靖江香沙芋试管芋诱导影响因素研究

韩晓勇，王 立，殷剑美，张培通，郭文琦，李春宏

(江苏省农业科学院 经济作物研究所，江苏 南京 210014)

靖江香沙芋试管芋诱导影响因素研究

韩晓勇，王 立，殷剑美*，张培通，郭文琦，李春宏

(江苏省农业科学院 经济作物研究所，江苏 南京 210014)

以靖江香沙芋试管苗丛生芽为材料，研究植物生长调节剂浓度配比、蔗糖浓度、光照强度及外植体大小对试管芋诱导的影响。结果表明，1/2 MS+6-BA 0.1 mg·L-1+NAA 0.5～1 mg·L-1+0.02%活性炭+蔗糖50 g·L-1、光照强度2 000～4 000 lx 及外植体大小为3～5 cm 的培养条件，有利于试管芋的形成。

靖江香沙芋； 组织培养； 试管芋诱导

靖江香沙芋属天南星科(Araceae)芋属(Colocasia) 多子芋类型，是靖江农民栽培的芋类作物当家品种，其块茎中富含淀粉、维生素、矿物质等，具消炎、生肌、增强免疫力、软化血管等药用价值,且口感好,硬、糯兼备，并有独特的板栗香味，因而有“芋栗”之美称。靖江香沙芋加工前景广阔，闻名并畅销广西、广东及港、澳地区。传统的靖江香沙芋生产以球茎繁殖为主，繁殖系数较低，用种量大，生产成本高，并且长期无性繁殖，造成种性退化严重，抗病性和抗逆性减退，产量低而不稳，严重影响了靖江香沙芋的产量和品质。利用组织培养技术可以获得一批基因型、长相一致的无毒优良种苗，利于品种的更新复壮，但试管苗又存在驯化要求严格、运输困难、成活率偏低等问题，在一定程度上限制了组培苗大面积的推广种植。试管球茎不仅具有试管苗的优势，并且对光、温度的变化抗性更强，易保存，运输方便，便于种质间的交流[1-2]。可以常年生产，利于工厂化繁殖。

目前，试管芋的诱导已取得了一定进展。Yamamoto等[3]在 MS 液体培养基中，加入8%的蔗糖，培养40 d 后形成大小约为1 g 的球茎。Zhou等[4]利用液体浅层培养的方式，在 MS 培养基中添加22～44 μmol·L-1的 BA 和8%～10%蔗糖，经过6周的培养，芋试管苗100%形成球茎。刘玉平等[5-8]也研究了培养基成分和培养条件对不同品种试管芋诱导的影响。这些研究主要围绕蔗糖和植物生长调节剂这2个因素对试管芋诱导的影响，而关于培养基用量和光照强度的影响却鲜有报道。本试验以靖江香沙芋为材料，就植物生长调节剂配比浓度、蔗糖浓度和光照强度对靖江香沙芋试管芋形成的影响进行探索，为靖江香沙芋良种繁育、种质交换及试管芋形成机理研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1材料

培养材料为靖江香沙芋试管苗丛生芽，由作者在本实验室培养。

1.2方法

1.2.1 植物生长调节剂配比试验

基本培养基为1/2MS+0.02%活性炭+30 g·L-1蔗糖。基本培养基中添加0.1 mg·L-16BA和4种浓度的NAA，培养90 d后调查各处理试管芋的诱导率、质量、根数、根长及根系状态，筛选出最佳培养基，并以此为基础进行其他因素的试验。NAA的4种浓度分别为0.5、1.0、2.0、4.0 mg·L-1。

1.2.2 蔗糖浓度试验

蔗糖浓度设置5个处理，分别为10、30、50、70和90 g·L-1，培养90 d后调查各处理试管芋的诱导率、质量、株高、叶片数、根长、根系状态及生长表现。

1.2.3 光照强度试验

利用培养室培养架底部和中上部培养层光照强度不同，分别采用光照强度为600 lx(培养架底部无日光灯照射)、2 000 lx(培养架底部正常日光灯照射)和4 000 lx(培养架中上部正常日光灯照射)培养，暗培养(0 lx)采用纸箱加黑膜覆盖，纸箱置于培养室中。培养90 d后调查各处理试管芋的诱导率、质量、株高、叶片数、根长、根系状态及生长表现。

1.2.4 外植体大小试验

选取生长健壮，高度为2.0～3.0、3.0～5.0和6.0～8.0 cm的无菌苗，接种到培养基中培养。培养90 d后调查各处理试管芋的诱导率、质量、株高及叶片数。

以上试验每个处理设重复3次，每次重复10瓶，每瓶接种1个芽。

1.3培养条件

培养基高压灭菌前用1 mol·L-1的KOH调节培养基至pH 5.8，然后121 ℃灭菌20 min。培养室温度为(25±2)℃。培养基中琼脂为7 g·L-1，除特殊说明外，丛生芽高度在3～5 cm左右，外源光照强度为2 000 lx，每天光照12 h。

2 结果与分析

2.1植物生长调节剂浓度的影响

表1表明，各处理培养90 d后均可看到试管芋，各处理间诱导率无显著差异。其中以NAA∶6-BA为0.5∶0.1的处理诱导试管芋质量值最大，培养40 d后即可看到有部分试管芋出现，60 d后试管芋逐渐膨大，90 d时平均质量为1.589 g(图1)。随着NAA与6-BA配比浓度的增大，试管苗根系长度和根数呈下降趋势且逐渐变粗。当NAA∶6-BA为4.0∶0.1时，诱导的试管芋质量最小，只有1.074 g。

表1 不同植物生长调节剂浓度配比对试管芋诱导的影响

注：同列数据后无相同小写字母，表示其在0.05水平上的差异显著性。表2～4同。

图1 靖江香沙芋试管芋生长发育过程

2.2蔗糖浓度的影响

从表2可以看出，蔗糖浓度为50 g·L-1，试管芋的诱导率为100%，试管芋质量值最大，为1.792 g，与其他处理差异显著；随着蔗糖浓度的升高，试管芋的诱导率，试管苗的株高、叶片数和根系长度呈下降趋势，且叶片颜色逐渐加深；当蔗糖浓度为90 g·L-1时，试管芋的诱导率和试管苗株高均为最小值，试管芋的质量只有0.547 g，试管苗叶片呈深红色；当蔗糖浓度为50 和70 g·L-1时，试管芋出现少量子球茎。

表2 不同蔗糖浓度对试管芋诱导的影响

2.3光照强度的影响

从表3可以看出，当光照强度为2 000和4 000 lx时，试管芋诱导率和质量显著高于其他处理，诱导率为100%，平均质量分别为1.647和1.579 g；随着光照强度逐渐降低，试管苗叶片数呈下降趋势,但株高和根长呈上升趋势；当无光照时，试管苗叶片数为0，根系细少，试管芋诱导率最低，为16.7%，试管芋质量仅为0.205 g；当光照强度为4 000 lx时，试管苗叶面积较大。

表3 不同光照强度对试管芋诱导的影响

2.4外植体大小的影响

从表4可以看出，当外植体大小为3～5 cm时，试管芋诱导率为100%，试管芋质量最大，为1.602 g，试管苗的叶片数最多，为2.8片；随着外植体的增大，试管芋的质量和试管苗叶片数呈先升后降的趋势，株高呈上升趋势；当外植体大小为6～8 cm时，试管苗叶片数最少，为2.4片。

表4 不同外植体大小对试管芋诱导的影响

3 小结与讨论

6-BA与 NAA 作为植物组织培养中2种最重要的激素，其对组培苗的球茎形成的研究结论不尽相同。胡云海等[9]认为生长素不仅可以促进微型薯量的增加，微型薯的质量和大小也可以增加。石梅娟等[8]认为适当提高6-BA 的浓度，可以促进荔浦芋头微球茎数的增加。但也有学者认为细胞分裂素不利于微球茎的形成和发育[10]。本试验结果发现，NAA∶6-BA为0.5∶0.1时，试管苗的根系生长状态最好，养分吸收最充足，试管芋的质量也最高。我们还发现，当NAA∶6-BA 为1.0∶0.1时，虽然试管苗根长出现下降趋势，根数显著减少，但试管芋的质量并未出现显著下降，这可能与NAA可以提高试管芋的质量有关。

蔗糖是组织培养球茎诱导和发育过程中的重要物质[11]。不同蔗糖浓度对不同作物球茎诱导的影响不同。周素平[12]认为蔗糖是离体培养条件下芋头形成球茎的必需物质，培养基中不添加蔗糖时，无球茎形成；蔗糖浓度为10%时，球茎诱导率最高。杜红梅等[7]认为，3%的蔗糖浓度下香酥芋无试管球茎产生，8%和12%的蔗糖浓度下试管苗均100%的成球。石梅娟和姚军[8]发现，随着蔗糖浓度的增加，形成的球茎数也随之增加，但当蔗糖浓度超过30g·L-1时，形成的球茎数反而降低，蔗糖浓度为50g·L-1，没有球茎形成。本试验结果表明，蔗糖浓度为50g·L-1，诱导的试管芋质量最大，这与黄萍萍等[6]研究结果一致；而且当蔗糖浓度为50和70g·L-1时，试管芋出现少量子球茎，但子球茎数目无显著差异[7]，这可能与品种的基因型有关。本试验中还发现随着蔗糖浓度的提高，不仅试管芋的诱导率和质量呈下降趋势，而且试管苗的株高、叶片数、根系长度和根数等均呈下降趋势。这说明适宜的蔗糖浓度是试管苗生根和生长发育的必需条件。蔗糖浓度过高时，培养基水势降低，试管苗根系生长缓慢，故试管芋形成晚、质量小，且由于糖类分解大于合成，细胞中会积累较多的可溶性糖,花青素的含量进一步增多，因此试验发现蔗糖质量浓度为50，70，90g·L-1时, 试管苗逐渐呈深红色。

孙慧生等[13]指出黑暗是诱导马铃薯微型薯的必要条件。本试验发现，光照强度为2000和4000lx时，试管芋的诱导质量较高，黑暗并非是诱导微型薯的必要条件。当无光照时，试管苗叶片数为0，根系细少，严重影响根系对养分的吸收，试管芋诱导率和质量均显著下降。我们推测试管芋的形成一方面需要培养基提供养分，另一方面还需要光合作用调节营养物质的积累和分配。

关于外植体大小对试管球茎鲜重的影响，Papathanasiou等[14]研究认为，增加马铃薯外植体长度影响球茎的鲜重。外植体的长度增加，无菌苗从培养基中吸收养分的能力增强，致使形成球茎的鲜重增加。杜红梅等[7]在香酥芋试管芋的诱导试验中发现了类似的结果。而本试验发现，当外植体大小为6～8cm时，诱导试管芋的质量显著下降，试管苗叶片数最少，推测外植体大小的增加可能促使试管苗提前进入衰老。

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收入日期：2017-08-14

江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(14)2041]

韩晓勇(1983—)，男，山西忻州人，助理研究员，硕士，从事特色经济作物组织培养技术研究工作，E-mail: hanxy84@163.com。

殷剑美(1977—)，女，江苏丹阳人，研究员，博士，从事特色经济作物研究工作，E-mail:yinjm2006@jaas.ac.cn。

文献著录格式：韩晓勇，王立，殷剑美，等. 靖江香沙芋试管芋诱导影响因素研究[J].浙江农业科学，2017，58(10)：1766-1769.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171030

S532

A

0528-9017(2017)10-1766-04

(责任编辑张才德)