廣西金秀香芋無菌芽增殖的相關因子研究

韋鵬霄　蔣含笑　岑秀芬

摘要 [目的]探討影響廣西金秀香芋無菌芽增殖的相關因子。[方法]以廣西金秀香芋無菌芽為材料，從不同基本培養(yǎng)基、不同生長素種類、不同6BA濃度、不同激素組合及不同蔗糖濃度等對廣西金秀香芋無菌芽繼代增殖進行比較。[結果]無菌芽繼代增殖的適宜基本培養(yǎng)基為MS培養(yǎng)基，適宜的生長素為0.2 mg/L NAA，適宜的6BA濃度為4.0 mg/L，適宜的激素組合為0.2 mg/NAA+3.0 mg/L 6BA+0.5 mg/L PP333，最佳的蔗糖濃度為30 g/L。[結論]不同基本培養(yǎng)基、不同生長素種類、不同6BA濃度、不同激素組合及不同蔗糖濃度對廣西金秀香芋無菌芽增殖的影響不同。

關鍵詞 金秀香芋；無菌芽；芽增殖；相關因子

中圖分類號 S504.3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2015）15-032-03

Study on Correlation Factors for Sterile Buds Multiplication of Jinxiu Taro in Guangxi

WEI Pengxiao， JIANG Hanxiao， CEN Xiufen

（Agricultural College， Guangxi University， Nanning， Guangxi 530005）

Abstract [Objective] The purpose of this experiment is to investigate the correlation factors affecting the sterile buds multiplication of Jinxiu taro in Guangxi. [Method] The sterile buds of Jinxiu taro was used as the materials and the comparative experiment was carried on different basic mediums， auxin kinds， 6BA concentrations， hormones combinations and sugar concentrations. [Result] In the subculture multiplication of sterile buds， the suitable basic medium was MS medium， the auxin kind was 0.2 mg/L NAA， the 6BA concentration was 4.0 mg/L， the hormones combination was 0.2 mg/L NAA+0.3 mg/L 6BA +0.5 mg/L PP333 and the sugar concentration was 30 g/L. [Conclusion] The different basic mediums， auxin kinds， 6BA concentration， hormones combinations and sugar concentrations showed different effects on sterile buds multiplication of Jinxiu taro in Guangxi.

Key words Jinxiu taro； Sterile buds； Bud multiplication； Correlation factors

廣西金秀香芋屬天南星科芋屬魁芋類型，是檳榔芋的一個優(yōu)良品種，亦是金秀縣農民種植的主要經(jīng)濟作物之一。其含有豐富的淀粉和多種維生素，既營養(yǎng)豐富，又香味濃郁，是飲食點心的上乘原料，球莖可食用也可入藥；葉柄可作菜，也可作家畜飼料[1]，因而深受人們喜愛。

然而，由于長期利用球莖進行營養(yǎng)繁殖，栽培芋已普遍遭受病毒浸染。徐炯志等[2]研究表明，長期以球莖作為資源繁殖，難免品種退化，產量、品質變劣。目前芋病毒中分布最廣、危害最大的是芋花葉病毒，感染此種病毒的植株生活力降低，球莖大小、數(shù)量和品質均下降，產量損失接近60%[3-7]。因此，利用離體快繁技術，研究影響金秀香芋無菌芽增殖的因子，以及如何快速大量獲得金秀香芋無菌苗，對降低金秀香芋的種植成本和提高其品質具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

長勢健壯的金秀香芋無菌芽。

1.2 試驗設計

1.2.1 不同基本培養(yǎng)基比較試驗。分別以MS、Miller和White為基本培養(yǎng)基，每個處理均添加3.0 mg/L 6BA+0.2 mg/L NAA+蔗糖30 g/L+瓊脂和卡拉膠7.0 mg/L。

1.2.2 不同生長素的比較試驗。以MS+3.0 mg/L 6BA+蔗糖30 g/L+瓊脂和卡拉膠7.0 mg/L為基本繼代培養(yǎng)基，分別添加0.2 mg/L NAA、0.2 mg/L IBA、0.2 mg/L IAA，共設3組處理。

1.2.3 不同6BA濃度比較試驗。

以MS+0.2 mg/L NAA+蔗糖30 g/L+瓊脂和卡拉膠7.0 mg/L為基本繼代培養(yǎng)基，分別添加1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mg/L的6BA，共設5組處理。

1.2.4 不同激素組合比較試驗。以MS+ 0.2 mg/L NAA+3.0 mg/L 6BA+蔗糖30 g/L+瓊脂和卡拉膠7.0 mg/L為繼代培養(yǎng)基，分別添加0.5 mg/L KT、TDZ、CPPU、PP333，共設4組處理。

1.2.5 不同蔗糖濃度比較試驗。以MS+0.2 mg/L NAA+3.0 mg/L 6BA為基本繼代培養(yǎng)基，分別添加10、20、30、40 g/L蔗糖，共設4組處理。

1.3 試驗方法

以上試驗每組處理接種30瓶，每瓶接10個芽，設3次重復。培養(yǎng)條件為溫度（25±1）℃，光照強度1 500 lx，光照時間12 h/d。培養(yǎng)30 d后，觀察統(tǒng)計試驗數(shù)據(jù)，并用SPSS方差分析軟件進行統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同基本培養(yǎng)基對廣西金秀香芋無菌芽增殖的影響

從表1可以看出，MS基本培養(yǎng)基的芽增殖倍數(shù)最高，達3.10倍，Miller培養(yǎng)基處于中間水平，而改良White培養(yǎng)基芽增殖倍數(shù)最低，僅為2.00倍，3種基本培養(yǎng)基之間的差異達極顯著水平。此外，MS培養(yǎng)基的芽長勢最好，芽多且較粗

壯；Miller培養(yǎng)基的芽長勢較好，相比MS基本培養(yǎng)基，芽數(shù)減少，芽較細；White培養(yǎng)基的繼代效果最差，芽數(shù)最少且細弱。表明MS培養(yǎng)基適宜作為金秀香芋無菌芽增殖的基本培養(yǎng)基。

2.2 不同生長素對廣西金秀香芋無菌芽增殖的影響

從表2可以看出，在6BA同等濃度（0.3 mg/L）的條件下，以NAA與6BA組合的芽增殖效果最好，芽增殖倍數(shù)為3.15倍；IBA組合的效果處于中間水平，IAA組合的效果最差。3種生長素與6BA組合的處理之間，其芽增殖倍數(shù)的差異均達極顯著水平。3組生長素處理中，NAA處理組的芽長勢最好，芽多而粗；相比NAA組，IBA組芽長勢較好，但芽數(shù)減少，不夠粗壯；IAA處理組的芽長勢最差，且芽少而細弱。表明0.2 mg/L NAA為金秀香芋芽增殖較適宜的生長素。

2.3 不同6BA濃度對廣西金秀香芋無菌芽增殖的影響

由表3可知，在一定6BA濃度范圍（1.0～5.0 mg/L）內，金秀香芋的芽增殖倍數(shù)隨6BA濃度的增加而呈升高趨勢。當6BA濃度為5.0 mg/L時，芽增殖倍數(shù)最高，達4.09倍。在5個處理組中，4.0 mg/L 6BA組的芽增殖倍數(shù)較高，為3.46倍，且芽多而粗壯，葉色濃綠；1.0 mg/L 6BA 組芽略粗，但數(shù)量稀少，且長勢差，葉色淡；2.0 mg/L 6BA組芽長勢一般，但數(shù)量較多且粗壯，葉色較綠；3.0 mg/L 6BA組芽增殖倍數(shù)較2.0 mg/L 6BA高，芽數(shù)量多且壯，長勢較好，葉色較綠；5.0 mg/L 6BA組，雖然芽增殖倍數(shù)最高，但芽細弱，葉片也卷曲，且有少量變異株。綜合考慮，選擇4.0 mg/L 6BA為金秀香芋無菌芽增殖的最適宜濃度。

2.4 不同激素組合對廣西金秀香芋無菌芽增殖的影響

由表4可知，在MS+0.2 mg/L NAA+3.0 mg/L 6BA基礎上，分別添加0.5 mg/L的 KT、TDZ、CPPU或PP333，均能有效地提高培養(yǎng)效率，但程度不同。添加TDZ處理組的芽長勢最好，芽增殖倍數(shù)最高，達3.92倍；PP333處理組的芽增殖倍數(shù)也較高，為3.90倍。但在芽生長表現(xiàn)方面，TDZ組的芽細弱，而PP333處理組的芽粗壯，葉色較TDZ組濃綠，芽長勢也較好。在芽增殖系數(shù)方面，4個處理組中，TDZ和PP333處理組無顯著差異，但與KT、CPPU組差異顯著，CPPU處理組相比KT、TDZ組，芽稍多、粗壯且長勢好。綜合芽增殖倍數(shù)和芽生長表現(xiàn)，以MS+0.2 mg/LNAA+3.0 mg/L 6BA+0.5 mg/L PP333為金秀香芋最適宜的激素組合。

2.5 不同濃度蔗糖對廣西金秀香芋無菌芽增殖的影響

由表5可知，不同蔗糖濃度對金秀香芋無菌芽增殖的影響差異顯著。30 g/L的蔗糖濃度處理效果最好，芽增殖倍數(shù)達3.09倍；其次是20 g/L的蔗糖濃度處理，再次為40 g/L蔗糖濃度，最差的是10 g/L的蔗糖濃度，芽增殖倍數(shù)僅為1.78倍。在4個處理組中，芽生長表現(xiàn)最好的是30 g/L蔗糖濃度處理，此組芽多，粗壯，芽長勢最好且葉色濃綠。10 g/L蔗糖濃度處理效果最差，芽數(shù)量最少，且生長細小，長勢差，葉色黃。20 g/L的蔗糖濃度相比10 g/L處理組，芽稍多且粗壯，芽長勢較好，葉綠。40 g/L蔗糖濃度處理的芽數(shù)量少，長勢差，葉色雖綠但葉片厚、微卷曲，且植株矮小。因此金秀香芋無菌芽增殖的最佳蔗糖濃度為30 g/L。

3 結論與討論

大量研究證明，植物組織培養(yǎng)能否取得成功，基本培養(yǎng)基的選擇十分重要。由于不種培養(yǎng)基具有不同的特點，所以，不同種類的植物和接種材料，應選擇各自適宜的培養(yǎng)基。該試驗發(fā)現(xiàn)，不同基本培養(yǎng)基對金秀香芋芽增殖存在一定的影響。MS培養(yǎng)基對金秀香芋芽增殖的效果最好，這可能是由于MS培養(yǎng)基具有豐富的無機鹽，其不僅能夠保證組織生長所需的礦物質，而且能加速芽的增殖生長。

在植物離體培養(yǎng)過程中，生長素種類和細胞分裂素濃度的篩選極為關鍵，它們對器官分化的調節(jié)作用具有重要意義。該試驗結果表明，生長素NAA處理對金秀香芋芽增殖效果最好，芽長勢好，多而粗壯，有效地保證了下一步繼代的優(yōu)勢，為之后的生根壯苗奠定了良好基礎。而IAA生長素處理，芽長勢不好，芽數(shù)量少而細弱，不僅會影響下一代的繼代生長，還會延長增殖繼代的時間。該試驗結果表明，生長素NAA與細胞分裂素6BA的組合有利于芽的增殖，這也驗證了Rosemary等[8]的研究結果。選擇適宜的生長素種類，對提高無菌芽增殖系數(shù)，縮短繼代時間，保證繼代材料質量具有重要作用。

6BA細胞分裂素濃度的差異，對金秀香芋芽增殖生長有顯著影響。當6BA濃度過低（≤2.0 mg/L）時，芽增殖少，葉色淡，長勢差；但6BA濃度過高（≥5.0 mg/L）時，芽雖多但細弱，且有葉片扭曲和變異株出現(xiàn)。因此，金秀香芋芽增殖生長的6BA適宜濃度為3.0～4.0 mg/L。黃光文[9]研究表明，在江永香芋的叢生芽誘導試驗中，隨著6BA濃度升高分化芽也隨著升高，以3.0～4.0 mg/L處理最好，叢生芽生長正常，繁殖系數(shù)高。該試驗結果與黃光文[9]研究相符。6BA濃度過高，抑制了物質的運輸和調節(jié)，反而使芽細弱，抑制葉片的生長。高濃度的6BA還會引起體細胞在分裂過程中出現(xiàn)基因突變、染色體的丟失等現(xiàn)象。研究表明，高濃度的6BA可加大長期培養(yǎng)愈傷組織超倍性體細胞頻率[10-11]。在組培繼代增殖過程中，變異植株的出現(xiàn)，可能會影響組織培養(yǎng)物繼代的遺傳穩(wěn)定性。但若這種變異是有利于作物遺傳育種的，可對此進一步研究探索，以改良作物育種和豐富種質資源。

其他適宜外源激素的添加，不但對芽增殖有較好的效果，而且還能促進壯苗，使莖粗壯，葉色濃綠。該試驗結果表明，添加0.5 mg/L PP333和0.5 mg/L TDZ均能有效地提高金秀香芋無菌芽增殖倍數(shù)，2種激素對芽增殖的效應系數(shù)相差不大，但添加PP333處理組與添加TDZ處理組比較，芽更粗壯，葉色更綠，芽長勢也更好。在試驗過程中還觀察到，PP333處理組的芽長勢雖好，但苗較矮，葉片較厚。這與劉東云等[12]研究結果相似，其研究表明，在培養(yǎng)基中添加不同含量的PP333明顯促進山丹組培苗鱗莖的增大，可使植株矮小、莖粗、葉厚。因此，今后可進一步作不同濃度的PP333比較試驗，從而篩選出更適合金秀香芋無菌芽增殖和生長的PP333濃度以及和其他激素的適宜組合。

糖作為一種重要的能源物質，在植物離體培養(yǎng)過程中是必不可少的。糖對組織形態(tài)發(fā)生有重要作用，同時，細胞內的滲透反應主要靠糖的調節(jié)[13]。對金秀香芋無菌芽增殖生長的試驗結果表明，高濃度蔗糖（≥40 g/L）抑制了芽的增殖和生長，芽少且長勢差，葉片厚而卷曲，這可能是因為培養(yǎng)系統(tǒng)的滲透壓增加，阻礙了組織細胞對水分和營養(yǎng)物質的運輸和吸收。而低濃度的蔗糖（≤10 g/L）卻不能滿足植株生長發(fā)育過程中所需的能源物質，影響有機物的合成，造成芽少且細小，葉色發(fā)黃。因此，金秀香芋無菌芽增殖和生長適宜的蔗糖濃度為30 g/L。

參考文獻

[1] 譚衛(wèi)萍，許敏娜，肖熙鷗.廣州市文岡香芋發(fā)展現(xiàn)狀與應對策略[J].南方農業(yè)，2011（5）：77-79.

[2] 徐炯志，于文進，龍明華.荔浦芋組織培養(yǎng)和快速繁殖[J].廣西熱作科技，2000（2）：19-20.

[3] SALAZAR L，ROY A，GOMEZ L，et al.Detection of dasheen mosaic virus（DMV）by radioimmunoassay[J].Agro Costarr，1991，15（1/2）：151-155.

[4] ZETTLE F W，TSAI J H，F(xiàn)AAN H C，et al.Dasheen mosaic virus infecting taro in People's Republic of China[J].Plant Disease，1987，71（9）：837-839.

[5] GREBER R S，SHAW D E.Dasheen mosaic virus in Queensland[J].Austral Plant Pathol，1986，15（2）：29-33.

[6] HU J S，MELEISEA S，WANG M，et al Dasheen mosaic poty virus in Hawaiian taro[J].Austral Plant Pathol，1995，24（2）：112-117.

[7] HU J S，MELEISEA S，WANG M.Detection of dasheen mosaic virus from taro plants in the field and in tissue culture[J].Plant Disease，1994，78（7）：754.

[8] ROSEMARY C O.Chng，Chong-jin Goh.High frequency direct shoot regeneration from corm axillary buds and rapid clonal propagation of taro，Colocasia esculenta var.esculenta（L.）Schott（Araceae）[J].Plant Science，1994，104（1）：93-100.

[9] 黃光文.江永香芋的組織培養(yǎng)研究[J].湖南科技學院學報，2006，27（11）：189-190.

[10] 李士生，張玉玲.小麥愈傷組織及再生植株的染色體變異[J].遺傳學報，1991，18（4）：332-338.

[11] 李士生，張玉玲.小麥愈傷組織細胞的姐妹染色單體交換[J].遺傳學報，1990，17（5）：365-368.

[12] 劉冬云，史寶勝，李銀華，等.不同碳源及PP333、GA3對山丹組培苗鱗莖增大的影響[J].河北農業(yè)大學學報，2005，28（2）：32-35.

[13] 鄭成木，劉進平.熱帶亞熱帶植物微繁殖[M].長沙：湖南科學技術出版社，2001：68.