魔芋组织培养中的问题及对策①

班恒英 谢黎黎 梁秋玲

（广东农垦热带作物科学研究所 广东 化州 515100）

广东农垦热带作物研究所2020年5月启动珠芽黄魔芋组织培养技术研究及生产项目，截至2021年11月已形成完备的技术路线，实现了高效稳定的苗木批量化生产。该技术以珠芽黄魔芋优良单株珠芽小茎为原始材料，通过小茎切断直接诱导不定芽，使用以芽繁芽或微型块茎增殖的方式扩繁，将优良单株无性系化，有效保证了苗木的遗传稳定性。

生产过程中出现了较多问题，影响组培育苗效率、苗木品质和出苗数量，甚至不能正常出苗。现就其中有代表性的问题进行分析，给出经过验证且简单易行的解决方案，供相关生产者参考。

1 外植体选择与处理

魔芋组织培养过程中，普遍报道外植体较易出芽［1-3］。经试验，珠芽黄魔芋在生长季节使用叶片、小叶柄、地上茎切块、珠芽、地下茎带芽点切块，均可获得不定芽。

魔芋无菌芽获得率是影响组培进度的因素，生长季节叶片、小叶柄、地上茎切块、珠芽作为外植体，使用洗洁精洗净，75%酒精润洗，再用0.1%升汞处理8～10 min，无菌芽获得率均在5%以下，地下茎带芽点切块无菌芽获得率为0，先期使用杀菌剂喷洒和浇灌处理，未改善。抽芽期至羽状复叶未展开前，控水防雨，在晴天正午采集外植体，叶片、叶柄及地上茎切块，其无菌芽获得率可提升至25%～40%，能满足生产需要。在珠芽黄魔芋地上部分开始变黄衰退时，采集老熟珠芽，置于干燥通风环境休眠，次年4月中旬播种，基质为新泥炭土或碳化稻壳，使用前暴晒消毒；播种完成后使用饱和漂白粉消毒珠芽并浇透基质，小芽苞片突破基质表面开始控水防雨，待珠芽抽芽长茎，采集珠芽地上小茎做外植体，常规消毒，其无菌芽获得率在95%以上，且生长迅速。

2 培养基选择与调整

魔芋使用MS作为基本培养基，可完成继代，在组培过程中，出现了增殖苗褐化、增殖苗根系过多，生根苗细弱徒长的问题，可通过调整培养基解决。

2.1 增殖苗褐化调整

魔芋增殖培养过程中，褐化明显，尤其是壮苗培养阶段，培养基呈透明深棕色。为减轻褐化，试验加入硝酸银、PVPP及抗坏血酸，均未明显改善；培养基内加入0.1 g/L核黄素，可有效抑制褐化，同时对苗木状态无不良影响；增殖培养基加入0.1 g/L活性炭，也可起到抑制褐化的作用，但是易和生根培养基混淆，不推荐使用。

2.2 增殖苗根系偏多调整

魔芋增殖苗易出根，影响了正常切分。为抑制增殖苗出根过多，可通两个途径：①增殖培养基不添加生长素，为避免生长素积累，从外植体诱导培养基开始，均不加入生长素，仍可正常增殖；②提高培养基大量元素及糖用量，将MS大量元素用量提高30%～40%，糖用量由30 g/L提高到45 g/L，可有效抑制增殖苗出根。

2.3 增殖苗微型块茎诱导

对以地下茎、薯或块根作为储存器官的植物，组织培养过程中，诱导微型的储存器官，可起到壮苗和提高增殖率的作用，同时为生根打好基础，在姜科植物、马铃薯、红薯、魔芋组培过程有多报道［4-5］。魔芋微型块茎诱导，可通过增加糖用量同时延长转接周期实现，将糖用量从30 g/L提高到60 g/L，增殖苗高生长受到明显抑制，基部有膨大趋势，同时完全抑制增殖苗出根；使用6 g/L卡拉胶作为凝固剂，培养室温度25～28℃，正常转接周期为25～30 d，超过40 d培养基水化，培养基水化后，即可观察到增殖苗基部形成微型块茎，并有浅黄至嫩绿色次级块茎发生，将转接周期延长至50～60 d，可诱导大量微型块茎，微型块茎可直接切分为单个转入生根培养基诱导成苗，也可转入相同培养基继续扩繁。

2.4 生根苗形态调整

魔芋组培苗易出根，为调整生根苗形态，使其呈现苗木矮壮、根系完整的状态，需对生根培养基做出调整。抑制出根速度和根系发生量，可使植株根冠比更为协调，与增殖培养类似，抑制出根也可提高糖用量，将糖用量从30 g/L提高到45 g/L，可使出根时间由5～7 d延迟至10～12 d，为植株健壮生长争取了时间。生长素的添加，可有效调节根系形态，使用NAA 0.2 mg/L+IBA 0.2 mg/L，可诱导5～8条健壮的不定根，次生根系也发达健壮，可满足生产需求。生长抑制剂使用，对生根苗形态建成影响明显［6-7］，在生根培养基内加入10 mg/L甲哌嗡，可使生根苗矮化整齐，移栽成活率高而稳定。

3 培养环境

培养温度25～28℃，魔芋组培苗均可正常生长，30～32℃组培苗生长最为旺盛，培养室空调使用可兼顾省电，冬季将室温调整为25℃制热，夏季调整为28℃制冷。培养室光照影响增殖苗褐化程度及健壮度，暗培养可在一定程度上抑制褐化，但是增殖率及健壮度也明显下降；光谱灯和普通LED灯管褐化程度次之，窗口自然光照，苗木生长健壮，褐化程度亦加重，增殖苗接种后，可先暗培养10 d（后期使用光谱灯和普通LED灯管照射）～15 d（后期使用自然光照培养），再进行光照培养，可兼顾苗木健壮度、褐化程度和节能减排。生根苗整个周期均可置于窗口使用自然光照培养。

4 变异的发生及控制

在珠芽黄魔芋组培过程中，可见部分生长形态异常的苗木，主要表现为3种形态：①整丛组织块白化，生长迅速，芽苗粗壮，持续培养出现明显玻璃化；②芽苗紫红色，生长迅速，芽苗粗壮，持续培养形态稳定，本类型变异，可作为选育种材料使用；③芽苗苞片过度生长、卷曲且愈伤化，少见芽苗生长，降低细胞分裂素不能正常恢复。

针对变异，可采取以下措施减轻和避免：①继代次数控制，丛外植体开始，继代时间在1 a内，继代次数15次以内，未见明显变异；②加强巡查和质量控制，在培养室发现变异或接种过程中发现异常，整瓶剔除，不进入下一批次；③降低细胞分裂素用量，控制细胞分裂素种类，使用TDZ、ZT均可强烈诱导魔芋组织块不定芽形成，但是也可急剧增加不可逆转的变异，与任鹏斌等报道结果一致［8］，6-BA和KT单独、复配其浓度在0.5 mg/L或以下，继代过程中未增加变异；④基本培养基使用，增殖培养过程中，高浓度富盐培养基多次使用，可能会造成养分失调，从而出现生长异常且逐代加重，可每季度降低基本培养基大量元素至0.8 MS浓度使用1次，或使用1次ER基本培养基，可有效提升增殖苗生长状态。

5 生根苗移栽

魔芋为肉质草本植物，影响组培苗移栽成活率和苗木生长状态的因素，主要有以下方面。

5.1 生根苗壮苗培育及练苗

生根苗硬实、老化程度高是移栽成活的前提，所以生根苗培养过程不能将苗木生长迅速、出根快、根系发达作为目标，而应考虑抑制出根、抑制生长以获得敦实健壮的苗木，同时带有微型块茎的生根苗，移栽成活率高而稳定。生根瓶苗带瓶置于移栽相同环境练苗15 d左右，可起到良好的练苗效果，避免移栽后小茎失水萎蔫。

5.2 育苗基质

育苗基质透气性是考虑的首要因素，板结基质易造成苗地上部枯死，持水性过强的基质易导致苗地下茎腐烂。使用体积比60%透气性良好的材料，如椰糠、泥炭土和甘蔗渣，与细碎表土混匀使用，可获得良好的效果。不推荐不加表土而使用纯基质栽培，容器苗移栽至大田过程中基质不能正常成团，使容器苗变成裸根苗，造成缓苗期延长。

5.3 苗期病害及控制

魔芋苗期发生的主要病害为白绢病和疫病。

白绢病病原为齐整小核菌，组培苗本身不会携带病原菌，导致病害发生的因素为农业投入品，如基质使用的土壤，苗圃重茬且感染发生过白绢病，育苗托等带菌，需阻断传播途径。大棚育苗，可在育苗前整棚清空，使用清园剂喷洒棚内空间及地面，闷棚7 d以上（记晴天），有条件的苗圃使用离地育苗，也可使用薄膜盖住原地面，在薄膜上方育苗。育苗使用表土需未种植易感染白绢病的植物，育苗基质及表土暴晒消毒，重复使用的育苗托、育苗杯需使用高锰酸钾甲醛熏蒸消毒。

疫病发生条件为高温高湿环境，浇水过多和基质不透气是诱发因素，苗木移栽时，使用1 500倍精甲恶霉灵代替定根水，灌透苗木及基质，此后浇水不干不浇、浇则浇透，雨天不浇水，可有效降低发病率。

5.4 水肥管理

魔芋缓苗期完成后，即可开始施肥15 d/次，可选择的肥料为水溶性复合肥、氨基酸水溶肥及腐植酸，使用比例施肥器，按照复合肥0.3%～0.5%浓度施用，氨基酸水溶肥及腐植酸按照标定浓度施用。叶面肥施用，结合病虫害防治进行，可选择的叶面肥为复硝酚钠、磷酸二氢钾及海藻酸等，如苗木生长过旺，可施用甲哌嗡1～2次。