轉(zhuǎn)接到生根培養(yǎng)基中，14 d后可觀察到根的生長點(diǎn)，21 d后根系明顯生長（圖1C、D），30 d后統(tǒng)計(jì)生根率、生根數(shù)等指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同培養(yǎng)基配方均能誘導(dǎo)不定芽生根，然而生根率、生根數(shù)及根長存在差異。由表3可知，花魔芋根狀莖不定芽生根的最佳配方為1/2 MS+1 mg/L NAA，生根率為80.0%，平均生根數(shù)為21條。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)NAA濃度一定時(shí)，1/2MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基的生根效果明顯高于MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基。此外，隨著NAA濃度的增加，生根率、生根數(shù)量呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。

表1 不同激素濃度配比對(duì)花魔芋根狀莖愈傷組織分化的影響

表2 不同激素濃度配比對(duì)花魔芋根狀莖不定芽分化的影響

表3 不同培養(yǎng)基對(duì)花魔芋根狀莖不定芽生根的影響

圖1 魔芋組織培養(yǎng)

3 討論與結(jié)論

在魔芋組織培養(yǎng)中，不同濃度激素配比對(duì)愈傷組織的誘導(dǎo)、不定芽分化以及生根起著重要的作用。本研究通過不同濃度激素配比，篩選出了花魔芋根狀莖愈傷組織誘導(dǎo)、不定芽分化以及生根的最佳配方。誘導(dǎo)花魔芋根狀莖愈傷分化的最佳培養(yǎng)基配方為MS＋1.0 mg/L 6-BA＋0.1 mg/L NAA，誘導(dǎo)率高達(dá)90.0%，增重倍數(shù)為4.3；誘導(dǎo)不定芽分化的最佳培養(yǎng)基配方為MS＋2.0 mg/L 6-BA＋0.5 mg/L NAA，分化率高達(dá)86.7%，增殖系數(shù)為2.5；誘導(dǎo)不定芽生根的培養(yǎng)基配方為1/2 MS＋1.0 mg/L NAA，生根率為80.0%，平均生根數(shù)為21條。已有研究表明，最適合魔芋愈傷組織誘導(dǎo)以及芽分化的培養(yǎng)基范圍為MS＋（1.0～2.0）mg/L 6-BA＋（0.01～0.20）mg/L NAA[9]。由此可知，花魔芋根狀莖愈傷組織誘導(dǎo)所需的激素與已有研究較為一致，然而不定芽分化中NAA的用量明顯超出了0.01～0.20 mg/L。

目前，魔芋組織培養(yǎng)技術(shù)還存在一系列問題。因此，本研究利用花魔芋根狀莖作為組培材料進(jìn)行研究，篩選出了花魔芋根狀莖作為外植體材料及其愈傷誘導(dǎo)、不定芽的分化和生根的最佳配方，同時(shí)掌握了組培苗移栽的關(guān)鍵技術(shù)，形成了一套花魔芋根狀莖組培關(guān)鍵技術(shù)，為魔芋的種芋繁育提供參考。