魔芋組織培養(yǎng)中的問題及對(duì)策①

班恒英 謝黎黎 梁秋玲

（廣東農(nóng)墾熱帶作物科學(xué)研究所 廣東 化州 515100）

廣東農(nóng)墾熱帶作物研究所2020年5月啟動(dòng)珠芽黃魔芋組織培養(yǎng)技術(shù)研究及生產(chǎn)項(xiàng)目，截至2021年11月已形成完備的技術(shù)路線，實(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定的苗木批量化生產(chǎn)。該技術(shù)以珠芽黃魔芋優(yōu)良單株珠芽小莖為原始材料，通過小莖切斷直接誘導(dǎo)不定芽，使用以芽繁芽或微型塊莖增殖的方式擴(kuò)繁，將優(yōu)良單株無性系化，有效保證了苗木的遺傳穩(wěn)定性。

生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了較多問題，影響組培育苗效率、苗木品質(zhì)和出苗數(shù)量，甚至不能正常出苗?，F(xiàn)就其中有代表性的問題進(jìn)行分析，給出經(jīng)過驗(yàn)證且簡(jiǎn)單易行的解決方案，供相關(guān)生產(chǎn)者參考。

1 外植體選擇與處理

魔芋組織培養(yǎng)過程中，普遍報(bào)道外植體較易出芽［1-3］。經(jīng)試驗(yàn)，珠芽黃魔芋在生長(zhǎng)季節(jié)使用葉片、小葉柄、地上莖切塊、珠芽、地下莖帶芽點(diǎn)切塊，均可獲得不定芽。

魔芋無菌芽獲得率是影響組培進(jìn)度的因素，生長(zhǎng)季節(jié)葉片、小葉柄、地上莖切塊、珠芽作為外植體，使用洗潔精洗凈，75%酒精潤(rùn)洗，再用0.1%升汞處理8～10 min，無菌芽獲得率均在5%以下，地下莖帶芽點(diǎn)切塊無菌芽獲得率為0，先期使用殺菌劑噴灑和澆灌處理，未改善。抽芽期至羽狀復(fù)葉未展開前，控水防雨，在晴天正午采集外植體，葉片、葉柄及地上莖切塊，其無菌芽獲得率可提升至25%～40%，能滿足生產(chǎn)需要。在珠芽黃魔芋地上部分開始變黃衰退時(shí)，采集老熟珠芽，置于干燥通風(fēng)環(huán)境休眠，次年4月中旬播種，基質(zhì)為新泥炭土或碳化稻殼，使用前暴曬消毒；播種完成后使用飽和漂白粉消毒珠芽并澆透基質(zhì)，小芽苞片突破基質(zhì)表面開始控水防雨，待珠芽抽芽長(zhǎng)莖，采集珠芽地上小莖做外植體，常規(guī)消毒，其無菌芽獲得率在95%以上，且生長(zhǎng)迅速。

2 培養(yǎng)基選擇與調(diào)整

魔芋使用MS作為基本培養(yǎng)基，可完成繼代，在組培過程中，出現(xiàn)了增殖苗褐化、增殖苗根系過多，生根苗細(xì)弱徒長(zhǎng)的問題，可通過調(diào)整培養(yǎng)基解決。

2.1 增殖苗褐化調(diào)整

魔芋增殖培養(yǎng)過程中，褐化明顯，尤其是壯苗培養(yǎng)階段，培養(yǎng)基呈透明深棕色。為減輕褐化，試驗(yàn)加入硝酸銀、PVPP及抗壞血酸，均未明顯改善；培養(yǎng)基內(nèi)加入0.1 g/L核黃素，可有效抑制褐化，同時(shí)對(duì)苗木狀態(tài)無不良影響；增殖培養(yǎng)基加入0.1 g/L活性炭，也可起到抑制褐化的作用，但是易和生根培養(yǎng)基混淆，不推薦使用。

2.2 增殖苗根系偏多調(diào)整

魔芋增殖苗易出根，影響了正常切分。為抑制增殖苗出根過多，可通兩個(gè)途徑：①增殖培養(yǎng)基不添加生長(zhǎng)素，為避免生長(zhǎng)素積累，從外植體誘導(dǎo)培養(yǎng)基開始，均不加入生長(zhǎng)素，仍可正常增殖；②提高培養(yǎng)基大量元素及糖用量，將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 增殖苗微型塊莖誘導(dǎo)

對(duì)以地下莖、薯或塊根作為儲(chǔ)存器官的植物，組織培養(yǎng)過程中，誘導(dǎo)微型的儲(chǔ)存器官，可起到壯苗和提高增殖率的作用，同時(shí)為生根打好基礎(chǔ)，在姜科植物、馬鈴薯、紅薯、魔芋組培過程有多報(bào)道［4-5］。魔芋微型塊莖誘導(dǎo)，可通過增加糖用量同時(shí)延長(zhǎng)轉(zhuǎn)接周期實(shí)現(xiàn)，將糖用量從30 g/L提高到60 g/L，增殖苗高生長(zhǎng)受到明顯抑制，基部有膨大趨勢(shì)，同時(shí)完全抑制增殖苗出根；使用6 g/L卡拉膠作為凝固劑，培養(yǎng)室溫度25～28℃，正常轉(zhuǎn)接周期為25～30 d，超過40 d培養(yǎng)基水化，培養(yǎng)基水化后，即可觀察到增殖苗基部形成微型塊莖，并有淺黃至嫩綠色次級(jí)塊莖發(fā)生，將轉(zhuǎn)接周期延長(zhǎng)至50～60 d，可誘導(dǎo)大量微型塊莖，微型塊莖可直接切分為單個(gè)轉(zhuǎn)入生根培養(yǎng)基誘導(dǎo)成苗，也可轉(zhuǎn)入相同培養(yǎng)基繼續(xù)擴(kuò)繁。

2.4 生根苗形態(tài)調(diào)整

魔芋組培苗易出根，為調(diào)整生根苗形態(tài)，使其呈現(xiàn)苗木矮壯、根系完整的狀態(tài)，需對(duì)生根培養(yǎng)基做出調(diào)整。抑制出根速度和根系發(fā)生量，可使植株根冠比更為協(xié)調(diào)，與增殖培養(yǎng)類似，抑制出根也可提高糖用量，將糖用量從30 g/L提高到45 g/L，可使出根時(shí)間由5～7 d延遲至10～12 d，為植株健壯生長(zhǎng)爭(zhēng)取了時(shí)間。生長(zhǎng)素的添加，可有效調(diào)節(jié)根系形態(tài)，使用NAA 0.2 mg/L+IBA 0.2 mg/L，可誘導(dǎo)5～8條健壯的不定根，次生根系也發(fā)達(dá)健壯，可滿足生產(chǎn)需求。生長(zhǎng)抑制劑使用，對(duì)生根苗形態(tài)建成影響明顯［6-7］，在生根培養(yǎng)基內(nèi)加入10 mg/L甲哌嗡，可使生根苗矮化整齊，移栽成活率高而穩(wěn)定。

3 培養(yǎng)環(huán)境

培養(yǎng)溫度25～28℃，魔芋組培苗均可正常生長(zhǎng)，30～32℃組培苗生長(zhǎng)最為旺盛，培養(yǎng)室空調(diào)使用可兼顧省電，冬季將室溫調(diào)整為25℃制熱，夏季調(diào)整為28℃制冷。培養(yǎng)室光照影響增殖苗褐化程度及健壯度，暗培養(yǎng)可在一定程度上抑制褐化，但是增殖率及健壯度也明顯下降；光譜燈和普通LED燈管褐化程度次之，窗口自然光照，苗木生長(zhǎng)健壯，褐化程度亦加重，增殖苗接種后，可先暗培養(yǎng)10 d（后期使用光譜燈和普通LED燈管照射）～15 d（后期使用自然光照培養(yǎng)），再進(jìn)行光照培養(yǎng)，可兼顧苗木健壯度、褐化程度和節(jié)能減排。生根苗整個(gè)周期均可置于窗口使用自然光照培養(yǎng)。

4 變異的發(fā)生及控制

在珠芽黃魔芋組培過程中，可見部分生長(zhǎng)形態(tài)異常的苗木，主要表現(xiàn)為3種形態(tài)：①整叢組織塊白化，生長(zhǎng)迅速，芽苗粗壯，持續(xù)培養(yǎng)出現(xiàn)明顯玻璃化；②芽苗紫紅色，生長(zhǎng)迅速，芽苗粗壯，持續(xù)培養(yǎng)形態(tài)穩(wěn)定，本類型變異，可作為選育種材料使用；③芽苗苞片過度生長(zhǎng)、卷曲且愈傷化，少見芽苗生長(zhǎng)，降低細(xì)胞分裂素不能正?；謴?fù)。

針對(duì)變異，可采取以下措施減輕和避免：①繼代次數(shù)控制，叢外植體開始，繼代時(shí)間在1 a內(nèi)，繼代次數(shù)15次以內(nèi)，未見明顯變異；②加強(qiáng)巡查和質(zhì)量控制，在培養(yǎng)室發(fā)現(xiàn)變異或接種過程中發(fā)現(xiàn)異常，整瓶剔除，不進(jìn)入下一批次；③降低細(xì)胞分裂素用量，控制細(xì)胞分裂素種類，使用TDZ、ZT均可強(qiáng)烈誘導(dǎo)魔芋組織塊不定芽形成，但是也可急劇增加不可逆轉(zhuǎn)的變異，與任鵬斌等報(bào)道結(jié)果一致［8］，6-BA和KT單獨(dú)、復(fù)配其濃度在0.5 mg/L或以下，繼代過程中未增加變異；④基本培養(yǎng)基使用，增殖培養(yǎng)過程中，高濃度富鹽培養(yǎng)基多次使用，可能會(huì)造成養(yǎng)分失調(diào)，從而出現(xiàn)生長(zhǎng)異常且逐代加重，可每季度降低基本培養(yǎng)基大量元素至0.8 MS濃度使用1次，或使用1次ER基本培養(yǎng)基，可有效提升增殖苗生長(zhǎng)狀態(tài)。

5 生根苗移栽

魔芋為肉質(zhì)草本植物，影響組培苗移栽成活率和苗木生長(zhǎng)狀態(tài)的因素，主要有以下方面。

5.1 生根苗壯苗培育及練苗

生根苗硬實(shí)、老化程度高是移栽成活的前提，所以生根苗培養(yǎng)過程不能將苗木生長(zhǎng)迅速、出根快、根系發(fā)達(dá)作為目標(biāo)，而應(yīng)考慮抑制出根、抑制生長(zhǎng)以獲得敦實(shí)健壯的苗木，同時(shí)帶有微型塊莖的生根苗，移栽成活率高而穩(wěn)定。生根瓶苗帶瓶置于移栽相同環(huán)境練苗15 d左右，可起到良好的練苗效果，避免移栽后小莖失水萎蔫。

5.2 育苗基質(zhì)

育苗基質(zhì)透氣性是考慮的首要因素，板結(jié)基質(zhì)易造成苗地上部枯死，持水性過強(qiáng)的基質(zhì)易導(dǎo)致苗地下莖腐爛。使用體積比60%透氣性良好的材料，如椰糠、泥炭土和甘蔗渣，與細(xì)碎表土混勻使用，可獲得良好的效果。不推薦不加表土而使用純基質(zhì)栽培，容器苗移栽至大田過程中基質(zhì)不能正常成團(tuán)，使容器苗變成裸根苗，造成緩苗期延長(zhǎng)。

5.3 苗期病害及控制

魔芋苗期發(fā)生的主要病害為白絹病和疫病。

白絹病病原為齊整小核菌，組培苗本身不會(huì)攜帶病原菌，導(dǎo)致病害發(fā)生的因素為農(nóng)業(yè)投入品，如基質(zhì)使用的土壤，苗圃重茬且感染發(fā)生過白絹病，育苗托等帶菌，需阻斷傳播途徑。大棚育苗，可在育苗前整棚清空，使用清園劑噴灑棚內(nèi)空間及地面，悶棚7 d以上（記晴天），有條件的苗圃使用離地育苗，也可使用薄膜蓋住原地面，在薄膜上方育苗。育苗使用表土需未種植易感染白絹病的植物，育苗基質(zhì)及表土暴曬消毒，重復(fù)使用的育苗托、育苗杯需使用高錳酸鉀甲醛熏蒸消毒。

疫病發(fā)生條件為高溫高濕環(huán)境，澆水過多和基質(zhì)不透氣是誘發(fā)因素，苗木移栽時(shí)，使用1 500倍精甲惡霉靈代替定根水，灌透苗木及基質(zhì)，此后澆水不干不澆、澆則澆透，雨天不澆水，可有效降低發(fā)病率。

5.4 水肥管理

魔芋緩苗期完成后，即可開始施肥15 d/次，可選擇的肥料為水溶性復(fù)合肥、氨基酸水溶肥及腐植酸，使用比例施肥器，按照復(fù)合肥0.3%～0.5%濃度施用，氨基酸水溶肥及腐植酸按照標(biāo)定濃度施用。葉面肥施用，結(jié)合病蟲害防治進(jìn)行，可選擇的葉面肥為復(fù)硝酚鈉、磷酸二氫鉀及海藻酸等，如苗木生長(zhǎng)過旺，可施用甲哌嗡1～2次。