木薯腋芽萌发及生长影响因素的研究

2012-04-29岑忠用,苏江

湖北农业科学 2012年5期

岑忠用,苏江

摘要：以木薯（Ｍａｎｉｈｏｔｅｓｃｕｌｅｎｔａ）优良品种辐选０１作为材料，研究了不同浓度的ＮａＣｌＯ溶液、不同培养基配方、赤霉素和维生素Ｃ浸泡外植体对木薯腋芽萌发及生长的影响。结果表明，木薯嫩茎段宜用质量分数２％的ＮａＣｌＯ溶液消毒１０ｍｉｎ，老茎段宜用质量分数１０％的ＮａＣｌＯ溶液消毒１２ｍｉｎ；适宜的培养基为ＭＳ＋１．０ｍｇ／Ｌ６－ＢＡ＋０．１％活性炭，腋芽萌发的效果较好；接种前用维生素Ｃ浸泡外植体能有效减少木薯组织褐变；用赤霉素浸泡处理有利于加速木薯腋芽的萌发和生长。

关键词：木薯（Ｍａｎｉｈｏｔｅｓｃｕｌｅｎｔａ）；腋芽；萌发；生长

中图分类号：Ｓ５３３；Ｑ９４５．５２文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０12）05－1036-03

ＳｔｕｄｙｏｎＳｅｖｅｒａｌＦａｃｔｏｒｓＩｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇＳｐｒｏｕｔｉｎｇａｎｄＧｒｏｗｔｈｏｆＡｘｉｌｌａｒｙＢｕｄ

ｏｆＣａｓｓａｖａ

ＣＥＮＺｈｏｎｇ－ｙｏｎｇ，ＳＵＪｉａｎｇ

（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅ，ＨｅｃｈｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｚｈｏｕ５４６３００，Ｇｕａｎｇｘｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆＮａＣｌＯｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｍｅｄｉａｆｏｒｍｕｌａ，ＧＡ３ａｎｄｖｉｔａｍｉｎＣｏｎｓｐｒｏｕｔｉｎｇａｎｄｇｒｏｗｔｈｏｆａｘｉｌｌａｒｙｂｕｄｏｆｃａｓｓａｖａ（Ｍａｎｉｈｏｔｅｓｃｕｌｅｎｔａ）ｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄｕｓｉｎｇｃａｓｓａｖａｃｕｔｌｉｖａｒＦｕｘｕａｎ０１ａｓｍａｔｅｒｉａｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｅｎｄｅｒｓｔｅｍｓｓｈｏｕｌｄｂｅｓｔｅｒｉｌｉｚｅｄｂｙ２％ＮａＣｌＯｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒ１０ｍｉｎ； Wｈｉｌｅｏｌｄｓｔｅｍｓｓｈｏｕｌｄｂｅｔｒｅａｔｅｄｂｙ１０％ＮａＣｌＯｓｏｌｕｔｉｏｎｆｏｒ１２ｍｉｎ．ＴｈｅＭＳ＋１．０ｍｇ／Ｌ６－ＢＡ＋０．１％ activated carbon ｗａｓｔｈｅｓｕｉｔａｂｌｅｍｅｄｉｕｍｆｏｒｓｈｏｏｔｉｎｄｕｃｔｉｏｎａｓｔｈｅｓｐｒｏｕｔｉｎｇｒａｔｅａｎｄｂｕｄｄｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｗａｓｈｉｇｈ．ＢｒｏｗｎｉｎｇｒａｔｅｏｆｃａｓｓａｖａｅｘｐｌａｎｔｓｃｏｕｌｄｂｅｒｅｄｕｃｅｄｂｙｉｍｍｅｒｓｉｎｇｔｈｅｍｉｎｖｉｔａｍｉｎＣｂｅｆｏｒｅｃｕｌｔｕｒｅ．ＧＡ３ｔｒｅａｔｍｅｎｔｂｅｆｏｒｅｉｎｏｃｕｌａｔｉｏｎｃｏｕｌｄｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｓｐｒｏｕｔｉｎｇａｎｄｇｒｏｗｔｈｏｆａｘｉｌｌａｒｙｂｕｄ of cassava．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｓｓａｖａ（Ｍａｎｉｈｏｔｅｓｃｕｌｅｎｔａ）；ａｘｉｌｌａｒｙｂｕｄ；ｓｐｒｏｕｔ；ｇｒｏｗｔｈ

木薯（Ｍａｎｉｈｏｔｅｓｃｕｌｅｎｔａ）是大戟科木薯属惟一的栽培种，是一种重要的薯类粮食作物，同时也是发展潜力巨大的能源作物［１］。木薯是广西的主要经济作物之一，年栽培面积２３万～２８万ｈｍ２［２，３］，占全国木薯种植面积的６０％以上。目前在生产上多采用扦插方法进行木薯繁殖，这种方法周期长、繁殖率低，受各项生长因子影响比较大，给木薯优良品种大规模迅速推广造成了障碍［４］。随着木薯品种更新速度加快，利用植物组织培养技术快速繁殖木薯无性系是加快木薯优良品种大面积推广的有效途径。影响木薯组织培养的因素有很多，本试验研究了不同浓度的ＮａＣｌＯ溶液［５，６］、不同培养基配方、赤霉素和维生素Ｃ浸泡处理外植体对木薯腋芽萌发及生长的影响，以寻求适合木薯组织培养的条件，为木薯优良品种的快速繁殖和推广种植提供参考。

１材料与方法

１．１试验材料

木薯品种辐选０１由广西大学农学院提供，在田间选取健壮植株顶芽以下１０～２０ｃｍ处带有腋芽的茎段作为供试外植体。从叶柄基部切除叶片，保留带有腋芽的茎段，将其切成带有１～３个腋芽、长约1～３ｃｍ的小段后分为两类，顶芽以下３个腋芽的茎段为嫩茎段，其余带腋芽的茎段为老茎段，分别将嫩、老茎段放入广口瓶中流水冲洗２ｈ，再用洗衣粉水浸泡１０～１５ｍｉｎ，清洗干净后流水冲洗１０～１５ｍｉｎ，待消毒处理。

１．２试验方法

１．２．１不同浓度ＮａＣｌＯ溶液的消毒效果及对腋芽萌发的影响试验用体积分数７５％的乙醇浸泡３０ｓ对木薯外植体进行表面消毒，无菌水冲洗１次，将嫩、老茎段均随机分为两组，分别加入质量分数为２％和１０％的ＮａＣｌＯ溶液浸泡消毒（表１），然后用无菌水冲洗５～６次。处理期间不断摇晃广口瓶，使外植体与消毒剂充分接触。接种到培养基后在（２５±２）℃下培养，光照时间为１０ｈ／ｄ，光照度为１５００～

２０００ｌｘ。每天观察外植体污染情况及生长情况，统计外植体的污染率和腋芽的萌发率。

１．２．２基本培养基对木薯腋芽萌发及生长的影响试验分别以ＭＳ和１／２ＭＳ培养基作为基本培养基，添加１．０ｍｇ／Ｌ６－ＢＡ和质量分数０．１％的活性炭，接入预处理好的木薯外植体，每瓶接种１～２个。培养条件同１．２．１，培养７ｄ后统计腋芽的萌发率及生长情况。

１．２．３ＧＡ３处理对木薯腋芽萌发及生长的影响试验木薯外植体预处理后随机分为两组，一组用０．５ｍｇ／Ｌ的ＧＡ３溶液浸泡１０ｍｉｎ，然后接入培养瓶中；对照未用ＧＡ３浸泡，消毒处理后直接接种。培养条件同１．２．１，每天观察并记录腋芽的萌发及生长情况。

１．２．４维生素Ｃ处理对木薯外植体褐变的影响试验将预处理后的木薯外植体随机分为两组，一组用１００ｍｇ／Ｌ的维生素Ｃ浸泡处理约１ｍｉｎ，然后接入培养瓶中；对照未经维生素Ｃ处理，消毒处理后直接接种。培养条件同１．２．１，每天观察并记录外植体的褐变情况。

２结果与分析

２．１不同浓度ＮａＣｌＯ溶液的消毒效果及对木薯腋芽萌发的影响结果

分别用质量分数为２％和１０％的ＮａＣｌＯ溶液对嫩、老茎段进行消毒处理。由表１可知，对于嫩茎段，采用２％的ＮａＣｌＯ溶液消毒处理，其污染率较高，为２９．４１％，但其腋芽萌发率也较高，为５８．８２％；采用１０％的ＮａＣｌＯ溶液消毒能有效降低污染率（为１８．１８％），但其腋芽萌发率也较低，仅为１８．１８％。对于老茎段，采用１０％的ＮａＣｌＯ溶液消毒能明显降低污染率，为１６．００％，比２％的ＮａＣｌＯ溶液消毒后的污染率低２７．７５个百分点，但两种浓度ＮａＣｌＯ溶液消毒后其腋芽萌发率相差不明显。

２．２基本培养基对木薯腋芽萌发及生长的影响

以ＭＳ为基本培养基，木薯外植体腋芽的萌发率都较高，嫩、老茎段木薯腋芽的萌发率分别为５６．25％和４６．４３％，且腋芽萌发较快，生长较为健壮；以１／２ＭＳ为基本培养基，嫩、老茎段外植体的腋芽萌发率分别为３３．３３％和１８．７５％，低于以ＭＳ为基本培养基，且腋芽萌发较慢（表２）。

２．３ＧＡ３处理对木薯腋芽萌发及生长的影响

用ＧＡ３浸泡处理过的木薯外植体培养６ｄ后腋芽开始萌发，萌发率为４２．８６％，腋芽生长比较健壮，且茎段横切面有少量愈伤组织生成。而未用ＧＡ３浸泡的木薯茎段，培养９ｄ后腋芽才开始萌发，萌发率相对较低，为３５．２９％，腋芽比较细弱（表３）。

２．４维生素Ｃ处理对木薯外植体褐变的影响结果

用１００ｍｇ／Ｌ的维生素Ｃ浸泡木薯外植体后接种，７ｄ后其褐变率仅为９．０９％，远低于未用维生素Ｃ浸泡的外植体，从而可以提高木薯组织培养的成功率（表4）。

３讨论

外植体消毒向来是植物组织培养中的重点和难点。ＮａＣｌＯ是植物组织培养中常用的消毒剂，其性质较为温和，易挥发，无残毒，对外植体伤害小［７］。田新会［８］研究了不同浓度ＮａＣｌＯ和蔗糖溶液对红三叶种子发芽的影响，结果显示用质量分数０．２％的ＮａＣｌＯ溶液处理红三叶种子１５ｍｉｎ，种子的发芽率最高，带菌率最低。从本试验结果来看，提高ＮａＣｌＯ溶液的浓度可以有效降低外植体的污染率，但腋芽萌发率也随之降低，这可能是高浓度的ＮａＣｌＯ会对木薯外植体产生一定伤害所致，因此，对嫩茎段建议采用质量分数２％的ＮａＣｌＯ溶液消毒，而对老茎段则可采用质量分数１０％的ＮａＣｌＯ溶液消毒。

培养基的选择是植物组织培养能否获得成功的关键环节，本试验分别采用ＭＳ和１／２ＭＳ作为基本培养基，均添加１．０ｍｇ／ＬＢＡ和０．１％的活性炭，结果表明以ＭＳ作基本培养基，其腋芽萌发率及生长都优于以１／２ＭＳ为基本培养基。

赤霉素可以加速细胞的伸长生长和打破休眠［９］，在组织培养中主要用ＧＡ３。本试验结果表明，用０．５ｍｇ／Ｌ的ＧＡ３溶液浸泡木薯外植体能使腋芽提早萌发，提高腋芽萌发率，促进腋芽生长。

褐变是植物组织培养中较为常见的一种现象［１０］，指外植体在诱导脱分化或分化过程中，自身组织从表面向培养基释放褐色物质，以致培养基逐渐变成褐色，外植体也随之进一步变褐而死亡。在培养基中添加抗氧化剂是目前植物组织培养中防治褐变的有效途径之一［１１，１２］，常用的抗氧化剂有维生素Ｃ和硫代硫酸钠（Ｎａ２Ｓ２Ｏ３）等［１３］。本试验用１００ｍｇ／Ｌ的维生素Ｃ浸泡处理木薯外植体，结果表明其可以明显减少木薯组织褐变，可在一定程度上提高木薯组织培养的成功率。

参考文献：

［１］尹彩霞，乔爱民，张鹏，等．木薯组织培养和转基因育种研究进展［Ｊ］．仲恺农业工程学院学报，２００９，２２（２）：６５－７１．

［２］罗兴录．广西木薯产业化发展战略思考［Ｊ］．耕作与栽培，２００１（４）：５９－６２

［３］李惠贤，杨为芳．入世后广西木薯产业发展的对策［Ｊ］．广西农业科学，２００２（２）：９７－９９．

［４］叶剑秋，李开绵，陈丽珍，等．木薯高产栽培技术［Ｊ］．中国热带农业，２００５（４）：４０－４１．

［５］单雪禅．木薯组织培养繁殖技术的研究［Ｊ］．广西热作科技，１９９３（４）：３２－３４．

［６］杭玲，陈丽娟．木薯离体培养与快速繁殖［Ｊ］．亚热带植物科学，２００１，３０（１）：２４－２６．

［７］李瑞梅，胡新文，郭建春．木薯外植体快速、高效消毒的简易方法［Ｊ］．基因组学与应用生物学，２００９，２８（４）：７７５－７７８．

［８］田新会．ＮａＣｌＯ和蔗糖溶液对红三叶种子发芽特性的影响［Ｊ］．草原与草坪，２００９（４）：５３－５６．

［９］李如升，韦玲敏，路思广．赤霉素处理打破虎眼万年青休眠的研究［Ｊ］．北方园艺，２０１０（１２）：８６－８７．

［１０］杨轶华，梁鸣，孙波，等．赤霉素破除鸡树条荚蒾种子双休眠特性技术初探［Ｊ］．国土与自然资源研究，２００９（４）：９２－９３．

［１１］高国训．植物组织培养中的褐变问题［Ｊ］．植物生理学通讯，１９９９，３５（６）：５０１－５０６．