甘薯根倒置离体培养再生植株

黄萍+马朝宏+颜谦

摘 要：以6个甘薯品种的根为外植体，研究了平铺和倒置培养对根分化成苗的影响。结果表明，粗根较细根易分化芽；根的倒置放置比平铺培养更利于芽的诱导，最高诱芽率达100%，平均诱芽率50%以上，较平铺放置方式诱芽率高出13.9个百分点。同时，倒置放置平均成芽数7个，而平铺培养只有3个。

关键词：甘薯；离体培养；再生

中图分类号：S531 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.10.002

Abstract：The root of 6 sweet-potato cultivars was used as explants to explore the influence of different culture methods， including tile culture and inversion culture. The results showed that the coarse root was easy to regenerate buds； The inversion culture of root was found to be beneficial to the bud differentiation. Its highest rate and the average rate of bud differentiation were 100% and 50% respectively. The average bud differentiation rate of the inversion culture was 13.9 percent higher than the tile culture. At the same time， the average buds number in different culture methods were 7 and 3 respectively.

Key words：sweet potato；in vitro culture；regeneration

甘薯属旋花科、甘薯属、甘薯种，是重要的粮食作物和食品加工业原料，营养价值丰富[2]。目前，甘薯离体植株再生主要通过体细胞胚胎发生的途径实现，这个过程对基因型依赖很强，并且较复杂、耗时[1-4]。因此，探索其它途径快速有效地进行甘薯植株再生非常必要。其次，因甘薯是异源六倍体作物，遗传背景较为复杂，由常规育种技术引入一些质量性状基因的可能性小，效果也欠佳。而转基因技术实现了对甘薯的遗传转化，并取得了一定的进展，但还有许多亟待解决的问题，最为突出的是转化体只长根不长芽，致使遗传转化率低，获得的转基因植株数量有限[5]。本文通过对甘薯离体培养不定根诱导芽的研究，寻求到了一种方便快捷地获取甘薯芽的方法，该芽可用于无性繁殖获得大量试管苗植株。同时该研究也为甘薯的遗传转化避免复杂的组织培养程序提供了捷径。

1 材料和方法

1.1 试验材料

本试验材料是贵州省马铃薯研究所保存的甘薯资源豫薯王、南薯88、福薯8号、苏薯2号、徐薯18号和本地红心甘薯脱毒试管苗。

甘薯培养基成分为MS基本培养基，附加0.4 mg·L-1盐酸硫胺素，30 g·L-1蔗糖，pH值5.85。

1.2 试验方法

1.2.1 试管苗转接 将培养45 d以上的6种甘薯脱毒试管苗进行转接，转接茎段带一片叶，长约1～2 cm，每瓶培养基上接种5个茎段，每个品种转接40瓶，置于（26±2） ℃，2 000 lx，16 h光照条件下培养。

1.2.2 不定根培养 转接茎段在培养30，60，90 d后，分别将生长出的不定根剪取平铺和倒置于甘薯培养基上，于（26±2）℃，2 000 lx，16 h光照下培养60 d，统计根系上生成的芽数。

1.2.3 诱导芽扩繁 待根上生长出的芽长至1.5 cm以上时，取出转接到新鲜甘薯培养基上继续培养45 d（培养条件同上），记录试管苗的株高、茎粗、叶片数，求取平均数。

2 结果与分析

2.1 不定根生芽情况

甘薯茎段转接入培养基培养约15 d开始自然生根，培养30 d时根长度增加但较细同时量也较少，随培养时间增加根系逐渐发达，当培养60 d时根系生长达到最密集状态，同时根明显较30 d时加粗，培养90 d时根量和粗度与60 d差异不明显，但根颜色变黄褐色。

如表1所示，培养不同时间的根芽诱导率存在差异，30 d的根芽诱导率最低，72瓶中只有1瓶形成1个芽，芽诱导率1.39%，而培养60 d和90 d的根芽诱导率分别是43.1%[（13+18）/72]和45.83%[（13+20）/72]，显著高于培养30 d根的芽诱导率。这与张宝红等[6]1995年提出的粗根利于诱导获取再生植株相符。根系在培养基内的放置方式对芽诱导率及数量有显著影响，根系平铺于培养基上，根系长芽较困难，只是偶尔从根系上长出少数芽体，而根系倒置培养，根系长芽的几率得到成倍提高。培养60 d茎段生长出的根系平铺培养共36瓶，其中13瓶诱导长芽，芽数是41个，诱芽比例是36.1%，平均每瓶诱芽数是3.15个；而倒置培养诱芽瓶数是18瓶，诱芽数是126芽，诱芽比例是50%，平均每瓶诱芽数是7个，诱芽率及诱芽数量明显高于平铺培养的诱芽方式。培养90 d茎段生产出的根平铺和倒置培养各36瓶，其诱芽瓶数、诱芽数和平均每瓶生芽数分别是13瓶、20瓶，48芽、148芽，3.69个、7.4个，诱芽比例及诱芽数量也是倒置培养明显高于平铺培养。其中表现最佳的所试材料是中苏薯2号，其根倒置培养芽诱导率和成芽数最高，分别是100%和10株。培养60 d和90 d茎段生产出的根在同种培养方式（平铺和倒置）下诱芽的比例及数量差异不显著。

本试验共用了6个甘薯品种，其中有5个可以从根组织上形成芽体，诱导出芽的品种所占比例是83.3%（5/6），初步证明该方法适用性广，对于绝大多数甘薯品种适用。

2.2 诱导芽的生长指标比较

正常情况下甘薯试管苗转接茎段培养10 d左右切段处开始愈合，约15 d有不定根或不定根生长点形成，同时植株开始生长，当45 d时植株生长旺盛、叶色嫩绿、叶片肥厚而大，植株高度、叶片数达到最佳生长状态。从表2得出：所试验的6个甘薯品种经过根诱导出的苗在培养45 d后，其株高、茎粗和叶片数均与对照无明显差异，可用于试管苗扩繁和移栽。

3 讨 论

甘薯的组织培养已有不少报道，目前已从块根[6]、茎段[7-8]、叶片[7，9-10]、叶柄[7，9-10]、子叶[11]等各种外植体诱导出愈伤组织并经体细胞胚胎发生途径再生出植株，但芽分化率和植株再生频率都较低。为探讨甘薯组织培养植株再生的新方法，提高芽分化率，本项目组专门研究了不同培养方法对甘薯试管苗根分化的影响。结果表明，根系在培养基内的放置方式对芽诱导数量有显著影响，倒置放置比平铺更利于芽的诱导，平均诱芽比例分别是50%和36.1%，倒置放置比平铺放置方式诱芽率高出13.9个百分点。

在甘薯组织培养过程中，要分化出根十分容易，采用本文方法取分化出的根系倒置培养在无激素添加的MS培养基上培养，不久便可分化出芽，分化率平均能达到50%以上，最高能达100%，且平均每瓶能形成7个芽。从而可一定程度解决甘薯组织培养植株再生难的问题，尤其是在甘薯原生质体培养、花药培养、离体抗性筛选等过程中植株分化的难题，加速生物技术在甘薯生产和育种中的应用。

在所试的6个甘薯品种中，有5个可以从根组织上形成芽体，但仍有一个未能诱导出芽，这可能与该品种的基因型有关，可能是因为外植体的内部生长机制与培养基的调节没有很好地协调的结果，即外界调控与内部机制未能协调。故还需进一步探索适合的培养基、培养方式，以适应于甘薯外植体内部再生机制的表达，用最适的外部环境来满足甘薯组织培养植株再生的需要。

参考文献：

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