不同激素對雜交魔芋愈傷誘導及植株再生的影響

蔡陽光++張文慧++陳國愛++郭邦利

摘 要 以雜交魔芋球莖為外植體，以添加不同種類和濃度的生長素及細胞分裂素的MS為培養基，研究不同濃度激素配比對魔芋愈傷組織誘導形成、增殖、分化以及植株再生等的影響。結果表明：6-BA濃度在3.0 mg/L時，對魔芋愈傷組織的誘導率最高，達到90%；6-BA與NAA配合使用時，有利于提高愈傷組織分化率，6-BA濃度在0.5～1.0 mg/L、NAA濃度在0.1～0.5 mg/L時，成苗率均較高，其中6-BA濃度在1.0 mg/L、NAA濃度在0.1 mg/L時，愈傷分化率最高，達到84.4%，成苗率達到253%；NAA濃度在0.2～0.5 mg/L時，生根率最高，達到247%。綜合以上不同濃度及激素配比的作用效果，認為適合雜交魔芋麻桿球莖植株再生的最適愈傷誘導培養基是MS+6-BA 3.0 mg/L；最適愈傷分化及芽分化培養基是MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L；最適生根培養基是1/2 MS+NAA 0.2～0.5 mg/L。

關鍵詞 雜交魔芋 ；球莖 ；組織培養 ；激素

中圖分類號 S632.3 文獻標識碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.10.001

Effect of Different Hormones on Callus Induction and

Plant Regeneration of Hybrid Amorphophallus konjac

CAI Yangguang ZHANG Wenhui CHEN Guoai GUO Bangli

（Ankang Institute of Agricultural Science in Shanxi Province， Ankang Shanxi 725000）

Abstract Corms of hybrid Amorphophallus konjac were used as explants and cultured in the MS medium at presence of different concentrations of hormones （auxin and cytokinin） to observe the effect of different combinations of hormones on callus formation， proliferation， differentiation and plantlet regeneration of the hybrid konjac. The results showed that the hybrid konjac had a calli inducing rate of 90%， the highest， when cultured in the medium supplemented with 6-BA at a concentration of 3.0 mg/L， and the shoot formation rate was higher when the concentrations of 6-BA and NAA were at the range of 0.5～1.0 mg/L and 0.1～0.5 mg/L， respectively； when the concentrations of 6-BA and NAA were 1.0 mg/L and 0.1 mg/L， respectively， the callus differentiation rate was 84.4%， the highest， and the shoot formation rate was upto 253%； when the NAA concentration was 0.2～0.5 mg/L， the rate of rooting was the highest （247%）. The results showed that MS+6-BA 3.0 mg/L was the best medium for callus induction， that MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L was the best medium for callus and shoot differentiation， and that 1/2 MS+NAA 0.2～0.5 mg/L was the best medium for rooting.

Keywords hybrid Amorphophallus konjac ； corm； tissue culture ； hormone

魔芋為天南星科魔芋屬多年生草本植物，生產推廣上主要是利用芋鞭及球莖進行無性繁殖，其繁殖系數較低，相比于白魔芋，各地主栽品種花魔芋的繁殖系數更低，一般只能產生4～6條根狀莖；加上用種需求量大及各品系世代不純等原因，使得新品種的擴繁和迅速推廣受到了很大的限制。近幾年，利用組培快繁技術使得利用根狀莖和球莖進行快速.繁殖成為可能，大大縮短了繁殖時間，很大程度上解決了種芋繁殖系數低、種源不足等的問題。針對魔芋組培技術的研究有很多，如利用魔芋的芽、球莖及芋鞭等作為繁殖材料以及不同地區采用當地的主栽或優勢品種作為繁殖材料進行擴繁[1-4]；利用不同種類及濃度的激素對魔芋進行誘導[5-6]；對魔芋組培過程中出現的玻璃化及褐化現象進行研究[7-10]；利用誘變等生物技術對白魔芋或花魔芋在組培過程中進行誘變[11-12]。但因為地域氣候環境及品種的不同，以及組培過程中存在的褐化、分化慢及內源污染等問題，導致不同的研究者所得到的結果也存在著一定的差異，只能作為一種參考，而實驗的可重復性不強。故本實驗利用自選雜交品種麻桿的球莖作外植體，在已有的雜交品種黑桿及綠桿研究的基礎上，以及綜合對不同激素種類及濃度的初步篩選，選用不同種類和濃度的6-BA及NAA作為誘導激素，以期篩選到適合本地麻桿球莖愈傷增殖、分化及植株再生等各個階段的最適激素配比及濃度，為后期雜交麻桿品種的規模化種芋繁育提供實驗依據。endprint

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用安康市農科所自選雜交品種麻桿14-01球莖。

1.2 方法

1.2.1 魔芋愈傷組織的誘導

球莖用自來水沖洗干凈后晾干，在超凈臺上在進行消毒。首先在75%酒精中浸泡30 s，無菌水沖洗3次；然后轉入0.1% HgCl2中進行表.面消毒15 min，用無菌水沖洗3次，切成約1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的小塊，接于愈傷組織誘導培養基上（MS基本培養基附加不同濃度的6-BA，pH值5.8～6.0，蔗糖濃度30 g/L，瓊脂4.2 g/L，每瓶培養基容量為60 mL）。每處理接種30瓶，每瓶1個外植體，共3個重復。于25℃室溫的培養室中進行暗培養30 d后，不切割轉接到相同的新鮮培養基上繼代增殖。30 d后，統計愈傷誘導情況（愈傷誘導率%=形成愈傷的外植體數/接入的外植體數）。

1.2.2 魔芋愈傷分化及芽分化的誘導

挑選同一濃度下長勢良好且質地均勻的愈傷組織，切成約1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的小塊，接于芽分化誘導培養基上（MS培養基添加不同濃度配比的6-BA和NAA，pH值5.8～6.0，蔗糖濃度30 g/L，瓊脂4.2 g/L，每瓶培養基容量為60 ml）。每個處理接種75瓶，每瓶接種外植體1個，3個重復。培養溫度（25±2）℃，光照時間12 h，光照強度1 500～2 000 lx。一個月后，統計芽分化情況，兩個月后統計成苗情況（以幼苗露出芽鞘2 cm為準；愈傷組織分化率%=分化的愈傷數/接入的愈傷數，芽分化率%=分化的芽數/接入的愈傷數）。

1.2.3 魔芋組培苗的生根誘導

挑選生長良好的幼苗，不切割轉接于生根培養基上（1/2 MS基本培養基添附加不同濃度的NAA，pH值5.8～6.0，蔗糖濃度20 g/L，瓊脂4.2 g/L，每瓶培養基容量為60 ml）。每處理接種30瓶，每瓶1個外植體，共3個重復。培養溫度（25±2）℃，光照時間12 h，光照強度1 500～2 000 lx。一個月后，統計幼苗生根情況（生根率%=生根的幼苗數/接入幼苗數）。

2 結果與分析

2.1 6-BA對魔芋形成愈傷組織的影響

由圖1、2可知，6-BA濃度在3.0 mg/L時愈傷誘導率最大達到90%，除2.0 mg/L處理外，與其他組之間差異均達到顯著；6-BA濃度在4 mg/L時愈傷誘導率最低，且均與其他處理之間差異顯著；而6-BA濃度在0.5～2.0 mg/L時，愈傷誘導率差異并不顯著。由此說明6-BA濃度較低（<2.0 mg/L）時，愈傷的形成不會隨著6-BA濃度的增加而增加，當6-BA濃度達到一定濃度（2.0 mg/L）時，愈傷誘導率顯著上升，但超過這一濃度范圍，愈傷誘導率則又會顯著下降。綜上所述，當6-BA濃度在3.0 mg/L時，魔芋愈傷誘導率最高。

2.2 不同濃度激素配比對魔芋愈傷分化及芽分化的影響

2.2.1 不同濃度激素配比對魔芋愈傷分化的影響

由表1、圖3可知，6-BA濃度為1.0 mg/L時，愈傷分化率均較高，其中NAA濃度在0.1 mg/L時，分化率最高，達到84.4%，NAA濃度在0.2～0.5 mg/L時，差異不顯著；當6-BA濃度在0.5 mg/L及1.5～3.0 mg/L時，愈傷分化率均較1.0 mg/L處理低，且差異顯著。當6-BA濃度在0.5 mg/L時，0.5 mg/L NAA處理獲得的魔芋愈傷分化率較高，且與其他組差異顯著。說明，當6-BA濃度較低時，適當補充一定濃度的NAA，對愈傷分化能起到很好的促進作用；而當6-BA濃度超過一定濃度范圍（1.0 mg/L），NAA濃度變化對魔芋愈傷組織分化無顯著影響。綜上所述，1.0 mg/L 6-BA+0.1～0.5 mg/L NAA處理為魔芋愈傷分化誘導的最佳組合。

2.2.2 不同濃度激素配比對魔芋芽分化的影響

由表1、圖4可知，6-BA濃度在0.5～1.0 mg/L時，芽分化率均較高，且除0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA處理外，均與其他處理組之間差異顯著，而6-BA濃度在1.0 mg/L時的芽分化誘導率又較0.5 mg/L時更高；其中1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA處理組合下魔芋芽分化率最高，達到253%，與所有處理組合之間差異均達到顯著；而6-BA濃度在1.5～3.0 mg/L時，芽分化率均較低，且各組之間差異不顯著。此結果說明，當6-BA濃度較低時，適當增加NAA的濃度，對芽分化誘導能起到很好的促進作用；當6-BA濃度過大（>1.0 mg/L）時，NAA濃度變化對魔芋芽分化誘導無顯著影響。綜上所述，6-BA濃度在0.5～1.0 mg/L，NAA濃度在0.1～0.5 mg/L時，魔芋芽分化率較高。

2.3 NAA對魔芋組培苗生根誘導的影響

由圖5、6可知，NAA濃度在0.2～0.5 mg/L時，魔芋組培苗的生根率最高，達到247%以上，與其他組之間差異顯著；在0.1 mg/L與1.0 mg/L時的生根率差異不顯著；1.5 mg/L時的生根率最低，為138%，且與其他組之間差異顯著。說明NAA濃度較低（<0.5 mg/L）時，隨著NAA濃度的增加，魔芋組培苗的生根率逐漸上升，但超過這一濃度范圍時，魔芋組培苗的生根率則會顯著下降。綜上所述，NAA濃度在0.2～0.5 mg/L時，魔芋組培苗的生根率最高。

3 討論與結論

3.1 不同濃度激素配比對誘導愈傷增殖及分化的影響

植物的生長發育主要是在不同種類激素的相互調控作用下發生的，其中生長素及細胞分裂素對離體植物組織或器官的調控作用表現得尤為明顯，研究表明其對植物離體培養中的細胞分化和形態發生具有明顯的調控作用[13]，尤其是兩類激素的平衡對于誘導原基的形成非常重要[14-15]。一般認為，細胞分裂素/生長素比例較高時，有利于芽的分化，比例較低時則有利于根的分化[16]。徐小燕等[17]研究表明，6-BA濃度為1.5 mg/L，NAA濃度在0.1～0.2 mg/L時，有利于愈傷組織的誘導、增殖；而當6-BA濃度為2.0 mg/L時，則有利于芽的分化。黃丹楓等[18]研究表明，魔芋球莖中生長素含量很低，若在培養基中添加0.1～1.0 mg/L的NAA，與6-BA配合使用，對愈傷的誘導及增殖具有較好的促進作用，但較高濃度對于出苗速度有一定的影響。秦廷豪等[19]研究發現，細胞分裂素與生長素濃度接近時，有利于愈傷組織的誘導，6-BA濃度為1.5～2.0 mg/L、NAA的濃度為0.1～0.5 mg/L時，則有利于芽的分化及植株再生，且在愈傷誘導階段兩者比值宜小。孫繼華等[20]研究表明，不同濃度配比對愈傷的誘導以及芽和根的分化有較大的影響，其中0.5 mg/L 6-BA和0.5 mg/L NAA為誘導愈傷組織的最佳組合；1.5 mg/L 6-BA和0.5 mg/L NAA為誘導芽分化的最佳組合；0.5 mg/L NAA和1.0 mg/L 6-BA為誘導生根的最佳激素組合。endprint

本實驗中，適合魔芋球莖愈傷組織誘導和增殖的6-BA濃度為3.0 mg/L，在此基礎上添加0.1～0.5 mg/L NAA對芽誘導分化效果較好，添加0.2～0.5 mg/L NAA對魔芋生根誘導效果較好，這與上述秦廷豪等的研究結果較一致。從而表明激素種類或激素濃度的不同都會對相同或者不同外植體愈傷的增殖及分化產生很大的影響。在一定的濃度范圍內，細胞分裂素與生長素兩者濃度相接近，則有利于愈傷的分化；二者配比越小，越利于芽的分化；兩者配比越大，越利于根的分化。

3.2 不同濃度激素對組培苗根誘導分化與生長的影響

董文堯等[21]研究發現，將魔芋分化的叢生苗切成單株轉接到生根培養基中，當NAA濃度在0～0.5 mg/L范圍內時，均能誘導生根，更進一步研究對比后發現，當NAA濃度為0.3～0.5 mg/L時，生根率最高，且在相同濃度6-BA處理下，適當提高NAA的濃度有利于根的形成。Hu等[22]用不同的植物激素及不同配比濃度（6-BA和NAA或KT）并進行組合實驗，結果表明，這些激素的組合產生球狀莖結構，進一步培養能誘導產生芽和根，且最適誘導激素比為（細胞分裂素和生長素比值）4∶1。王玲等[23]的研究發現，若不再單獨配制生根培養基，而是將誘導分化的芽繼續轉接到芽分化誘導培養基上，會使愈傷增殖、再分化及不定芽壯苗生根同時進行。本實驗采用常規方法，發現NAA濃度在0.2～0.5 mg/L時，對誘導魔芋組培苗生根效果較好，這與董文堯等研究較一致，表明NAA在一定濃度范圍內對生根有促進作用，超過這一濃度范圍，則會出現抑制現象。

參考文獻

[1] 蘇承剛，張興國，張盛林. 桂平魔芋組織培養研究[J]. 西南農業大學，1999， 8（1）：76-80.

[2] 盧麗紅，付洪冰. 花魔芋側芽增殖及誘導愈傷研究[J]. 陜西農業科學，2014（12）： 43-45.

[3] 周 濤. “楚魔花1號”組培快繁體系的建立[D]. 四川農業大學，2016.

[4] 王自布，杞文瑞，梁 慧，等. 魔芋不同外植體組培快繁及其再生體系的研究[J].分子植物育種，2016（03）：699-703.

[5] 楊 睿，初美靜，雷 敏，等. 不同外植體與激素組合對花魔芋組織培養效果的影響[J]. 現代園藝，2015（22）：5-7.

[6] 朱 玲，郭雄輝，胡選萍. 魔芋愈傷誘導的多因子正交試驗[J]. 湖北農業科學，2016（13）：3 479-3 481.

[7] 柳 俊，謝 從，余展深. 魔芋離體繁殖研究[J]. 華中農業大學學報，2001，23（3）：228-229.

[8] 林 蓉，謝春梅，謝世清. 優質魔芋組培快繁技術研究進展[J]. 中國農學通報，2005（01）：153-155.

[9] 宋志紅，吳金平，曾祥國，等. 魔芋組織培養快繁技術研究進展[J]. 安徽農學通報，2008（20）：57-59.

[10] 崔繼梅，梁艷麗，謝世清. 魔芋組培快繁中常見的幾個問題及對策[J]. 云南農業大學學報，2008（01）：96-98.

[11] 劉好霞，高啟國，夏永久，等. 白魔芋多倍體誘導研究初報[J]. 中國農學通報，2006（11）：83-85.

[12] 胡建斌，柳 俊. 魔芋屬植物組織培養與遺傳轉化研究進展[J]. 植物學通報，2008（01）：14-19.

[13] 呂冬霞，曲長福. 植物生長調節劑對愈傷組織培養的影響[J]. 北方園藝，2004（5）：68.

[14] 朱青松，梅康鳳，王沙生. 外源生長索對煙草髓愈傷組織分化和內源IAA含量的影響[J]. 北京林業大學學報，1999，12（1）：22-25.

[15] 熊國勝，李家洋. 植物激素調控研究進展[J]. 科學通報，2009，54（18）：2718- 2723.

[16] 崔德才，徐培文. 植物組織培養與工廠化育苗[M]. 北京： 化學工業出版社，2003：27-30.

[17] 徐小燕，湯萬香，楊文治. 激素對魔芋球莖愈傷組織誘導和植株再生的影響[J]. 現代農業科技，2014，22：67-68

[18] 黃丹楓，陸文初. 細胞分裂素與魔芋組織培養器官發生研究[J]. 西南農業大學學報，1993，15（6）：522-526.

[19] 秦廷豪，李曉梅，張 軍，等. 花魔芋離體再生體系的建立[J]. 湖北農業科學，2015，54（23）：6 054-6 058.

[20] 孫繼華，楊 超，劉菊華，等. 魔芋高效再生體系的建立與優化[J]. 熱帶作物學報，2012，33（1）：84-88.

[21] 董立堯，武淑文，高同春，等. 千金子發生特點與危害及其防除研究進展[J]. 中國農學通報，2003（1）：55-61.

[22] Hu J B， Gao X X， . Liu J， et al. Plant regeneration from petiole callus of Amorphophallus albus andendprint