安县魔芋组培快繁关键技术研究

刘丽芳，丁 凡，余金龙，余韩开宗

(四川省绵阳市农业科学研究院，四川 绵阳 621000)

安县魔芋组培快繁关键技术研究

刘丽芳，丁 凡，余金龙，余韩开宗

(四川省绵阳市农业科学研究院，四川 绵阳 621000)

安县魔芋是国家地理标志保护产品，但因其自然繁殖效率低，用种量大等原因，该优良品种在绵阳市魔芋产业发展过程中，存在种芋严重供应不足的问题。为促进安县魔芋在我市的健康发展，研究了其组培快繁技术。通过对安县花魔芋组培过程中的外植体消毒、增殖培养、微型芋诱导等关键技术进行研究，探索出较为成熟的安县魔芋组培快繁技术。

安县魔芋；外植体；增殖；微型芋

绵阳市安州区(前称安县)是全国知名的魔芋主产区、魔芋粗加工及魔芋精粉集散地、全国八大“魔芋种植基地重点县”之一，被评为“中国魔芋之乡”。魔芋精粉加工和销量占全国销售总量的25%～30%，在国内外市场享有盛誉。“安县魔芋”是我国农产品地理标志保护农产品，其干物质及葡甘聚糖明显高于其他栽培区域。安州区魔芋加工业发达，但每年约60%加工原料魔芋干片依赖外地调运，本地原料供应不足，严重制约了当地魔芋加工业进一步扩大发展。安县迫切需要发展魔芋种植基地，但本地种源不足又是魔芋种植基地发展缓慢的主要原因。本文通过研究安县花魔芋组培快繁的各关键步骤，探索建立其高效快繁技术，为该品种的种芋生产提供又一有效途径。

1 材料与方法

1.1 试验材料

30～50g魔芋球茎，采自安县千佛山镇金溪村，由千佛山魔芋专业种植合作社提供。

1.2 试验方法

1.2.1 外植体处理 魔芋球茎洗净后，置于0.5‰农用链霉素+2%百菌清杀菌剂中浸泡1h，放入人工气候箱催芽，温度25℃，湿度85%。取叶芽长至1cm左右大小，即可沿芽基本切下，剥去1～2层芽鞘，切掉芽顶部用作外植体。设计3种不同处理方式，研究外植体消毒的最佳办法(表1)。初代培养基为MS+1.5×10-66-BA+0.4×10-6NAA+3%白糖+0.1%活性炭，暗培养7d后光照培养，培养条件：温度25℃，湿度80%，光照强度为2000Lx，光周期16h/8h。

1.2.2 愈伤组织诱导及增殖 初代培养无污染、存活的外植体转入增殖培养基，进行增殖培养。为提高增殖效率，研究经过几次扩繁后获得的无菌苗的叶柄、芽鞘及愈伤组织为增殖材料，在4种不同激素及活性炭配比的增殖培养基上的长势(表2)。叶柄、芽鞘接种方式均为正方向竖插，叶柄长度为每段1cm左右。

1.2.3 微型芋诱导 微型芋诱导材料为扩繁30d后，诱导出大量不定芽的愈伤组织。采用4种不同微型芋诱导培养基，以3种不同方式诱导。a：在培养瓶中倒入微型芋诱导液体培养基；b：将愈伤组织整块转入固体微型芋培养基；c：将愈伤组织切小后(0.5cm×0.5cm)转入固体微型芋培养基。液体培养基配方为固体培养基配方去掉卡拉胶，其他组分不变(表3)。

表1 外植体消毒方法

表2 愈伤组织诱导及增殖培养基的组分

表3 微型芋诱导固体培养基的组分

1.3 数据统计

外植体接种30d后统计存活率、污染率、褐化率；增殖培养45d后统计叶鞘、叶柄诱导率、褐化率；增殖培养30d后统计愈伤组织增殖系数、褐化率；微型芋诱导培养60d后统计微型芋诱导个数及增重系数。

2 结果与分析

2.1 不同外植体处理方式的效果

外植体消毒7d后即可看部分外植体明显污染，此后污染陆续发生，30d后基本稳定了。接种14d后部分外植体明显死亡。从统计结果看(表4)，传统处理方式A对外植体伤害较好，存活率100%，但不能有效防止污染，有效存活率仅23%。外植体经抗生素浸泡处理，加大升汞浓度及处理时间的B处理，外植植体存活率及污染率均最低，但有效存活率最高，达84%。甲醛-高锰酸钾熏蒸的处理C其效果也较好，有效存活率为81%，与处理B相近。

表4 不同外植体处理方式的效果

注：外植体未死亡为存活；未死亡、未污染为有效存活。

2.2 不同增殖培养的效果

愈伤组织培养30d后可看到愈伤组织膨大，多代培养的愈伤组织大部分会在45d左右形成完整植株或大量丛生芽。45d后健壮芽鞘均会诱导成大量丛生芽，叶柄会形成致密愈伤组织，部分会在愈伤组织上形成不定芽。从结果可以看出(表5)，不添加活性炭的3、4号培养基的诱导率、增殖率均高于添加活性炭的1、2号培养基，褐化率低于1、2号培养基(芽鞘不褐化)。愈伤组织诱导结果表明，芽鞘在3、4号培养基上诱导率均在90%以上；叶柄也有较高诱导率，最高达85%。未诱导出丛生芽的芽鞘本身较为老化，同时带叶片的顶部叶柄也基本没有诱导出愈伤组织。3、4号培养基上各增殖材料褐化率均较低，最高的也仅6%。愈伤组织增殖结果表明，在4号培养基上获得最高增殖系数，达4.42。

2.3 不同方式微型芋诱导的效果

接种60d后，总体上3种不同的微型芋诱导技术对微型芋的诱导率依次为b>a>c。诱导效果最好的培养基为采用b诱导技术，其单块愈伤组织的微型芋诱导个数高达2.73。3种微型芋诱导方式其增重系数为1.32～2.74，均低于愈伤组织增殖培养(表6)。a方法倒入微型芋诱导培养液后，主要诱导不定芽形成完整植株，但植株的基部膨大缓慢，同时愈伤组织稍有增殖。b方法形成完整植株的相比a少，但基部膨大相对迅速，部分愈伤组织随着微型芋的形成发生萎蔫。c方法愈伤组织增殖缓慢，仅少量形成微型芋。

表5 不同增殖培养的效果

表6 不同方式诱导微型芋的效果

3 小结与讨论

安县花魔芋组培快繁，其外植体消毒采用洗衣粉清洗后，用0.5‰农用链霉素+2%百菌清杀菌剂浸泡1h，再0.2‰升汞处理25min，无菌水冲洗3次后用75%酒精处理20s，再用无菌水冲洗5次的处理效果最好，甲醛-高锰酸钾熏蒸[1]的方法效果与之相当。两种方法相比，抗生素处理方式时间较长，甲醛-高锰酸钾方法时间短，但会产生有毒的甲醛气体。研究者可结合实验室条件做相应选择。其次外植体的选择及去芽鞘也十分重要，采用经抗生素处理的球茎室内催芽，可减少外植体携带的病菌；剥去外部芽鞘并去顶有利于杀菌剂的渗入及诱导芽基部侧芽的萌发。

增殖培养，本文尝试了用叶柄及芽鞘做增殖材料，两者均在MS+2×10-66-BA+0.1-0.5×10-6NAA+3%蔗糖+3.5g/L卡拉胶的培养基上获得较高诱导率，若除去老化芽鞘及带叶的叶柄段，其诱导率均可达95%左右。愈伤组织在MS+2×10-66-BA+0.5×10-6NAA+3%蔗糖+3.5g/L卡拉胶的培养基上增殖效果最好。花魔芋芽鞘及叶柄做外植的的相关研究较多，均证明其有较高的愈伤组织诱导率[2-4]，本文筛选出MS+2×10-66-BA+0.5×10-6NAA+3%蔗糖+3.5g/L卡拉胶为芽鞘、叶柄及愈伤组织的通用培养基。因多代增殖的愈伤组织培养45d左右后会形成大量的丛生芽[5]，平均单个愈伤组织有芽鞘1～2个，3～4片叶，每片叶的叶柄可切成约4段。如此在扩繁愈伤组织同时诱导芽鞘及叶柄，可将增殖系数由4～5提高至17～23，大大提高增殖效率。此外本文采用卡拉胶做增殖培养基支撑体，愈伤组织培养20d左右培养基水化，研究表明液体培养条件下愈伤组织增殖效率提高。同时液体培养能有效抑制组培过程的褐化现象[6-8]，本研究未添加活性炭的增殖培养基也极少发生褐化现象，故卡拉胶比常用的琼脂更适宜魔芋增殖培养。

微型芋诱导采用将培养30d，含大量不定芽的愈伤组织为原始材料，转至MS+0.5×10-66-BA+0.1×10-6PP333+6%蔗糖+3.5g/L卡拉胶的固体微型芋诱导培养基上诱导效果最佳。相比该微型芋诱导方法，将微型芋诱导营养液倒入经30d增殖的愈伤组织培养瓶中，继续生长诱导微型芋的方式更为便捷。笔者在马铃薯上成功运用该技术进行微型薯的诱导，在魔芋的微型芋诱导上效果却不够理想，今后可对该技术进一步研究。魔芋微型芋与愈伤组织粘连不易分割[8]，且通过移栽发现，带芽点的愈伤组织大棚移栽后，可以形成完整植株，故微型芋应连带愈伤组织进行移栽。

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2017-09-19

四川省科技富民强县专项行动计划；绵阳市农业科学研究院创新基金。

刘丽芳(1983-)，女，农艺师，硕士，研究方向为薯类作物良种繁育及栽培技术研究。E-mail: llf_716@126.com。