激素對雜交魔芋不定芽分化的影響

蔡陽光 劉次鵬 楊涼花

(陜西省安康市魔芋產業研究院，陜西 安康 725021) (陜西省安康市農業科學研究所，陜西 安康 725021) (陜西省安康市魔芋產業研究院，陜西 安康 725021;陜西省安康市農業科學研究所，陜西 安康 725021)

魔芋(Amorphophalluskonjac)屬于天南星科魔芋屬多年生草本植物[1]。除了通過有性雜交獲得實生種子進行繁育以外，無性繁殖是其最重要的繁育途徑。其中組織培養技術又是重中之重，它不僅可以對珍稀品種進行保種，還可在短時間內使得新品種及優良單株等得以快速擴繁[2]。前人針對花魔芋、白魔芋及其他品種魔芋的組培研究很多，利用的外植體包括魔芋的葉、球莖、根狀莖、頂芽、葉柄、花藥以及實生種子等。如陳永剛等[3]研究發現，花魔芋經過5次繼代培養后的愈傷組織出芽數最多，平均達到了3個，芽分化率達到了73.3%；且隨著增殖繼代次數的增加，愈傷組織芽分化率逐漸提高，平均每塊愈傷組織的出芽數也逐漸增多，但這種差異有逐漸縮小的趨勢。陳國愛[4]在對花魔芋根狀莖組培中發現，誘導不定芽分化的最佳培養基配方為MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.5mg/L，分化率高達86.7%，增殖系數為2.5。段龍飛等[5]以花魔芋實生種子為外植體，比較不同激素濃度配比對愈傷誘導、芽分化的影響，發現不定芽分化配方為MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 0.5mg/L，分化率高達100%，增殖系數為4.6。孫枝柳等[6]用魔芋苞片進行組織培養發現，MS+6-BA 3.0mg/L+NAA 1.0mg/L為魔芋苞片愈傷組織誘導最優組合，愈傷組織誘導率達到72.67%。在對紅魔芋進行組培的過程中發現，誘導紅魔芋塊莖不定芽分化的最適培養基是MS+6-BA 2.0mg/L+NAA 1.0mg/L[7]。潘登浪等[8]以海南本地野生疣柄魔芋球莖頂芽為外植體，采用MS+6-BA 3.0mg/L+NAA 0.1mg/L+蔗糖30g/L+瓊脂7g/L培養基，較有利于從頂芽基部直接誘導出叢芽，且增殖系數較高，達4.37。如上所述的研究還有很多，在一定程度上為后來的研究者提供了較好的研究基礎，在對品種擴繁以及珍稀品種的保種等工作上前人也取得了較大的成就。但因為地域、品種以及其他主客觀因素的影響，筆者在借鑒前人的研究成果對選育的雜交魔芋后代優良單株進行組培擴繁的過程中發現，在愈傷組織分化成芽這一階段，分化出芽的速度、分化的效果以及分化的芽數均不理想，很大程度上影響了整個擴繁的進度。因此，本研究通過設計正交試驗，重新探討適合雜交魔芋ZH品系的最佳激素組合，以加快這一階段的分化速度及分化效果，為雜交魔芋后代優良單株及新品種的快速擴繁提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

采用陜西省安康市農業科學研究所自選雜交魔芋ZH優良單株球莖分化的愈傷組織，篩選細胞分裂快、結構疏松、顏色淺而透明的愈傷作為試驗材料。

1.2 培養基

采用MS基本培養基+蔗糖20g/L+瓊脂4.2g/L+植物激素，在121℃、0.1MPa條件下高壓滅菌30min，pH5.8，滅菌后將培養基分裝于培養瓶中，每瓶裝培養基50～60mL。

表1 正交試驗因素與水平表 mg/L

1.3 正交試驗設計

按3因素3水平設計正交試驗，如表1所示。

1.4 試驗方法

挑選生長良好、一致且質地均勻的同一批愈傷組織，于超凈臺上將所選愈傷組織平均切成1cm3的小塊，然后轉接于芽分化誘導培養基上。每個處理接種30瓶，每瓶接種1個，共3個重復。于25℃溫室下進行培養，光照強度1500～2000lx，光照時間為每天12h，1個月后統計不定芽分化數量，并計算不定芽分化率。其中不定芽分化率=(分化的愈傷數/接種的愈傷數)×100%，分化的芽數即3個重復中所分化芽數的平均數。

1.5 數據處理

利用Excel 2003與SPSS 13.0軟件進行數據整理與統計分析。

2 結果與分析

表2 正交試驗結果

表2為正交試驗各處理的不定芽分化數量及分化率統計結果。

2.1 激素處理對不定芽分化率的影響

由表3可以看出，添加6-BA、NAA及KT均對不定芽分化率產生了顯著性影響。由表4可知，按因素列來看，A3、B2、C2分別是各因素中影響最大的水平；由極值R可知，3個因素間存在主次關系，表現為A>C>B；所以，誘導不定芽分化的最優組合為A3B2C2。

2.2 激素處理對芽分化數的影響

由表5可知，添加6-BA、KT對不定芽分化數產生了顯著性影響，而NAA對試驗結果影響不顯著。從表6中的因素列來看，A3、B3、C2分別是各因素中影響最大的水平，且由極值R可知，3個因素間存在主次關系，表現為A>C>B。所以，對誘導芽分化數最優的組合為A3B3C2，但考慮到NAA對試驗結果影響不顯著，因此從經濟角度考慮，誘導芽分化數的最優組合為A3B1C2。

表3 不定芽分化率方差分析

表4 不定芽分化率統計

注：K1、K2、K3表示各因素水平下的和，k1、k2、k3表示各因素水平下的平均數，R為極值。表6同。

表5 芽分化數方差分析

表6 芽分化數統計

3 討論與結論

利用組織培養的方法對花魔芋及白魔芋等進行擴繁，已進行了很多年，取得了很多的研究成果，也基本上解決了花魔芋及白魔芋等在組織培養過程中出現的一系列問題。但雜交魔芋在芽分化及成苗這一階段，出現了芽分化慢、分化不一致及分化的芽數少等問題，這在很大程度上制約了雜交魔芋擴繁及后期研究工作的進展。現有的一些研究提供了一定的解決方案，但也存在一定程度上的差異。如胡建斌[9]研究發現，中等濃度(1.0～2.0 mg/L)的細胞分裂素(BA、KT、ZT和TDZ)與低濃度(0.1～1.0mg/L)的NAA配合均能促使Ⅲ型愈傷組織再生植株。

劉貴周等[10]也發現，2.0mg/L BA+1.0mg/L IAA為不定芽分化的最適培養基，在不定芽誘導和生長上，BA與IAA的組合較與NAA的組合好。而以魔芋新品種“楚魔花1號”為研究對象，以塊莖為外植體，發現不定芽誘導的最適培養基為MS+0.01mg/L NAA+2.0mg/L 6-BA,誘導率為96.15%[11]。筆者發現，針對花魔芋愈傷誘導及芽分化的研究結果，雖存在一定的差異，但總體表現為誘導愈傷增殖的激素配比為1～3mg/L6-BA(KT)+0.1～1.0mg/LNAA(IAA)，這為花魔芋的組織培養擴繁提供了有力的試驗數據支撐。再以西盟魔芋芽鞘為外植體，發現不同濃度激素配比適宜芽分化和增殖的培養基為MS+6-BA 1.2 mg/L+NAA 0.2mg/L[12]。黃遠新等[13]以不同類型的白魔芋Md和Ms與花魔芋CMH和CCDY這4種材料的塊莖為外植體，發現適合不定芽分化及快繁的培養基激素配比，花魔芋為6-BA1.0mg/L+NAA0.5mg/L，白魔芋為6-BA2.0mg/L+NAA0.5mg/L。黃丹楓等[14]研究結果表明，魔芋愈傷組織的不定芽發生對培養基中CTK種類有很強的選擇性，適宜的分化培養基為MS+NAA0.5mg/L+6-BA2.0～4.0mg/L。 筆者發現不同地域、不同品種的魔芋對培養基中激素的要求存在較大的差異，最普遍使用的為6-BA1.0～4.0mg/L+NAA0.1～1.0mg/L。魯紅學等[15]研究認為愈傷組織芽分化最適培養基是MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.5mg/L+KT2.0mg/L,分化率為73.81%，該研究結果與本研究存在一定的差異，這可能與所使用的品種及地域等因素的差異有關。綜上所述，前人對不同魔芋的組織培養均做了大量研究，結果雖存在一定程度的差異，但總體在一個范圍內浮動，這為后來者的研究提供了充分的數據基礎。本研究在前人的基礎上，綜合不同激素配比的作用設計正交試驗，促進了雜交魔芋愈傷及芽的分化，取得了較好的結果。

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