孔雀五彩芋的离体再生与繁殖

胡城，陶宇，陈永勤

(湖北大学生命科学学院，湖北 武汉 430062)

0 引言

五彩芋，又名花叶芋、彩叶芋，是天南星科(Araceae)五彩芋属(Caladium)植物，原产南美洲热带地区.五彩芋不仅叶形优美，更重要的是其叶片有不同的颜色，绚丽多彩，是重要的观叶植物，迄今有300多个品种.我国从上世纪末开始陆续引进了一些五彩芋品种作为观赏植物栽培，深受人们的喜爱.

孔雀五彩芋为大叶型品种，叶缘波浪形，叶脉黄绿、黄白和绿色，叶片红色，鲜艳、美丽[13]，其离体再生技术尚少见报道.本文报道了一种可靠的利用植物组织培养技术高效繁殖孔雀五彩芋的方法.

1 材料与方法

1.1 材料孔雀五彩芋(Caladiumhortulanum‘Makoyana’)购于海南省三亚市，取成熟叶做外植体.

1.4 不定芽的诱导与增殖将增殖培养基上的愈伤组织切成小块，转到不定芽诱导培养基上.待不定芽形成后，将不定芽(带部分愈伤组织)分割开来，转到芽增殖培养基上，50 d增殖一次.

2 结果与分析

愈伤组织形成后，将其切成小块接种在增殖培养基上，7 d后边缘开始出现新的愈伤组织.30 d内，新愈伤组织生长良好，黄绿色，结实.

图1 孔雀五彩芋叶片外植体的植株再生 A. 接种7 d的花叶芋叶片外植体；B. 在2 mg/L BA和2 mg/L NAA培养基上的外植体膨大、形成愈伤组织；C. 在2 mg/L BA和1 mg/L 2,4-D培养基上培养的叶块所形成的愈伤组织，叶块已褐化；D. 愈伤组织在2 mg/L BA和0.2 mg/L NAA培养基上分化形成的不定芽；E. 不定芽在2 mg/L BA和0.2 mg/L NAA培养基上增殖、形成芽丛；F. 不定芽在1 mg/L IBA培养基上生根形成的再生植株

表1 不同激素组合对花叶芋叶片外植体器官分化的影响

表2 BA浓度对花叶芋愈伤组织分化分化不定芽的影响

2.3 花叶芋不定芽的生根与植株再生含1或2 mg/L IBA的培养基上，不定芽大约接种10 d后开始生根，21 d后生根率可以达到100%，35 d后每个不定芽可以形成具有7条根以上的完整植株(图1F).两种IBA浓度的培养基在生根方面没有显著差异.在无IBA的培养基上，五彩芋的芽也可以生根，只是生根晚、根的数量少些而已.

表3 不同培养基对花叶芋芽的生根的影响

2.4 组培苗移栽与生长将花叶芋组培苗移栽到温室中后，注意浇水，成活率很高，几乎可以100%成活，而且生长良好.

在组织培养过程中，不定芽和再生植株的叶片都是全绿色(图1).组培苗移栽后60 d内，原有的叶片和新长出的4片叶也都是全绿的(图2A).但大约从第5片新叶开始，叶片伸展后基部会出现少量彩斑，彩斑面积随叶片增大而有所增大(图2B).到第7片叶时，彩斑可以扩展到全叶(图2C)，与原来母株叶片的性状一致(图2D).我们对2016年、2017年和2018年再生的五彩芋组培苗分别进行了移栽，发现所有组培苗长成的植株都可以出现与原植株一样的彩叶，表明这些再生植株的性状是稳定的.

图2 孔雀五彩芋组培苗移栽与生长A. 移栽后成活的组培苗，叶片绿色; B. 移栽90 d后的组培苗，部分叶片出现彩班； C. 移栽180 d后的组培苗，出现了全彩的叶片；D. 组培前的盆栽植株

3 讨论

五彩芋离体再生的步骤通常是先在含激素的培养基上诱导外植体脱分化、形成愈伤组织，再将愈伤组织转到分化培养基上形成胚状体或不定芽，然后进一步成苗.总地来说，五彩芋的离体再生并不困难.虽然效果因品种、外植体类型、基本培养基和激素而异[1]，但在合适种类和浓度的细胞分裂素和生长素培养基上，外植体可以形成愈伤组织，所形成的愈伤组织可以进一步在分化培养基上通过胚状体或不定芽途径形成再生植株.在进行彩叶芋组织培养时，人们大都用未展开的幼叶做外植体[2,15-17].本研究证明，孔雀五彩芋的成熟叶也是合适的外植体，在含2 mg/L BA和2 mg/L NAA的MS培养基上也获得了较好的效果，愈伤组织诱导率达到63%.一些研究者发现1 mg/L 2,4-D单独使用或者与细胞分裂素联合使用可以有效地诱导五彩芋形成愈伤组织，但我们发现，对于孔雀五彩芋愈伤组织的诱导，2,4-D的效果没有NAA好，容易引起外植体褐化，愈伤组织诱导率比较低.朱至清等[10]发现，激动素(细胞分裂素)可以有效地诱导彩叶芋愈伤组织形成不定芽，而BA有抑制作用.本研究和其他的研究证明，BA也可以有效诱导一些五彩芋品种形成不定芽.

植物颜色嵌合体的形成有多种原因，有些是由于由不同遗传组成的细胞导致的，有些是由于基因的时空差异表达引起的，也有些可能是由于微生物(如病毒)感染造成的.朱至清等[18]观察到在亮白花叶芋叶片中存在类菌质体，并认为类菌质体使被侵染的叶肉细胞失绿或花青素合成异常, 于是在叶片上出现白色和彩色的斑点.孔雀五彩芋的叶片色斑形成的原因还不清楚.我们3年栽培了200多株孔雀五彩芋再生植株，均没有发现变异，说明我们所建立的孔雀五彩芋离体繁殖方法是可靠的.

植物组织培养技术可以利用少量材料高效繁殖植物，为快速推广优良品种创造了条件.长期以来，植物组培技术在繁殖兰花、百合、郁金香、非洲菊、康乃馨、菊花等重要观赏植物中发挥了重要作用.利用植物组培技术繁殖植物的基本要求之一是必需保证所生产的种苗能够保持母株性状不变，但是，有关植物再生植株发生变异的报道屡见不鲜[19-20]，特别是一些颜色嵌合体花卉，无法用植物组织培养技术对其进行组培苗生产.孔雀五彩芋为颜色嵌合体观叶植物，常规繁殖通过分球进行，速度慢.本研究的结果证明孔雀五彩芋是可以利用组培技术进行快速繁殖的.