孔雀五彩芋的離體再生與繁殖

胡城，陶宇，陳永勤

(湖北大學生命科學學院，湖北 武漢 430062)

0 引言

五彩芋，又名花葉芋、彩葉芋，是天南星科(Araceae)五彩芋屬(Caladium)植物，原產(chǎn)南美洲熱帶地區(qū).五彩芋不僅葉形優(yōu)美，更重要的是其葉片有不同的顏色，絢麗多彩，是重要的觀葉植物，迄今有300多個品種.我國從上世紀末開始陸續(xù)引進了一些五彩芋品種作為觀賞植物栽培，深受人們的喜愛.

孔雀五彩芋為大葉型品種，葉緣波浪形，葉脈黃綠、黃白和綠色，葉片紅色，鮮艷、美麗[13]，其離體再生技術(shù)尚少見報道.本文報道了一種可靠的利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)高效繁殖孔雀五彩芋的方法.

1 材料與方法

1.1 材料孔雀五彩芋(Caladiumhortulanum‘Makoyana’)購于海南省三亞市，取成熟葉做外植體.

1.4 不定芽的誘導與增殖將增殖培養(yǎng)基上的愈傷組織切成小塊，轉(zhuǎn)到不定芽誘導培養(yǎng)基上.待不定芽形成后，將不定芽(帶部分愈傷組織)分割開來，轉(zhuǎn)到芽增殖培養(yǎng)基上，50 d增殖一次.

2 結(jié)果與分析

愈傷組織形成后，將其切成小塊接種在增殖培養(yǎng)基上，7 d后邊緣開始出現(xiàn)新的愈傷組織.30 d內(nèi)，新愈傷組織生長良好，黃綠色，結(jié)實.

圖1 孔雀五彩芋葉片外植體的植株再生 A. 接種7 d的花葉芋葉片外植體；B. 在2 mg/L BA和2 mg/L NAA培養(yǎng)基上的外植體膨大、形成愈傷組織；C. 在2 mg/L BA和1 mg/L 2,4-D培養(yǎng)基上培養(yǎng)的葉塊所形成的愈傷組織，葉塊已褐化；D. 愈傷組織在2 mg/L BA和0.2 mg/L NAA培養(yǎng)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培養(yǎng)基上增殖、形成芽叢；F. 不定芽在1 mg/L IBA培養(yǎng)基上生根形成的再生植株

表1 不同激素組合對花葉芋葉片外植體器官分化的影響

表2 BA濃度對花葉芋愈傷組織分化分化不定芽的影響

2.3 花葉芋不定芽的生根與植株再生含1或2 mg/L IBA的培養(yǎng)基上，不定芽大約接種10 d后開始生根，21 d后生根率可以達到100%，35 d后每個不定芽可以形成具有7條根以上的完整植株(圖1F).兩種IBA濃度的培養(yǎng)基在生根方面沒有顯著差異.在無IBA的培養(yǎng)基上，五彩芋的芽也可以生根，只是生根晚、根的數(shù)量少些而已.

表3 不同培養(yǎng)基對花葉芋芽的生根的影響

2.4 組培苗移栽與生長將花葉芋組培苗移栽到溫室中后，注意澆水，成活率很高，幾乎可以100%成活，而且生長良好.

在組織培養(yǎng)過程中，不定芽和再生植株的葉片都是全綠色(圖1).組培苗移栽后60 d內(nèi)，原有的葉片和新長出的4片葉也都是全綠的(圖2A).但大約從第5片新葉開始，葉片伸展后基部會出現(xiàn)少量彩斑，彩斑面積隨葉片增大而有所增大(圖2B).到第7片葉時，彩斑可以擴展到全葉(圖2C)，與原來母株葉片的性狀一致(圖2D).我們對2016年、2017年和2018年再生的五彩芋組培苗分別進行了移栽，發(fā)現(xiàn)所有組培苗長成的植株都可以出現(xiàn)與原植株一樣的彩葉，表明這些再生植株的性狀是穩(wěn)定的.

圖2 孔雀五彩芋組培苗移栽與生長A. 移栽后成活的組培苗，葉片綠色; B. 移栽90 d后的組培苗，部分葉片出現(xiàn)彩班； C. 移栽180 d后的組培苗，出現(xiàn)了全彩的葉片；D. 組培前的盆栽植株

3 討論

五彩芋離體再生的步驟通常是先在含激素的培養(yǎng)基上誘導外植體脫分化、形成愈傷組織，再將愈傷組織轉(zhuǎn)到分化培養(yǎng)基上形成胚狀體或不定芽，然后進一步成苗.總地來說，五彩芋的離體再生并不困難.雖然效果因品種、外植體類型、基本培養(yǎng)基和激素而異[1]，但在合適種類和濃度的細胞分裂素和生長素培養(yǎng)基上，外植體可以形成愈傷組織，所形成的愈傷組織可以進一步在分化培養(yǎng)基上通過胚狀體或不定芽途徑形成再生植株.在進行彩葉芋組織培養(yǎng)時，人們大都用未展開的幼葉做外植體[2,15-17].本研究證明，孔雀五彩芋的成熟葉也是合適的外植體，在含2 mg/L BA和2 mg/L NAA的MS培養(yǎng)基上也獲得了較好的效果，愈傷組織誘導率達到63%.一些研究者發(fā)現(xiàn)1 mg/L 2,4-D單獨使用或者與細胞分裂素聯(lián)合使用可以有效地誘導五彩芋形成愈傷組織，但我們發(fā)現(xiàn)，對于孔雀五彩芋愈傷組織的誘導，2,4-D的效果沒有NAA好，容易引起外植體褐化，愈傷組織誘導率比較低.朱至清等[10]發(fā)現(xiàn)，激動素(細胞分裂素)可以有效地誘導彩葉芋愈傷組織形成不定芽，而BA有抑制作用.本研究和其他的研究證明，BA也可以有效誘導一些五彩芋品種形成不定芽.

植物顏色嵌合體的形成有多種原因，有些是由于由不同遺傳組成的細胞導致的，有些是由于基因的時空差異表達引起的，也有些可能是由于微生物(如病毒)感染造成的.朱至清等[18]觀察到在亮白花葉芋葉片中存在類菌質(zhì)體，并認為類菌質(zhì)體使被侵染的葉肉細胞失綠或花青素合成異常, 于是在葉片上出現(xiàn)白色和彩色的斑點.孔雀五彩芋的葉片色斑形成的原因還不清楚.我們3年栽培了200多株孔雀五彩芋再生植株，均沒有發(fā)現(xiàn)變異，說明我們所建立的孔雀五彩芋離體繁殖方法是可靠的.

植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以利用少量材料高效繁殖植物，為快速推廣優(yōu)良品種創(chuàng)造了條件.長期以來，植物組培技術(shù)在繁殖蘭花、百合、郁金香、非洲菊、康乃馨、菊花等重要觀賞植物中發(fā)揮了重要作用.利用植物組培技術(shù)繁殖植物的基本要求之一是必需保證所生產(chǎn)的種苗能夠保持母株性狀不變，但是，有關(guān)植物再生植株發(fā)生變異的報道屢見不鮮[19-20]，特別是一些顏色嵌合體花卉，無法用植物組織培養(yǎng)技術(shù)對其進行組培苗生產(chǎn).孔雀五彩芋為顏色嵌合體觀葉植物，常規(guī)繁殖通過分球進行，速度慢.本研究的結(jié)果證明孔雀五彩芋是可以利用組培技術(shù)進行快速繁殖的.