木薯腋芽萌發(fā)及生長影響因素的研究

岑忠用,蘇江

摘要：以木薯（Ｍａｎｉｈｏｔ ｅｓｃｕｌｅｎｔａ）優(yōu)良品種輻選０１作為材料，研究了不同濃度的ＮａＣｌＯ溶液、不同培養(yǎng)基配方、赤霉素和維生素Ｃ浸泡外植體對木薯腋芽萌發(fā)及生長的影響。結(jié)果表明，木薯嫩莖段宜用質(zhì)量分數(shù)２％的ＮａＣｌＯ溶液消毒１０ ｍｉｎ，老莖段宜用質(zhì)量分數(shù)１０％的ＮａＣｌＯ溶液消毒１２ ｍｉｎ；適宜的培養(yǎng)基為ＭＳ＋１．０ ｍｇ／Ｌ ６－ＢＡ＋０．１％活性炭，腋芽萌發(fā)的效果較好；接種前用維生素Ｃ浸泡外植體能有效減少木薯組織褐變；用赤霉素浸泡處理有利于加速木薯腋芽的萌發(fā)和生長。

關(guān)鍵詞：木薯（Ｍａｎｉｈｏｔ ｅｓｃｕｌｅｎｔａ）；腋芽；萌發(fā)；生長

中圖分類號：Ｓ５３３；Ｑ９４５．５２文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０12）05－1036-03

Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｓｅｖｅｒａｌ Ｆａｃｔｏｒｓ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇ Ｓｐｒｏｕｔｉｎｇ ａｎｄ Ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ａｘｉｌｌａｒｙ Ｂｕｄ

ｏｆ Ｃａｓｓａｖａ

ＣＥＮ Ｚｈｏｎｇ－ｙｏｎｇ，ＳＵ Ｊｉａｎｇ

（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｈｅｃｈｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｙｉｚｈｏｕ ５４６３００， Ｇｕａｎｇｘｉ， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＮａＣｌＯ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ， ｍｅｄｉａ ｆｏｒｍｕｌａ， ＧＡ３ ａｎｄ ｖｉｔａｍｉｎ Ｃ ｏｎ ｓｐｒｏｕｔｉｎｇ ａｎｄ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ａｘｉｌｌａｒｙ ｂｕｄ ｏｆ ｃａｓｓａｖａ（Ｍａｎｉｈｏｔ ｅｓｃｕｌｅｎｔａ） ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｕｓｉｎｇ ｃａｓｓａｖａ ｃｕｔｌｉｖａｒ Ｆｕｘｕａｎ ０１ ａｓ ｍａｔｅｒｉａｌ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｅｎｄｅｒ ｓｔｅｍｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｓｔｅｒｉｌｉｚｅｄ ｂｙ ２％ ＮａＣｌＯ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ １０ ｍｉｎ； Wｈｉｌｅ ｏｌｄ ｓｔｅｍｓ ｓｈｏｕｌｄ ｂｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｂｙ １０％ ＮａＣｌＯ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ １２ ｍｉｎ． Ｔｈｅ ＭＳ＋ １．０ ｍｇ／Ｌ ６－ＢＡ＋０．１％ activated carbon ｗａｓ ｔｈｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ ｆｏｒ ｓｈｏｏｔ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ａｓ ｔｈｅ ｓｐｒｏｕｔｉｎｇ ｒａｔｅ ａｎｄ ｂｕｄｄｉｎｇ ｑｕａｌｉｔｙ ｗａｓ ｈｉｇｈ． Ｂｒｏｗｎｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｃａｓｓａｖａ ｅｘｐｌａｎｔｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅｄｕｃｅｄ ｂｙ ｉｍｍｅｒｓｉｎｇ ｔｈｅｍ ｉｎ ｖｉｔａｍｉｎ Ｃ ｂｅｆｏｒｅ ｃｕｌｔｕｒｅ． ＧＡ３ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｂｅｆｏｒｅ ｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅ ｓｐｒｏｕｔｉｎｇ ａｎｄ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ａｘｉｌｌａｒｙ ｂｕｄ of cassava．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃａｓｓａｖａ（Ｍａｎｉｈｏｔ ｅｓｃｕｌｅｎｔａ）； ａｘｉｌｌａｒｙ ｂｕｄ； ｓｐｒｏｕｔ； ｇｒｏｗｔｈ

木薯（Ｍａｎｉｈｏｔ ｅｓｃｕｌｅｎｔａ）是大戟科木薯屬惟一的栽培種，是一種重要的薯類糧食作物，同時也是發(fā)展?jié)摿薮蟮哪茉醋魑铮郏保?。木薯是廣西的主要經(jīng)濟作物之一，年栽培面積２３萬～２８萬ｈｍ２［２，３］，占全國木薯種植面積的６０％以上。目前在生產(chǎn)上多采用扦插方法進行木薯繁殖，這種方法周期長、繁殖率低，受各項生長因子影響比較大，給木薯優(yōu)良品種大規(guī)模迅速推廣造成了障礙［４］。隨著木薯品種更新速度加快，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)快速繁殖木薯無性系是加快木薯優(yōu)良品種大面積推廣的有效途徑。影響木薯組織培養(yǎng)的因素有很多，本試驗研究了不同濃度的ＮａＣｌＯ溶液［５，６］、不同培養(yǎng)基配方、赤霉素和維生素Ｃ浸泡處理外植體對木薯腋芽萌發(fā)及生長的影響，以尋求適合木薯組織培養(yǎng)的條件，為木薯優(yōu)良品種的快速繁殖和推廣種植提供參考。

１材料與方法

１．１試驗材料

木薯品種輻選０１由廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供，在田間選取健壯植株頂芽以下１０～２０ ｃｍ處帶有腋芽的莖段作為供試外植體。從葉柄基部切除葉片，保留帶有腋芽的莖段，將其切成帶有１～３個腋芽、長約1～３ ｃｍ的小段后分為兩類，頂芽以下３個腋芽的莖段為嫩莖段，其余帶腋芽的莖段為老莖段，分別將嫩、老莖段放入廣口瓶中流水沖洗２ ｈ，再用洗衣粉水浸泡１０～１５ ｍｉｎ，清洗干凈后流水沖洗１０～１５ ｍｉｎ，待消毒處理。

１．２試驗方法

１．２．１不同濃度ＮａＣｌＯ溶液的消毒效果及對腋芽萌發(fā)的影響試驗用體積分數(shù)７５％的乙醇浸泡３０ ｓ對木薯外植體進行表面消毒，無菌水沖洗１次，將嫩、老莖段均隨機分為兩組，分別加入質(zhì)量分數(shù)為２％和１０％的ＮａＣｌＯ溶液浸泡消毒（表１），然后用無菌水沖洗５～６次。處理期間不斷搖晃廣口瓶，使外植體與消毒劑充分接觸。接種到培養(yǎng)基后在（２５±２）℃下培養(yǎng)，光照時間為１０ ｈ／ｄ，光照度為１ ５００～

２ ０００ ｌｘ。每天觀察外植體污染情況及生長情況，統(tǒng)計外植體的污染率和腋芽的萌發(fā)率。

１．２．２基本培養(yǎng)基對木薯腋芽萌發(fā)及生長的影響試驗分別以ＭＳ和１／２ ＭＳ培養(yǎng)基作為基本培養(yǎng)基，添加１．０ ｍｇ／Ｌ ６－ＢＡ和質(zhì)量分數(shù)０．１％的活性炭，接入預(yù)處理好的木薯外植體，每瓶接種１～２個。培養(yǎng)條件同１．２．１，培養(yǎng)７ ｄ后統(tǒng)計腋芽的萌發(fā)率及生長情況。

１．２．３ＧＡ３處理對木薯腋芽萌發(fā)及生長的影響試驗?zāi)臼硗庵搀w預(yù)處理后隨機分為兩組，一組用０．５ ｍｇ／Ｌ的ＧＡ３溶液浸泡１０ ｍｉｎ，然后接入培養(yǎng)瓶中；對照未用ＧＡ３浸泡，消毒處理后直接接種。培養(yǎng)條件同１．２．１，每天觀察并記錄腋芽的萌發(fā)及生長情況。

１．２．４維生素Ｃ處理對木薯外植體褐變的影響試驗將預(yù)處理后的木薯外植體隨機分為兩組，一組用１００ ｍｇ／Ｌ的維生素Ｃ浸泡處理約１ ｍｉｎ，然后接入培養(yǎng)瓶中；對照未經(jīng)維生素Ｃ處理，消毒處理后直接接種。培養(yǎng)條件同１．２．１，每天觀察并記錄外植體的褐變情況。

２結(jié)果與分析

２．１不同濃度ＮａＣｌＯ溶液的消毒效果及對木薯腋芽萌發(fā)的影響結(jié)果

分別用質(zhì)量分數(shù)為２％和１０％的ＮａＣｌＯ溶液對嫩、老莖段進行消毒處理。由表１可知，對于嫩莖段，采用２％的ＮａＣｌＯ溶液消毒處理，其污染率較高，為２９．４１％，但其腋芽萌發(fā)率也較高，為５８．８２％；采用１０％的ＮａＣｌＯ溶液消毒能有效降低污染率（為１８．１８％），但其腋芽萌發(fā)率也較低，僅為１８．１８％。對于老莖段，采用１０％的ＮａＣｌＯ溶液消毒能明顯降低污染率，為１６．００％，比２％的ＮａＣｌＯ溶液消毒后的污染率低２７．７５個百分點，但兩種濃度ＮａＣｌＯ溶液消毒后其腋芽萌發(fā)率相差不明顯。

２．２基本培養(yǎng)基對木薯腋芽萌發(fā)及生長的影響

以ＭＳ為基本培養(yǎng)基，木薯外植體腋芽的萌發(fā)率都較高，嫩、老莖段木薯腋芽的萌發(fā)率分別為５６．25％和４６．４３％，且腋芽萌發(fā)較快，生長較為健壯；以１／２ ＭＳ為基本培養(yǎng)基，嫩、老莖段外植體的腋芽萌發(fā)率分別為３３．３３％和１８．７５％，低于以ＭＳ為基本培養(yǎng)基，且腋芽萌發(fā)較慢（表２）。

２．３ＧＡ３處理對木薯腋芽萌發(fā)及生長的影響

用ＧＡ３浸泡處理過的木薯外植體培養(yǎng)６ ｄ后腋芽開始萌發(fā)，萌發(fā)率為４２．８６％，腋芽生長比較健壯，且莖段橫切面有少量愈傷組織生成。而未用ＧＡ３浸泡的木薯莖段，培養(yǎng)９ ｄ后腋芽才開始萌發(fā)，萌發(fā)率相對較低，為３５．２９％，腋芽比較細弱（表３）。

２．４維生素Ｃ處理對木薯外植體褐變的影響結(jié)果

用１００ ｍｇ／Ｌ的維生素Ｃ浸泡木薯外植體后接種，７ ｄ后其褐變率僅為９．０９％，遠低于未用維生素Ｃ浸泡的外植體，從而可以提高木薯組織培養(yǎng)的成功率（表4）。

３討論

外植體消毒向來是植物組織培養(yǎng)中的重點和難點。ＮａＣｌＯ是植物組織培養(yǎng)中常用的消毒劑，其性質(zhì)較為溫和，易揮發(fā)，無殘毒，對外植體傷害小［７］。田新會［８］研究了不同濃度ＮａＣｌＯ和蔗糖溶液對紅三葉種子發(fā)芽的影響，結(jié)果顯示用質(zhì)量分數(shù)０．２％的ＮａＣｌＯ溶液處理紅三葉種子１５ ｍｉｎ，種子的發(fā)芽率最高，帶菌率最低。從本試驗結(jié)果來看，提高ＮａＣｌＯ溶液的濃度可以有效降低外植體的污染率，但腋芽萌發(fā)率也隨之降低，這可能是高濃度的ＮａＣｌＯ會對木薯外植體產(chǎn)生一定傷害所致，因此，對嫩莖段建議采用質(zhì)量分數(shù)２％的ＮａＣｌＯ溶液消毒，而對老莖段則可采用質(zhì)量分數(shù)１０％的ＮａＣｌＯ溶液消毒。

培養(yǎng)基的選擇是植物組織培養(yǎng)能否獲得成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本試驗分別采用ＭＳ和１／２ ＭＳ作為基本培養(yǎng)基，均添加１．０ ｍｇ／Ｌ ＢＡ和０．１％的活性炭，結(jié)果表明以ＭＳ作基本培養(yǎng)基，其腋芽萌發(fā)率及生長都優(yōu)于以１／２ ＭＳ為基本培養(yǎng)基。

赤霉素可以加速細胞的伸長生長和打破休眠［９］，在組織培養(yǎng)中主要用ＧＡ３。本試驗結(jié)果表明，用０．５ ｍｇ／Ｌ的ＧＡ３溶液浸泡木薯外植體能使腋芽提早萌發(fā)，提高腋芽萌發(fā)率，促進腋芽生長。

褐變是植物組織培養(yǎng)中較為常見的一種現(xiàn)象［１０］，指外植體在誘導(dǎo)脫分化或分化過程中，自身組織從表面向培養(yǎng)基釋放褐色物質(zhì)，以致培養(yǎng)基逐漸變成褐色，外植體也隨之進一步變褐而死亡。在培養(yǎng)基中添加抗氧化劑是目前植物組織培養(yǎng)中防治褐變的有效途徑之一［１１，１２］，常用的抗氧化劑有維生素Ｃ和硫代硫酸鈉（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）等［１３］。本試驗用１００ ｍｇ／Ｌ的維生素Ｃ浸泡處理木薯外植體，結(jié)果表明其可以明顯減少木薯組織褐變，可在一定程度上提高木薯組織培養(yǎng)的成功率。

參考文獻：

［１］ 尹彩霞，喬愛民，張鵬，等． 木薯組織培養(yǎng)和轉(zhuǎn)基因育種研究進展［Ｊ］． 仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院學(xué)報，２００９，２２（２）：６５－７１．

［２］ 羅興錄． 廣西木薯產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略思考［Ｊ］．耕作與栽培，２００１（４）：５９－６２

［３］ 李惠賢，楊為芳． 入世后廣西木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策［Ｊ］． 廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)，２００２（２）：９７－９９．

［４］ 葉劍秋，李開綿，陳麗珍，等． 木薯高產(chǎn)栽培技術(shù)［Ｊ］． 中國熱帶農(nóng)業(yè)，２００５（４）：４０－４１．

［５］ 單雪禪． 木薯組織培養(yǎng)繁殖技術(shù)的研究［Ｊ］． 廣西熱作科技，１９９３（４）：３２－３４．

［６］ 杭玲，陳麗娟． 木薯離體培養(yǎng)與快速繁殖［Ｊ］． 亞熱帶植物科學(xué)，２００１，３０（１）：２４－２６．

［７］ 李瑞梅，胡新文，郭建春． 木薯外植體快速、高效消毒的簡易方法［Ｊ］． 基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué)，２００９，２８（４）：７７５－７７８．

［８］ 田新會． ＮａＣｌＯ和蔗糖溶液對紅三葉種子發(fā)芽特性的影響［Ｊ］． 草原與草坪，２００９（４）：５３－５６．

［９］ 李如升，韋玲敏，路思廣． 赤霉素處理打破虎眼萬年青休眠的研究［Ｊ］． 北方園藝，２０１０（１２）：８６－８７．

［１０］ 楊軼華，梁鳴，孫波，等． 赤霉素破除雞樹條莢蒾種子雙休眠特性技術(shù)初探［Ｊ］． 國土與自然資源研究，２００９（４）：９２－９３．

［１１］ 高國訓(xùn)．植物組織培養(yǎng)中的褐變問題［Ｊ］．植物生理學(xué)通訊，１９９９， ３５（６）：５０１－５０６．

［１２］ 王棟，克衣木·買合木提，玉永雄， 等． 植物組織培養(yǎng)中的褐化現(xiàn)象及其防止措施［Ｊ］． 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，２００８（１）：７－１０．

［１３］ 黃丹瑩，江貴波． 植物組織培養(yǎng)褐變產(chǎn)生的因素及對策［Ｊ］． 廣西輕工業(yè)，２００６，２２（５）：３１－３２．