花魔芋根狀莖組培配方優化研究

陳國愛

（安康市農業科學研究所，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用于食品工業中[1]。近年來，國際市場對魔芋的需求逐年增加，因此種植面積不斷擴大，用種量也不斷增加[2]。然而，傳統的魔芋繁育方法繁殖系數低且生長周期長，加之病害嚴重，尤其是軟腐病、白絹病等大面積流行，對種芋繁育帶來巨大風險。種芋嚴重匱乏已經成為制約魔芋產業發展的關鍵因素[3]。

植物組織培養技術可以利用少量的組織或器官作為外植體進行培養，并可在短時間內獲得大量的植株[4]。因此，建立魔芋組織培養快繁體系，不僅可以大批量繁殖種芋，解決魔芋種源不足的問題，還可生產無病毒的試管苗，在一定程度上緩解魔芋病害的發生。然而，現有的魔芋組培快繁技術還不是很成熟，且受到污染嚴重、誘導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象，開展魔芋組織培養快繁關鍵技術研究，以期建立魔芋組織培養快繁技術體系，解決目前種芋嚴重短缺的問題。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

安康當地花魔芋根狀莖（二齡魔芋的根狀莖）。

1.2 試驗方法

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基中培養。培養溫度為25 ℃，光照12 h，光強1 500 lx。

1.2.2 愈傷組織誘導

將魔芋外植體接入不同激素濃度配方（表1）的MS培養基（蔗糖30 g/L、瓊脂4.5 g/L，pH 5.8～6.0）中培養30 d，每個處理60瓶，每瓶接種1個外植體，統計愈傷組織誘導率和增重倍數。

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基（表2）中進行培養，30 d后統計芽分化率、出芽數以及增殖系數。

1.2.4 不定根形成

不定芽生根試驗設有培養基濃度和NAA濃度2個因素（表3），培養基濃度設為MS和1/2MS（大量元素減半），30 d后統計生根率、生根數以及根長。

1.3 指標分析

愈傷誘導率＝出愈外植體塊數÷接種總塊數×100%

增重倍數＝愈傷質量÷接種前外植體質量

不定芽分化率＝產生腋芽的外植體數÷接種外植體總數×100%

增殖系數＝每瓶有效芽數÷接種芽總數

2 結果與分析

2.1 不同激素濃度配比對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培養基中培養，接種10 d后在切口處均有瘤狀突起產生；20 d后愈傷組織開始增多，并布滿整個切面（圖1A）。進一步分析發現，不同激素濃度配比均能誘導出愈傷組織分化，然而，各處理之間愈傷組織的誘導率以及增重倍數存在差異。由表1可知，最適合花魔芋根狀莖愈傷組織分化的培養基配方為MS+1.0 mg/L 6-BA＋0.1 mg/L NAA，愈傷誘導率為90.0%，增重倍數為4.3。

2.2 不同激素濃度配比對花魔芋根狀莖不定芽分化的影響

選擇同一批生長旺盛、質地硬的愈傷組織進行不定芽分化試驗。將愈傷組織接種到不定芽分化培養基中，14 d后愈傷組織在原有基礎上出現膨大，并且出現芽點；21 d后可以明顯看到不定芽顏色呈綠色（圖1B）；30 d后統計各處理不定芽分化率、增殖系數等指標，結果發現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、有效芽數量以及長勢存在差異。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%，增殖系數為2.5。

2.3 不同培養基配方對花魔芋根狀莖不定芽生根的影響

將帶芽的愈傷組織轉接到生根培養基中，14 d后可觀察到根的生長點，21 d后根系明顯生長（圖1C、D），30 d后統計生根率、生根數等指標。結果發現，不同培養基配方均能誘導不定芽生根，然而生根率、生根數及根長存在差異。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%，平均生根數為21條。進一步分析發現，當NAA濃度一定時，1/2MS基礎培養基的生根效果明顯高于MS基礎培養基。此外，隨著NAA濃度的增加，生根率、生根數量呈現降低的趨勢。

表1 不同激素濃度配比對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花魔芋根狀莖不定芽分化的影響

表3 不同培養基對花魔芋根狀莖不定芽生根的影響

圖1 魔芋組織培養

3 討論與結論

在魔芋組織培養中，不同濃度激素配比對愈傷組織的誘導、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、不定芽分化以及生根的最佳配方。誘導花魔芋根狀莖愈傷分化的最佳培養基配方為MS＋1.0 mg/L 6-BA＋0.1 mg/L NAA，誘導率高達90.0%，增重倍數為4.3；誘導不定芽分化的最佳培養基配方為MS＋2.0 mg/L 6-BA＋0.5 mg/L NAA，分化率高達86.7%，增殖系數為2.5；誘導不定芽生根的培養基配方為1/2 MS＋1.0 mg/L NAA，生根率為80.0%，平均生根數為21條。已有研究表明，最適合魔芋愈傷組織誘導以及芽分化的培養基范圍為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，魔芋組織培養技術還存在一系列問題。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、不定芽的分化和生根的最佳配方，同時掌握了組培苗移栽的關鍵技術，形成了一套花魔芋根狀莖組培關鍵技術，為魔芋的種芋繁育提供參考。