广西金秀香芋无菌芽增殖的相关因子研究

韦鹏霄　蒋含笑　岑秀芬

摘要 [目的]探讨影响广西金秀香芋无菌芽增殖的相关因子。[方法]以广西金秀香芋无菌芽为材料，从不同基本培养基、不同生长素种类、不同6BA浓度、不同激素组合及不同蔗糖浓度等对广西金秀香芋无菌芽继代增殖进行比较。[结果]无菌芽继代增殖的适宜基本培养基为MS培养基，适宜的生长素为0.2 mg/L NAA，适宜的6BA浓度为4.0 mg/L，适宜的激素组合为0.2 mg/NAA+3.0 mg/L 6BA+0.5 mg/L PP333，最佳的蔗糖浓度为30 g/L。[结论]不同基本培养基、不同生长素种类、不同6BA浓度、不同激素组合及不同蔗糖浓度对广西金秀香芋无菌芽增殖的影响不同。

关键词 金秀香芋；无菌芽；芽增殖；相关因子

中图分类号 S504.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2015）15-032-03

Study on Correlation Factors for Sterile Buds Multiplication of Jinxiu Taro in Guangxi

WEI Pengxiao， JIANG Hanxiao， CEN Xiufen

（Agricultural College， Guangxi University， Nanning， Guangxi 530005）

Abstract [Objective] The purpose of this experiment is to investigate the correlation factors affecting the sterile buds multiplication of Jinxiu taro in Guangxi. [Method] The sterile buds of Jinxiu taro was used as the materials and the comparative experiment was carried on different basic mediums， auxin kinds， 6BA concentrations， hormones combinations and sugar concentrations. [Result] In the subculture multiplication of sterile buds， the suitable basic medium was MS medium， the auxin kind was 0.2 mg/L NAA， the 6BA concentration was 4.0 mg/L， the hormones combination was 0.2 mg/L NAA+0.3 mg/L 6BA +0.5 mg/L PP333 and the sugar concentration was 30 g/L. [Conclusion] The different basic mediums， auxin kinds， 6BA concentration， hormones combinations and sugar concentrations showed different effects on sterile buds multiplication of Jinxiu taro in Guangxi.

Key words Jinxiu taro； Sterile buds； Bud multiplication； Correlation factors

广西金秀香芋属天南星科芋属魁芋类型，是槟榔芋的一个优良品种，亦是金秀县农民种植的主要经济作物之一。其含有丰富的淀粉和多種维生素，既营养丰富，又香味浓郁，是饮食点心的上乘原料，球茎可食用也可入药；叶柄可作菜，也可作家畜饲料[1]，因而深受人们喜爱。

然而，由于长期利用球茎进行营养繁殖，栽培芋已普遍遭受病毒浸染。徐炯志等[2]研究表明，长期以球茎作为资源繁殖，难免品种退化，产量、品质变劣。目前芋病毒中分布最广、危害最大的是芋花叶病毒，感染此种病毒的植株生活力降低，球茎大小、数量和品质均下降，产量损失接近60%[3-7]。因此，利用离体快繁技术，研究影响金秀香芋无菌芽增殖的因子，以及如何快速大量获得金秀香芋无菌苗，对降低金秀香芋的种植成本和提高其品质具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

长势健壮的金秀香芋无菌芽。

1.2 试验设计

1.2.1 不同基本培养基比较试验。分别以MS、Miller和White为基本培养基，每个处理均添加3.0 mg/L 6BA+0.2 mg/L NAA+蔗糖30 g/L+琼脂和卡拉胶7.0 mg/L。

1.2.2 不同生长素的比较试验。以MS+3.0 mg/L 6BA+蔗糖30 g/L+琼脂和卡拉胶7.0 mg/L为基本继代培养基，分别添加0.2 mg/L NAA、0.2 mg/L IBA、0.2 mg/L IAA，共设3组处理。

1.2.3 不同6BA浓度比较试验。

以MS+0.2 mg/L NAA+蔗糖30 g/L+琼脂和卡拉胶7.0 mg/L为基本继代培养基，分别添加1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mg/L的6BA，共设5组处理。

1.2.4 不同激素组合比较试验。以MS+ 0.2 mg/L NAA+3.0 mg/L 6BA+蔗糖30 g/L+琼脂和卡拉胶7.0 mg/L为继代培养基，分别添加0.5 mg/L KT、TDZ、CPPU、PP333，共设4组处理。

1.2.5 不同蔗糖浓度比较试验。以MS+0.2 mg/L NAA+3.0 mg/L 6BA为基本继代培养基，分别添加10、20、30、40 g/L蔗糖，共设4组处理。

1.3 试验方法

以上试验每组处理接种30瓶，每瓶接10个芽，设3次重复。培养条件为温度（25±1）℃，光照强度1 500 lx，光照时间12 h/d。培养30 d后，观察统计试验数据，并用SPSS方差分析软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同基本培养基对广西金秀香芋无菌芽增殖的影响

从表1可以看出，MS基本培养基的芽增殖倍数最高，达3.10倍，Miller培养基处于中间水平，而改良White培养基芽增殖倍数最低，仅为2.00倍，3种基本培养基之间的差异达极显著水平。此外，MS培养基的芽长势最好，芽多且较粗

壮；Miller培养基的芽长势较好，相比MS基本培养基，芽数减少，芽较细；White培养基的继代效果最差，芽数最少且细弱。表明MS培养基适宜作为金秀香芋无菌芽增殖的基本培养基。

2.2 不同生长素对广西金秀香芋无菌芽增殖的影响

从表2可以看出，在6BA同等浓度（0.3 mg/L）的条件下，以NAA与6BA组合的芽增殖效果最好，芽增殖倍数为3.15倍；IBA组合的效果处于中间水平，IAA组合的效果最差。3种生长素与6BA组合的处理之间，其芽增殖倍数的差异均达极显著水平。3组生长素处理中，NAA处理组的芽长势最好，芽多而粗；相比NAA组，IBA组芽长势较好，但芽数减少，不够粗壮；IAA处理组的芽长势最差，且芽少而细弱。表明0.2 mg/L NAA为金秀香芋芽增殖较适宜的生长素。

2.3 不同6BA浓度对广西金秀香芋无菌芽增殖的影响

由表3可知，在一定6BA浓度范围（1.0～5.0 mg/L）内，金秀香芋的芽增殖倍数随6BA浓度的增加而呈升高趋势。当6BA浓度为5.0 mg/L时，芽增殖倍数最高，达4.09倍。在5个处理组中，4.0 mg/L 6BA组的芽增殖倍数较高，为3.46倍，且芽多而粗壮，叶色浓绿；1.0 mg/L 6BA 组芽略粗，但数量稀少，且长势差，叶色淡；2.0 mg/L 6BA组芽长势一般，但数量较多且粗壮，叶色较绿；3.0 mg/L 6BA组芽增殖倍数较2.0 mg/L 6BA高，芽数量多且壮，长势较好，叶色较绿；5.0 mg/L 6BA组，虽然芽增殖倍数最高，但芽细弱，叶片也卷曲，且有少量变异株。综合考虑，选择4.0 mg/L 6BA为金秀香芋无菌芽增殖的最适宜浓度。

2.4 不同激素组合对广西金秀香芋无菌芽增殖的影响

由表4可知，在MS+0.2 mg/L NAA+3.0 mg/L 6BA基础上，分别添加0.5 mg/L的 KT、TDZ、CPPU或PP333，均能有效地提高培养效率，但程度不同。添加TDZ处理组的芽长势最好，芽增殖倍数最高，达3.92倍；PP333处理组的芽增殖倍数也较高，为3.90倍。但在芽生长表现方面，TDZ组的芽细弱，而PP333处理组的芽粗壮，叶色较TDZ组浓绿，芽长势也较好。在芽增殖系数方面，4个处理组中，TDZ和PP333处理组无显著差异，但与KT、CPPU组差异显著，CPPU处理组相比KT、TDZ组，芽稍多、粗壮且长势好。综合芽增殖倍数和芽生长表现，以MS+0.2 mg/LNAA+3.0 mg/L 6BA+0.5 mg/L PP333为金秀香芋最适宜的激素组合。

2.5 不同浓度蔗糖对广西金秀香芋无菌芽增殖的影响

由表5可知，不同蔗糖浓度对金秀香芋无菌芽增殖的影响差异显著。30 g/L的蔗糖浓度处理效果最好，芽增殖倍数达3.09倍；其次是20 g/L的蔗糖浓度处理，再次为40 g/L蔗糖浓度，最差的是10 g/L的蔗糖浓度，芽增殖倍数仅为1.78倍。在4个处理组中，芽生长表现最好的是30 g/L蔗糖浓度处理，此组芽多，粗壮，芽长势最好且叶色浓绿。10 g/L蔗糖浓度处理效果最差，芽数量最少，且生长细小，长势差，叶色黄。20 g/L的蔗糖浓度相比10 g/L处理组，芽稍多且粗壮，芽长势较好，叶绿。40 g/L蔗糖浓度处理的芽数量少，长势差，叶色虽绿但叶片厚、微卷曲，且植株矮小。因此金秀香芋无菌芽增殖的最佳蔗糖浓度为30 g/L。

3 结论与讨论

大量研究证明，植物组织培养能否取得成功，基本培养基的选择十分重要。由于不种培养基具有不同的特点，所以，不同种类的植物和接种材料，应选择各自适宜的培养基。该试验发现，不同基本培养基对金秀香芋芽增殖存在一定的影响。MS培养基对金秀香芋芽增殖的效果最好，这可能是由于MS培养基具有丰富的无机盐，其不仅能够保证组织生长所需的矿物质，而且能加速芽的增殖生长。

在植物离体培养过程中，生长素种类和细胞分裂素浓度的筛选极为关键，它们对器官分化的调节作用具有重要意义。该试验结果表明，生长素NAA处理对金秀香芋芽增殖效果最好，芽长势好，多而粗壮，有效地保证了下一步继代的优势，为之后的生根壮苗奠定了良好基础。而IAA生长素处理，芽长势不好，芽数量少而细弱，不仅会影响下一代的继代生长，还会延长增殖继代的时间。该试验结果表明，生长素NAA与细胞分裂素6BA的组合有利于芽的增殖，这也验证了Rosemary等[8]的研究结果。选择适宜的生长素种类，对提高无菌芽增殖系数，缩短继代时间，保证继代材料质量具有重要作用。

6BA细胞分裂素浓度的差异，对金秀香芋芽增殖生长有显著影響。当6BA浓度过低（≤2.0 mg/L）时，芽增殖少，叶色淡，长势差；但6BA浓度过高（≥5.0 mg/L）时，芽虽多但细弱，且有叶片扭曲和变异株出现。因此，金秀香芋芽增殖生长的6BA适宜浓度为3.0～4.0 mg/L。黄光文[9]研究表明，在江永香芋的丛生芽诱导试验中，随着6BA浓度升高分化芽也随着升高，以3.0～4.0 mg/L处理最好，丛生芽生长正常，繁殖系数高。该试验结果与黄光文[9]研究相符。6BA浓度过高，抑制了物质的运输和调节，反而使芽细弱，抑制叶片的生长。高浓度的6BA还会引起体细胞在分裂过程中出现基因突变、染色体的丢失等现象。研究表明，高浓度的6BA可加大长期培养愈伤组织超倍性体细胞频率[10-11]。在组培继代增殖过程中，变异植株的出现，可能会影响组织培养物继代的遗传稳定性。但若这种变异是有利于作物遗传育种的，可对此进一步研究探索，以改良作物育种和丰富种质资源。

其他适宜外源激素的添加，不但对芽增殖有较好的效果，而且还能促进壮苗，使茎粗壮，叶色浓绿。该试验结果表明，添加0.5 mg/L PP333和0.5 mg/L TDZ均能有效地提高金秀香芋无菌芽增殖倍数，2种激素对芽增殖的效应系数相差不大，但添加PP333处理组与添加TDZ处理组比较，芽更粗壮，叶色更绿，芽长势也更好。在试验过程中还观察到，PP333处理组的芽长势虽好，但苗较矮，叶片较厚。这与刘东云等[12]研究结果相似，其研究表明，在培养基中添加不同含量的PP333明显促进山丹组培苗鳞茎的增大，可使植株矮小、茎粗、叶厚。因此，今后可进一步作不同浓度的PP333比较试验，从而筛选出更适合金秀香芋无菌芽增殖和生长的PP333浓度以及和其他激素的适宜组合。

糖作为一种重要的能源物质，在植物离体培养过程中是必不可少的。糖对组织形态发生有重要作用，同时，细胞内的渗透反应主要靠糖的调节[13]。对金秀香芋无菌芽增殖生长的试验结果表明，高浓度蔗糖（≥40 g/L）抑制了芽的增殖和生长，芽少且长势差，叶片厚而卷曲，这可能是因为培养系统的渗透压增加，阻碍了组织细胞对水分和营养物质的运输和吸收。而低浓度的蔗糖（≤10 g/L）却不能满足植株生长发育过程中所需的能源物质，影响有机物的合成，造成芽少且细小，叶色发黄。因此，金秀香芋无菌芽增殖和生长适宜的蔗糖浓度为30 g/L。

参考文献

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