不同激素對(duì)雜交魔芋愈傷誘導(dǎo)及植株再生的影響

蔡陽(yáng)光++張文慧++陳國(guó)愛(ài)++郭邦利

摘 要 以雜交魔芋球莖為外植體，以添加不同種類和濃度的生長(zhǎng)素及細(xì)胞分裂素的MS為培養(yǎng)基，研究不同濃度激素配比對(duì)魔芋愈傷組織誘導(dǎo)形成、增殖、分化以及植株再生等的影響。結(jié)果表明：6-BA濃度在3.0 mg/L時(shí)，對(duì)魔芋愈傷組織的誘導(dǎo)率最高，達(dá)到90%；6-BA與NAA配合使用時(shí)，有利于提高愈傷組織分化率，6-BA濃度在0.5～1.0 mg/L、NAA濃度在0.1～0.5 mg/L時(shí)，成苗率均較高，其中6-BA濃度在1.0 mg/L、NAA濃度在0.1 mg/L時(shí)，愈傷分化率最高，達(dá)到84.4%，成苗率達(dá)到253%；NAA濃度在0.2～0.5 mg/L時(shí)，生根率最高，達(dá)到247%。綜合以上不同濃度及激素配比的作用效果，認(rèn)為適合雜交魔芋麻桿球莖植株再生的最適愈傷誘導(dǎo)培養(yǎng)基是MS+6-BA 3.0 mg/L；最適愈傷分化及芽分化培養(yǎng)基是MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L；最適生根培養(yǎng)基是1/2 MS+NAA 0.2～0.5 mg/L。

關(guān)鍵詞 雜交魔芋 ；球莖 ；組織培養(yǎng) ；激素

中圖分類號(hào) S632.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2017.10.001

Effect of Different Hormones on Callus Induction and

Plant Regeneration of Hybrid Amorphophallus konjac

CAI Yangguang ZHANG Wenhui CHEN Guoai GUO Bangli

（Ankang Institute of Agricultural Science in Shanxi Province， Ankang Shanxi 725000）

Abstract Corms of hybrid Amorphophallus konjac were used as explants and cultured in the MS medium at presence of different concentrations of hormones （auxin and cytokinin） to observe the effect of different combinations of hormones on callus formation， proliferation， differentiation and plantlet regeneration of the hybrid konjac. The results showed that the hybrid konjac had a calli inducing rate of 90%， the highest， when cultured in the medium supplemented with 6-BA at a concentration of 3.0 mg/L， and the shoot formation rate was higher when the concentrations of 6-BA and NAA were at the range of 0.5～1.0 mg/L and 0.1～0.5 mg/L， respectively； when the concentrations of 6-BA and NAA were 1.0 mg/L and 0.1 mg/L， respectively， the callus differentiation rate was 84.4%， the highest， and the shoot formation rate was upto 253%； when the NAA concentration was 0.2～0.5 mg/L， the rate of rooting was the highest （247%）. The results showed that MS+6-BA 3.0 mg/L was the best medium for callus induction， that MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L was the best medium for callus and shoot differentiation， and that 1/2 MS+NAA 0.2～0.5 mg/L was the best medium for rooting.

Keywords hybrid Amorphophallus konjac ； corm； tissue culture ； hormone

魔芋為天南星科魔芋屬多年生草本植物，生產(chǎn)推廣上主要是利用芋鞭及球莖進(jìn)行無(wú)性繁殖，其繁殖系數(shù)較低，相比于白魔芋，各地主栽品種花魔芋的繁殖系數(shù)更低，一般只能產(chǎn)生4～6條根狀莖；加上用種需求量大及各品系世代不純等原因，使得新品種的擴(kuò)繁和迅速推廣受到了很大的限制。近幾年，利用組培快繁技術(shù)使得利用根狀莖和球莖進(jìn)行快速.繁殖成為可能，大大縮短了繁殖時(shí)間，很大程度上解決了種芋繁殖系數(shù)低、種源不足等的問(wèn)題。針對(duì)魔芋組培技術(shù)的研究有很多，如利用魔芋的芽、球莖及芋鞭等作為繁殖材料以及不同地區(qū)采用當(dāng)?shù)氐闹髟曰騼?yōu)勢(shì)品種作為繁殖材料進(jìn)行擴(kuò)繁[1-4]；利用不同種類及濃度的激素對(duì)魔芋進(jìn)行誘導(dǎo)[5-6]；對(duì)魔芋組培過(guò)程中出現(xiàn)的玻璃化及褐化現(xiàn)象進(jìn)行研究[7-10]；利用誘變等生物技術(shù)對(duì)白魔芋或花魔芋在組培過(guò)程中進(jìn)行誘變[11-12]。但因?yàn)榈赜驓夂颦h(huán)境及品種的不同，以及組培過(guò)程中存在的褐化、分化慢及內(nèi)源污染等問(wèn)題，導(dǎo)致不同的研究者所得到的結(jié)果也存在著一定的差異，只能作為一種參考，而實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性不強(qiáng)。故本實(shí)驗(yàn)利用自選雜交品種麻桿的球莖作外植體，在已有的雜交品種黑桿及綠桿研究的基礎(chǔ)上，以及綜合對(duì)不同激素種類及濃度的初步篩選，選用不同種類和濃度的6-BA及NAA作為誘導(dǎo)激素，以期篩選到適合本地麻桿球莖愈傷增殖、分化及植株再生等各個(gè)階段的最適激素配比及濃度，為后期雜交麻桿品種的規(guī)?；N芋繁育提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。endprint

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用安康市農(nóng)科所自選雜交品種麻桿14-01球莖。

1.2 方法

1.2.1 魔芋愈傷組織的誘導(dǎo)

球莖用自來(lái)水沖洗干凈后晾干，在超凈臺(tái)上在進(jìn)行消毒。首先在75%酒精中浸泡30 s，無(wú)菌水沖洗3次；然后轉(zhuǎn)入0.1% HgCl2中進(jìn)行表.面消毒15 min，用無(wú)菌水沖洗3次，切成約1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的小塊，接于愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基上（MS基本培養(yǎng)基附加不同濃度的6-BA，pH值5.8～6.0，蔗糖濃度30 g/L，瓊脂4.2 g/L，每瓶培養(yǎng)基容量為60 mL）。每處理接種30瓶，每瓶1個(gè)外植體，共3個(gè)重復(fù)。于25℃室溫的培養(yǎng)室中進(jìn)行暗培養(yǎng)30 d后，不切割轉(zhuǎn)接到相同的新鮮培養(yǎng)基上繼代增殖。30 d后，統(tǒng)計(jì)愈傷誘導(dǎo)情況（愈傷誘導(dǎo)率%=形成愈傷的外植體數(shù)/接入的外植體數(shù)）。

1.2.2 魔芋愈傷分化及芽分化的誘導(dǎo)

挑選同一濃度下長(zhǎng)勢(shì)良好且質(zhì)地均勻的愈傷組織，切成約1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm的小塊，接于芽分化誘導(dǎo)培養(yǎng)基上（MS培養(yǎng)基添加不同濃度配比的6-BA和NAA，pH值5.8～6.0，蔗糖濃度30 g/L，瓊脂4.2 g/L，每瓶培養(yǎng)基容量為60 ml）。每個(gè)處理接種75瓶，每瓶接種外植體1個(gè)，3個(gè)重復(fù)。培養(yǎng)溫度（25±2）℃，光照時(shí)間12 h，光照強(qiáng)度1 500～2 000 lx。一個(gè)月后，統(tǒng)計(jì)芽分化情況，兩個(gè)月后統(tǒng)計(jì)成苗情況（以幼苗露出芽鞘2 cm為準(zhǔn)；愈傷組織分化率%=分化的愈傷數(shù)/接入的愈傷數(shù)，芽分化率%=分化的芽數(shù)/接入的愈傷數(shù)）。

1.2.3 魔芋組培苗的生根誘導(dǎo)

挑選生長(zhǎng)良好的幼苗，不切割轉(zhuǎn)接于生根培養(yǎng)基上（1/2 MS基本培養(yǎng)基添附加不同濃度的NAA，pH值5.8～6.0，蔗糖濃度20 g/L，瓊脂4.2 g/L，每瓶培養(yǎng)基容量為60 ml）。每處理接種30瓶，每瓶1個(gè)外植體，共3個(gè)重復(fù)。培養(yǎng)溫度（25±2）℃，光照時(shí)間12 h，光照強(qiáng)度1 500～2 000 lx。一個(gè)月后，統(tǒng)計(jì)幼苗生根情況（生根率%=生根的幼苗數(shù)/接入幼苗數(shù)）。

2 結(jié)果與分析

2.1 6-BA對(duì)魔芋形成愈傷組織的影響

由圖1、2可知，6-BA濃度在3.0 mg/L時(shí)愈傷誘導(dǎo)率最大達(dá)到90%，除2.0 mg/L處理外，與其他組之間差異均達(dá)到顯著；6-BA濃度在4 mg/L時(shí)愈傷誘導(dǎo)率最低，且均與其他處理之間差異顯著；而6-BA濃度在0.5～2.0 mg/L時(shí)，愈傷誘導(dǎo)率差異并不顯著。由此說(shuō)明6-BA濃度較低（<2.0 mg/L）時(shí)，愈傷的形成不會(huì)隨著6-BA濃度的增加而增加，當(dāng)6-BA濃度達(dá)到一定濃度（2.0 mg/L）時(shí)，愈傷誘導(dǎo)率顯著上升，但超過(guò)這一濃度范圍，愈傷誘導(dǎo)率則又會(huì)顯著下降。綜上所述，當(dāng)6-BA濃度在3.0 mg/L時(shí)，魔芋愈傷誘導(dǎo)率最高。

2.2 不同濃度激素配比對(duì)魔芋愈傷分化及芽分化的影響

2.2.1 不同濃度激素配比對(duì)魔芋愈傷分化的影響

由表1、圖3可知，6-BA濃度為1.0 mg/L時(shí)，愈傷分化率均較高，其中NAA濃度在0.1 mg/L時(shí)，分化率最高，達(dá)到84.4%，NAA濃度在0.2～0.5 mg/L時(shí)，差異不顯著；當(dāng)6-BA濃度在0.5 mg/L及1.5～3.0 mg/L時(shí)，愈傷分化率均較1.0 mg/L處理低，且差異顯著。當(dāng)6-BA濃度在0.5 mg/L時(shí)，0.5 mg/L NAA處理獲得的魔芋愈傷分化率較高，且與其他組差異顯著。說(shuō)明，當(dāng)6-BA濃度較低時(shí)，適當(dāng)補(bǔ)充一定濃度的NAA，對(duì)愈傷分化能起到很好的促進(jìn)作用；而當(dāng)6-BA濃度超過(guò)一定濃度范圍（1.0 mg/L），NAA濃度變化對(duì)魔芋愈傷組織分化無(wú)顯著影響。綜上所述，1.0 mg/L 6-BA+0.1～0.5 mg/L NAA處理為魔芋愈傷分化誘導(dǎo)的最佳組合。

2.2.2 不同濃度激素配比對(duì)魔芋芽分化的影響

由表1、圖4可知，6-BA濃度在0.5～1.0 mg/L時(shí)，芽分化率均較高，且除0.5 mg/L 6-BA+0.2 mg/L NAA處理外，均與其他處理組之間差異顯著，而6-BA濃度在1.0 mg/L時(shí)的芽分化誘導(dǎo)率又較0.5 mg/L時(shí)更高；其中1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA處理組合下魔芋芽分化率最高，達(dá)到253%，與所有處理組合之間差異均達(dá)到顯著；而6-BA濃度在1.5～3.0 mg/L時(shí)，芽分化率均較低，且各組之間差異不顯著。此結(jié)果說(shuō)明，當(dāng)6-BA濃度較低時(shí)，適當(dāng)增加NAA的濃度，對(duì)芽分化誘導(dǎo)能起到很好的促進(jìn)作用；當(dāng)6-BA濃度過(guò)大（>1.0 mg/L）時(shí)，NAA濃度變化對(duì)魔芋芽分化誘導(dǎo)無(wú)顯著影響。綜上所述，6-BA濃度在0.5～1.0 mg/L，NAA濃度在0.1～0.5 mg/L時(shí)，魔芋芽分化率較高。

2.3 NAA對(duì)魔芋組培苗生根誘導(dǎo)的影響

由圖5、6可知，NAA濃度在0.2～0.5 mg/L時(shí)，魔芋組培苗的生根率最高，達(dá)到247%以上，與其他組之間差異顯著；在0.1 mg/L與1.0 mg/L時(shí)的生根率差異不顯著；1.5 mg/L時(shí)的生根率最低，為138%，且與其他組之間差異顯著。說(shuō)明NAA濃度較低（<0.5 mg/L）時(shí)，隨著NAA濃度的增加，魔芋組培苗的生根率逐漸上升，但超過(guò)這一濃度范圍時(shí)，魔芋組培苗的生根率則會(huì)顯著下降。綜上所述，NAA濃度在0.2～0.5 mg/L時(shí)，魔芋組培苗的生根率最高。

3 討論與結(jié)論

3.1 不同濃度激素配比對(duì)誘導(dǎo)愈傷增殖及分化的影響

植物的生長(zhǎng)發(fā)育主要是在不同種類激素的相互調(diào)控作用下發(fā)生的，其中生長(zhǎng)素及細(xì)胞分裂素對(duì)離體植物組織或器官的調(diào)控作用表現(xiàn)得尤為明顯，研究表明其對(duì)植物離體培養(yǎng)中的細(xì)胞分化和形態(tài)發(fā)生具有明顯的調(diào)控作用[13]，尤其是兩類激素的平衡對(duì)于誘導(dǎo)原基的形成非常重要[14-15]。一般認(rèn)為，細(xì)胞分裂素/生長(zhǎng)素比例較高時(shí)，有利于芽的分化，比例較低時(shí)則有利于根的分化[16]。徐小燕等[17]研究表明，6-BA濃度為1.5 mg/L，NAA濃度在0.1～0.2 mg/L時(shí)，有利于愈傷組織的誘導(dǎo)、增殖；而當(dāng)6-BA濃度為2.0 mg/L時(shí)，則有利于芽的分化。黃丹楓等[18]研究表明，魔芋球莖中生長(zhǎng)素含量很低，若在培養(yǎng)基中添加0.1～1.0 mg/L的NAA，與6-BA配合使用，對(duì)愈傷的誘導(dǎo)及增殖具有較好的促進(jìn)作用，但較高濃度對(duì)于出苗速度有一定的影響。秦廷豪等[19]研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素濃度接近時(shí)，有利于愈傷組織的誘導(dǎo)，6-BA濃度為1.5～2.0 mg/L、NAA的濃度為0.1～0.5 mg/L時(shí)，則有利于芽的分化及植株再生，且在愈傷誘導(dǎo)階段兩者比值宜小。孫繼華等[20]研究表明，不同濃度配比對(duì)愈傷的誘導(dǎo)以及芽和根的分化有較大的影響，其中0.5 mg/L 6-BA和0.5 mg/L NAA為誘導(dǎo)愈傷組織的最佳組合；1.5 mg/L 6-BA和0.5 mg/L NAA為誘導(dǎo)芽分化的最佳組合；0.5 mg/L NAA和1.0 mg/L 6-BA為誘導(dǎo)生根的最佳激素組合。endprint

本實(shí)驗(yàn)中，適合魔芋球莖愈傷組織誘導(dǎo)和增殖的6-BA濃度為3.0 mg/L，在此基礎(chǔ)上添加0.1～0.5 mg/L NAA對(duì)芽誘導(dǎo)分化效果較好，添加0.2～0.5 mg/L NAA對(duì)魔芋生根誘導(dǎo)效果較好，這與上述秦廷豪等的研究結(jié)果較一致。從而表明激素種類或激素濃度的不同都會(huì)對(duì)相同或者不同外植體愈傷的增殖及分化產(chǎn)生很大的影響。在一定的濃度范圍內(nèi)，細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素兩者濃度相接近，則有利于愈傷的分化；二者配比越小，越利于芽的分化；兩者配比越大，越利于根的分化。

3.2 不同濃度激素對(duì)組培苗根誘導(dǎo)分化與生長(zhǎng)的影響

董文堯等[21]研究發(fā)現(xiàn)，將魔芋分化的叢生苗切成單株轉(zhuǎn)接到生根培養(yǎng)基中，當(dāng)NAA濃度在0～0.5 mg/L范圍內(nèi)時(shí)，均能誘導(dǎo)生根，更進(jìn)一步研究對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)NAA濃度為0.3～0.5 mg/L時(shí)，生根率最高，且在相同濃度6-BA處理下，適當(dāng)提高NAA的濃度有利于根的形成。Hu等[22]用不同的植物激素及不同配比濃度（6-BA和NAA或KT）并進(jìn)行組合實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，這些激素的組合產(chǎn)生球狀莖結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步培養(yǎng)能誘導(dǎo)產(chǎn)生芽和根，且最適誘導(dǎo)激素比為（細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素比值）4∶1。王玲等[23]的研究發(fā)現(xiàn)，若不再單獨(dú)配制生根培養(yǎng)基，而是將誘導(dǎo)分化的芽繼續(xù)轉(zhuǎn)接到芽分化誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，會(huì)使愈傷增殖、再分化及不定芽壯苗生根同時(shí)進(jìn)行。本實(shí)驗(yàn)采用常規(guī)方法，發(fā)現(xiàn)NAA濃度在0.2～0.5 mg/L時(shí)，對(duì)誘導(dǎo)魔芋組培苗生根效果較好，這與董文堯等研究較一致，表明NAA在一定濃度范圍內(nèi)對(duì)生根有促進(jìn)作用，超過(guò)這一濃度范圍，則會(huì)出現(xiàn)抑制現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)

[1] 蘇承剛，張興國(guó)，張盛林. 桂平魔芋組織培養(yǎng)研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)，1999， 8（1）：76-80.

[2] 盧麗紅，付洪冰. 花魔芋側(cè)芽增殖及誘導(dǎo)愈傷研究[J]. 陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（12）： 43-45.

[3] 周 濤. “楚魔花1號(hào)”組培快繁體系的建立[D]. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[4] 王自布，杞文瑞，梁 慧，等. 魔芋不同外植體組培快繁及其再生體系的研究[J].分子植物育種，2016（03）：699-703.

[5] 楊 睿，初美靜，雷 敏，等. 不同外植體與激素組合對(duì)花魔芋組織培養(yǎng)效果的影響[J]. 現(xiàn)代園藝，2015（22）：5-7.

[6] 朱 玲，郭雄輝，胡選萍. 魔芋愈傷誘導(dǎo)的多因子正交試驗(yàn)[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（13）：3 479-3 481.

[7] 柳 俊，謝 從，余展深. 魔芋離體繁殖研究[J]. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，23（3）：228-229.

[8] 林 蓉，謝春梅，謝世清. 優(yōu)質(zhì)魔芋組培快繁技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2005（01）：153-155.

[9] 宋志紅，吳金平，曾祥國(guó)，等. 魔芋組織培養(yǎng)快繁技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008（20）：57-59.

[10] 崔繼梅，梁艷麗，謝世清. 魔芋組培快繁中常見(jiàn)的幾個(gè)問(wèn)題及對(duì)策[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（01）：96-98.

[11] 劉好霞，高啟國(guó)，夏永久，等. 白魔芋多倍體誘導(dǎo)研究初報(bào)[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2006（11）：83-85.

[12] 胡建斌，柳 俊. 魔芋屬植物組織培養(yǎng)與遺傳轉(zhuǎn)化研究進(jìn)展[J]. 植物學(xué)通報(bào)，2008（01）：14-19.

[13] 呂冬霞，曲長(zhǎng)福. 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)愈傷組織培養(yǎng)的影響[J]. 北方園藝，2004（5）：68.

[14] 朱青松，梅康鳳，王沙生. 外源生長(zhǎng)索對(duì)煙草髓愈傷組織分化和內(nèi)源IAA含量的影響[J]. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1999，12（1）：22-25.

[15] 熊國(guó)勝，李家洋. 植物激素調(diào)控研究進(jìn)展[J]. 科學(xué)通報(bào)，2009，54（18）：2718- 2723.

[16] 崔德才，徐培文. 植物組織培養(yǎng)與工廠化育苗[M]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社，2003：27-30.

[17] 徐小燕，湯萬(wàn)香，楊文治. 激素對(duì)魔芋球莖愈傷組織誘導(dǎo)和植株再生的影響[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2014，22：67-68

[18] 黃丹楓，陸文初. 細(xì)胞分裂素與魔芋組織培養(yǎng)器官發(fā)生研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1993，15（6）：522-526.

[19] 秦廷豪，李曉梅，張 軍，等. 花魔芋離體再生體系的建立[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，54（23）：6 054-6 058.

[20] 孫繼華，楊 超，劉菊華，等. 魔芋高效再生體系的建立與優(yōu)化[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)，2012，33（1）：84-88.

[21] 董立堯，武淑文，高同春，等. 千金子發(fā)生特點(diǎn)與危害及其防除研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2003（1）：55-61.

[22] Hu J B， Gao X X， . Liu J， et al. Plant regeneration from petiole callus of Amorphophallus albus andendprint