外植體類(lèi)型及取材時(shí)期對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)效果的影響

楊芩　楊艷　楊?！〕趺漓o　雷敏　周德友

（凱里學(xué)院環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院，貴州凱里556000）

外植體類(lèi)型及取材時(shí)期對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)效果的影響

楊芩楊艷楊睿初美靜雷敏周德友

（凱里學(xué)院環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院，貴州凱里556000）

以花魔芋的頂芽、頂芽鱗片、側(cè)芽、皮上芽孢、塊莖作為外植體，研究不同類(lèi)型外植體和不同取材時(shí)期對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)效果的影響，以明確花魔芋組織培養(yǎng)的最佳外植體和取材時(shí)期。結(jié)果表明，不同外植體類(lèi)型對(duì)魔芋組織培養(yǎng)效果有顯著影響，頂芽的誘導(dǎo)率和出芽率顯著高于其他外植體，死亡率、褐化率與污染率均顯著低于塊莖與頂芽磷片，頂芽為花魔芋組織培養(yǎng)的最佳外植體。不同時(shí)期取材對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)效果亦有顯著的影響，冬季取材的頂芽與頂芽磷片的污染率和褐化率均顯著低于其他時(shí)期，膨大率和誘導(dǎo)率均顯著高于其他取材時(shí)期，冬季為花魔芋組織培養(yǎng)最佳取材時(shí)期。

魔芋；組織培養(yǎng)；外植體類(lèi)型；取材時(shí)期

魔芋（Amorphophallus）屬天南星科魔芋屬多年生草本植物，是重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，我國(guó)主要分布于長(zhǎng)江流域的湖北、云南、四川等地[1]，以花魔芋（Amor-phophallus rivieriDurieu）分布最廣，其廣泛用于食品、紡織印染、石油鉆探、制藥、日用化工等領(lǐng)域，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益[2]。近10年來(lái)，我國(guó)魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，同時(shí)也面臨諸多種植難題：如用種量大，自然繁殖率低，貯運(yùn)過(guò)程易感病腐爛，原種、種芋數(shù)量嚴(yán)重不足；病蟲(chóng)害嚴(yán)重，栽培品種少，品種退化；土壤改良工作缺乏，導(dǎo)致產(chǎn)量和品質(zhì)不佳等問(wèn)題[3-5]。組織培養(yǎng)繁殖快速，不受地理、時(shí)間的影響，并且可以復(fù)壯種源，是解決上述問(wèn)題的有效途徑，因此，開(kāi)展魔芋組織培養(yǎng)研究對(duì)魔芋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

外植體類(lèi)型對(duì)植物組織培養(yǎng)有著顯著的影響，但不同研究者對(duì)魔芋組織培養(yǎng)的最佳外植體研究結(jié)果不一致。陳華林研究認(rèn)為，幼葉是紅掌組織培養(yǎng)的最佳外植體[6-7]。顧玉成等對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)的最佳外置進(jìn)行了篩選，認(rèn)為頂芽為其組織培養(yǎng)的最佳外植體[9-10]。同時(shí)亦有研究表明，以側(cè)芽為外植體進(jìn)行魔芋組織培養(yǎng)也可以獲得較好的效果[11-13]。林茂等認(rèn)為，取材時(shí)間和光照強(qiáng)度與紅掌褐化程度密切相關(guān)，冬季為取材的最佳時(shí)間[14]。盡管如此，關(guān)于魔芋組織培養(yǎng)的研究仍缺乏系統(tǒng)性，不同外植體和不同取材時(shí)期對(duì)魔芋組織培養(yǎng)效果影響仍需要進(jìn)行進(jìn)一步系統(tǒng)研究。

本研究以塊莖、頂芽、側(cè)芽、頂芽鱗片、皮上芽孢為外植體，系統(tǒng)地比較和選擇花魔芋組織培養(yǎng)最佳外植體，并在此基礎(chǔ)上探討春、夏、秋、冬不同取材時(shí)期對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)效果的影響。研究結(jié)果將探明外植體類(lèi)型及取材時(shí)期對(duì)魔芋組織培養(yǎng)的影響，明確魔芋組織培養(yǎng)的最佳外植體及最佳取材時(shí)期，為建立魔芋組織培養(yǎng)快繁體系提供有力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)魔芋產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展具有重要的實(shí)踐意義。

表1　不同外植體類(lèi)型對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)效果的影響

表2　不同取材時(shí)期對(duì)組織培養(yǎng)效果的影響

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

以種植于凱里學(xué)院校內(nèi)試驗(yàn)基地內(nèi)生長(zhǎng)健壯、無(wú)病蟲(chóng)害且大小一致的2年生花魔芋作為試驗(yàn)材料。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1培養(yǎng)基。外植體接種培養(yǎng)基為MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5mg/L+瓊脂5g/L+蔗糖30g/L，pH值5.8。

1.2.2材料預(yù)處理?；в髩K莖從試驗(yàn)基地取出后，先洗凈表面泥土，然后放入肥皂水中沖洗5min，再用流水沖洗0.5～1h，將塊莖上的頂芽、鱗片、側(cè)芽、皮上芽孢切成1～2cm2小塊，自來(lái)水下沖洗30～40min。

1.2.3外植體消毒。將沖洗干凈的外植體放入超凈工作臺(tái)，先用75%酒精浸泡30s，無(wú)菌水清洗3次，每次3min。再用新潔爾滅溶液浸泡13 min，無(wú)菌水清洗3次，每次5min；然后用0.1%升汞溶液浸泡7min，并來(lái)回晃動(dòng)，無(wú)菌水清洗3次，每次5min，最后用過(guò)氧乙酸溶液浸泡3 min，無(wú)菌水清洗4次，每次5min。將處理好的材料放入裝有無(wú)菌水的培養(yǎng)瓶中備用。

1.2.4培養(yǎng)方法和培養(yǎng)條件。將處理后的外植體每種接種90瓶，每瓶1個(gè)外植體。培養(yǎng)溫度為25±2℃，光照強(qiáng)度為1500～2000Lx，光照時(shí)間為12h。

1.2.5外植體類(lèi)型對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)效果的影響。以頂芽、頂芽鱗片、側(cè)芽、皮上芽孢、塊莖作為外植體，考察外植體類(lèi)型對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)的影響。從培養(yǎng)的第3d開(kāi)始觀察記錄各處理的誘導(dǎo)率、死亡率、褐化率、污染率、出芽率、增殖系數(shù)的變化情況，直至培養(yǎng)第45d。

1.2.6取材時(shí)期對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)效果的影響。在1.2.5的基礎(chǔ)上，對(duì)效果較好的頂芽和頂芽鱗片開(kāi)展不同取材時(shí)期對(duì)組織培養(yǎng)效果的影響研究，即分別以春季、夏季、秋季和冬季取材的魔芋為外植體開(kāi)展比較試驗(yàn)，并按照1.2.5中的方法觀察記錄誘導(dǎo)率、褐化率、污染率、膨大率等情況。

1.2.7數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。采用SPSS統(tǒng)計(jì)軟件（SPSS 16.0）對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，處理間差異在5%的顯著度上進(jìn)行SNK檢驗(yàn)。

2　結(jié)果與分析

2.1外植體類(lèi)型對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)中死亡率、褐化率和污染率的影響

由表1可知，不同外植體類(lèi)型對(duì)花魔芋初代培養(yǎng)中外植體的死亡率、褐化率和污染率都有顯著影響。其中死亡率最高的是塊莖（12.22%），顯著高于其他外植體類(lèi)型，最低的為皮上芽孢的（1.11%），但與頂芽、側(cè)芽的死亡率差異不顯著。褐化率最高的為塊莖（7.78%），顯著高于其他外植體類(lèi)型，最低的為頂芽和皮上芽孢（2.22%），顯著低于側(cè)芽（4.44%）。污染率最高的為側(cè)芽（40.00%），顯著高于其他外植體類(lèi)型，最低的為頂芽（7.78%），頂芽鱗片和塊莖的污染率差異不顯著，分別為8.89%和10.00%。

2.2外植體類(lèi)型對(duì)花魔芋愈傷組織誘導(dǎo)及愈傷組織再分化效果的影響

由表1可知，外植體類(lèi)型對(duì)花魔芋愈傷組織誘導(dǎo)效果有顯著影響。培養(yǎng)至第45d，頂芽的愈傷組織誘導(dǎo)率最高（71.11%），皮上芽孢誘導(dǎo)率最低（10%），且不同外植體類(lèi)型間差異顯著。頂芽與頂芽鱗片形成愈傷組織的時(shí)間最早，為接種后15～18d，顏色多為淡綠色，少數(shù)為乳白色。側(cè)芽形成愈傷組織的時(shí)間較晚，為接種后25天左右，形成愈傷組織呈現(xiàn)淺綠色和粉紅色，而皮上芽孢出現(xiàn)愈傷組織時(shí)間與側(cè)芽很相近，為接種后25～27d，其顏色主要為淡綠色，且質(zhì)地松軟。塊莖形成愈傷組織時(shí)間最晚，為接種后的第28～35d，此時(shí)在塊莖的切面會(huì)觀察到乳白色和淺綠色相間形成一團(tuán)結(jié)構(gòu)緊密的愈傷組織。就增殖系數(shù)而言，側(cè)芽誘導(dǎo)的愈傷組織增殖系數(shù)最大，為5.56，顯著高于頂芽鱗片、皮上芽孢和塊莖，但與頂芽差異不顯著。同時(shí)，外植體類(lèi)型對(duì)愈傷組織再分化形成芽的出芽率亦有著顯著的影響。頂芽的出芽率最高，為63.33%，顯著高于其他外植體類(lèi)型。塊莖出芽率為0。

2.3取材時(shí)期對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)效果的影響

由表2中可知，相同外植體不同時(shí)期取材的污染率、褐化率、膨大率和誘導(dǎo)率差異顯著。不管是頂芽還是鱗片，夏季取材時(shí)污染率和褐化率都最高，而冬季取材膨大率和愈傷組織誘導(dǎo)率最高。

夏季取材時(shí)，頂芽污染率為49.75%，褐化率為6.25%，顯著高于冬季的污染率（7.78%）和褐化率（2.22%）。冬季取材時(shí)，頂芽的膨大率（82.23%）和愈傷組織誘導(dǎo)率（71.11%）均顯著高于其他季節(jié)取材。夏季取材的鱗片污染率和褐化率最高，分別為31.25%和16.50%，顯著高其他季節(jié)。冬季的膨大率和愈傷組織誘導(dǎo)率分別為73.23%和54.44%，顯著高于春季、秋季和夏季。由此可見(jiàn)，冬季為花魔芋組織培養(yǎng)最佳取材時(shí)期。

3　結(jié)論

本研究結(jié)果表明，頂芽污染率低，愈傷組織誘導(dǎo)增殖系數(shù)高，再分化出芽率高，是組織培養(yǎng)首選的外植體，其次是頂芽鱗片、皮上芽孢和側(cè)芽。塊莖由于死亡率和褐化率高，嚴(yán)重影響愈傷組織的形成，并且塊莖誘導(dǎo)的愈傷組織很難再分化形成芽，因此，塊莖不宜選作花魔芋組織培養(yǎng)的外植體。同時(shí)，取材季節(jié)對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)也有明顯的影響，冬季取材時(shí)花魔芋頂芽的誘導(dǎo)率顯著高于春季、秋季和夏季取材，同時(shí)冬季取材時(shí)污染率和褐化率均顯著低于其他季節(jié)，因而冬季是花魔芋組織培養(yǎng)的最佳外植體取材時(shí)期。

1楊代明，劉佩瑛.中國(guó)魔芋種植區(qū)劃[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2011（12）

2劉貴周，謝慶華，趙慶云，等.魔芋組織培養(yǎng)技術(shù)研究進(jìn)展．中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013（5）

3謝慶華，張?jiān)品?，?yán)勝柒，等.不同外植體誘導(dǎo)魔芋微球莖的比較研究[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012（13）

4胡選萍.不同因素對(duì)魔芋愈傷組織誘導(dǎo)及增殖分化的影響[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（2）

5吝祥根.花魔芋組織培養(yǎng)快繁體系的建立及其分化機(jī)理的研究[D]．雅安：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012

6黃群聲.TDZ和CPPU對(duì)紅掌快速繁殖的影響[J].亞熱帶植物科學(xué)，2010（3）

7陳華林.不同培養(yǎng)條件和外植體處理對(duì)紅掌品種組培效果的影響[J].南園藝，2003（3）

8林茂，王華新，唐遒冥，等.紅掌組織培養(yǎng)研究進(jìn)展[J].北方園藝，2012（24）

9顧玉成，吳金平，萬(wàn)進(jìn)，等.魔芋不同外植體誘導(dǎo)比較試驗(yàn)[J].中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014（13）

10陳葳.魔芋種植利用與加工技術(shù)[D]．福州：福建農(nóng)林大學(xué)，2013

11顧玉成，吳金平，萬(wàn)進(jìn)，等.魔芋不同外植體愈傷組織形成的初步研究[A].湖北省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì).第三屆湖北湖南植保農(nóng)藥學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C].湖北省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)，2014（13）

12劉榮鵬，龍應(yīng)霞，劉洋，等.貴州花魔芋的組織培養(yǎng)及植株再生體系[J]．貴州農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（7）

13李香，王瑞，劉建華，等.魔芋不同外植體離體誘導(dǎo)愈傷組織研究[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（4）

14盧麗紅，付洪冰.花魔芋側(cè)芽增殖及誘導(dǎo)愈傷研究[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（2）

（責(zé)任編輯荷初）

Effect of Explant Types and Sampling Season on the Tissue Culture of Amorphophallus konjac

To elucidate the effect of explant types and sampling period on the tissue culture on Amorphophallus,to determine the optimal explants andoptimumdurationof sampling,it was usedas materials that theterminal bud,budscales of terminal bud,lateral bud, spore and tubers.The results showed that the shoot inductivity and germination rate of terminal bud were significantly higher than bud scales of terminal bud,lateral bud,sporeandtubers,meanwhile,themortality rate,browning rateandcontaminationrateweresignificantly lower thanbudscales of terminal budandtubers,theaforementionedresults showedthat theterminal budis thebest explant for thetissue culture of Amorphophallus.Furthermore,there was significant effects of sampling period on the tissue culture of Amorphophallus,the browning rateandcontaminationrateof winter weresignificantly lower thanother times,meanwhile,theshoot inductivity and germination rateofwinterweresignificantly higherthanothertimes,the aforementionedresultssuggestedthatthewinteristhebestsamplingperiodfor thetissuecultureofAmorphophallus.

Amorphophallus；tissueculture；explanttypes；samplingperiod

貴州省教育廳2014年省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目：魔芋組織培養(yǎng)與快繁關(guān)鍵技術(shù)研究（201410669003）；園藝學(xué)省級(jí)重點(diǎn)支持學(xué)科（黔學(xué)位合字ZDXK[2014]28號(hào)）。

楊芩，男，博士，教授，主要從事園藝植物生長(zhǎng)發(fā)育系統(tǒng)調(diào)控與生態(tài)高效栽培技術(shù)研究。