多效唑对芋种质离体保存影响的初步研究

董伟清，闭志强，唐军，江文，高美萍，周维，陈丽娟，蔡炳华

（广西壮族自治区农业科学院生物技术研究所，南宁，530007）

多效唑对芋种质离体保存影响的初步研究

董伟清，闭志强，唐军，江文，高美萍，周维，陈丽娟，蔡炳华

（广西壮族自治区农业科学院生物技术研究所，南宁，530007）

以荔浦芋无菌试管苗为材料，研究了试管苗保存过程中不同浓度多效唑（PP333）对试管苗保存效果的影响。研究结果表明，多效唑对芋种质资源的离体保存有显著影响，在光照时间14～16 h/d，光照强度1 500 lx，室温（26± 2）℃的培养条件下，在MS+6-BA 2.5 mg/L+NAA 0.02 mg/L＋30 g/L蔗糖的培养基中添加0.6 mg/L PP333，试管苗可保存240 d，存活率为89.7%，且恢复生长后试管苗形态正常、长势良好，与对照株无明显差异。

芋；离体保存；生长恢复；多效唑

芋（Colocasia esculentaL.Schott），又名芋艿、芋头，其球茎富含淀粉、维生素和氨基酸等营养成分，是世界各地广为栽培的蔬菜和粮食作物[1]，也是可选的生物能源作物。广西是我国芋主产区之一，拥有众多驰名中外的优良品种，如广西荔浦县的荔浦芋和梧州红芽芋是主要的出口芋产品。由于芋为无性繁殖作物，长期反复种植造成许多优良品种种性退化、品质变劣,种植面积日益减少，甚至濒临绝种；一些野生芋种质资源也因环境的改变和人为因素的破坏而逐渐消失。因此，作为广西特色农作物，芋的种质资源保存利用研究已迫在眉睫。对无性繁殖的蔬菜种质资源而言，因为不能以种子形式进行低温保存，所以离体保存技术是理想的保存途径之一[2]。本文通过在基本培养基中添加不同浓度的多效唑（PP333），研究其对芋离体保存的影响，并对长期保存的材料进行生长恢复，为芋种质资源中长期保存体系的建立提供可选的技术方法。

1 材料与方法

1.1 无菌材料的制备

以优良荔浦芋品种桂芋一号为试材，切取饱满的顶芽或侧芽，用自来水冲洗20 min，晾干，70%乙醇表面消毒30 s，浸入0.1%升汞溶液消毒10 min，无菌水冲洗4次，在超净工作台上剥取茎尖生长点接种于启动培养基MS+6-BA 3 mg/L+NAA 0.1 mg/L＋30 g/L蔗糖中。1周后，外植体开始膨大，随后长出叶片，待芽长到1.5～2.0 cm时，转接到增殖培养基MS+6-BA 2.5 mg/L+NAA 0.02 mg/L＋30 g/L蔗糖中扩繁。

1.2 离体保存与生长恢复

选用生长势一致的试管幼苗，以MS+6-BA 2.5 mg/L+NAA 0.02 mg/L＋30 g/L蔗糖为基本培养基，分别添加生长抑制剂多效唑（PP333）0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mg/L。培养条件：光照时间14～16 h/d，光照强度1 500 lx，室温（26±2）℃。每处理随机选取10瓶，每瓶3株，定期观察记载其生长情况和存活率。材料保存一定时间后取出，在室温和光照条件下恢复生长30 d后，转接到继代培养基和生根培养基上，调查保存材料的生物学性状。

2 结果与分析

2.1 多效唑（PP333）浓度对芋试管苗存活率的影响

将芋离体保存在添加不同浓度多效唑的MS培养基上，定期检查其存活率，并与对照（CK）作比较，从表1可以看出，附加生长抑制剂PP333，可提高芋试管苗的存活率。短期内（60 d）各处理存活率均能达到100%。保存 120 d后，PP333浓度在 0.4～ 0.8 mg/L范围时，芋种质存活率提高，为82.0%～ 94.6%，均高于对照。保存180 d后，PP333各浓度处理都能提高芋种质的存活率，浓度在0.6～0.8 mg/L范围的存活率与保存120 d的效果相当，但PP333浓度为1.0～1.2 mg/L时，存活率明显下降。保存240 d后，对照组植株枯萎死亡，仅存少量。PP333浓度为0.4 mg/L时，在180 d时的存活率（74.2%）明显高于PP333浓度为 1.0～1.2 mg/L的存活率 （49.0%～ 52.2%），但240 d后，其存活率迅速下降到23.6%，远低于浓度为 1.0～1.2 mg/L的存活率 （42.0%～ 51.4%）。结果显示，不同的保存时间，不同浓度的PP333处理离体芋种质的存活率不尽相同，其中MS培养基中含0.6 mg/L PP333的处理，芋离体种质的存活率最高，240 d后仍可达到89.7%。培养基中不添加PP333或浓度过低、过高都不利于芽的试管保存。

2.2 不同浓度多效唑（PP333）对试管苗长势的影响

从试管苗的株高变化来看（表2），随着PP333添加浓度的提高，芋离体植株株高逐渐降低，说明PP333能有效抑制植株的伸长生长。保存30 d时，PP333抑制株高的效果并不十分明显，随着时间的延长，抑制作用逐渐加强，180 d后，对照组生根明显，无分蘖，叶片枯萎。其中控制植株高度（5.5 cm）较合适的PP333浓度为0.4 mg/L，但该浓度下试管苗的存活率不如处理2、3的高（表l）。此外，随PP333浓度的提高，植株变得粗壮，叶色浓绿，PP333浓度为1.2 mg/L时，叶片增厚，变脆。当保存120、180、240 d时，均是浓度为0.6 mg/L的效果最为理想。

表1 不同浓度多效唑（PP333）对芋试管苗存活率的影响

表2 不同浓度多效唑（PP333）对芋试管苗株高的影响

表3 离体保存恢复后的试管苗性状

2.3 不同浓度多效唑（PP333）对保存芋试管苗恢复培养的影响

将连续保存240 d存活下来的芋试管苗转接至继代及生根培养基上恢复生长，每间隔20 d继代一次，连续继代3次，结果见表3。离体保存的芋试管苗经继代恢复后，长势旺盛，平均株高和丛生芽倍数略低于正常水平，叶片形态正常，长度和宽度变化不大，颜色翠绿；生根情况正常，根系发达，单株根数3～4条，15 d后根长至3～4 cm，白皙粗壮。保存后恢复的试管苗生物学性状与保存前试管苗无明显差异，尚未见变异植株与其他不良影响。

3 讨论与结论

建立在组织培养基础上的缓慢生长离体保存是在保证植物种质遗传完整性的前提下减缓试管苗的生长，减少继代次数，达到中、长期保存植物种质资源的目的[3]。通过添加生长延缓剂或生长抑制剂，可抑制保存材料的生长，延缓其继代周期。常用的生长调节物质有脱落酸（ABA）、矮壮素（CCC）、多效唑（PP333）、丁酰肼（B9）、马来酰肼（MH）等[4]。 目前，在草莓[5]、苹果[6]、菠萝[7]、柑橘[8]、姜[9]、菊花[10]、红根草[11]上均有关于多效唑延长种质保存时间的研究报道，而对芋种质离体保存研究十分缺乏，仅宋明等[12]、毕可华[1]对芋的保存作了研究探讨。

本文应用多效唑（PP333）作为生长抑制剂，通过0.4～1.2 mg/L浓度试验，将芋试管苗保存240 d后恢复培养，结果表明，在光照时间14～16 h/d，光照强度1 500 lx，室温（26±2）℃的培养条件下，PP333的使用可以减缓材料的生长速度，有效延缓继代时间，显著提高芋试管苗常温保存的成活率。综合芋试管苗存活率、株高、离体保存恢复后的试管苗性状各因素，以PP3330.6 mg/L的使用浓度取得的保存效果较佳。在离体保存过程中，随PP333浓度的提高，芋试管苗形态特征发生变化，如植株变得粗壮，叶色浓绿，PP333浓度为1.2 mg/L时，叶片增厚，变脆。但进行恢复培养后，试管苗恢复正常，可能是植物对逆境刺激所产生的适应性变化。本试验仅初步探讨了PP333对芋离体保存的影响，下一步需要综合利用多种因素，如低温、多种生长抑制剂共同作用等，研究芋种质的离体保存，在保证植物种质遗传完整性的前提下，更大限度地延长芋试管苗离体保存时间。

[1]毕可华.芋试管苗离体培养与保存技术研究[J].北方园艺，1998（2）：9-10.

[2]王海平，李锡香，沈镝，等.离体保存技术在无性繁殖蔬菜种质资源保存中的应用[J].植物遗传资源学报，2010，11（1）：52－56.

[3]王艳芳.菊花缓慢生长离体保存研究[D].南京：南京农业大学，2007.

[4]周逊，向长萍.植物生长调节剂在种质离体保存中的研究进展[J].长江蔬菜，2009（6）：6-7.

[5]赵密珍，刁曼妮，钱亚明，等.多效唑对草莓种质离体保存的影响[J].植物遗传资源学报，2003，4（3）：242-244.

[6]王桂兰，陈超，李玉华.延长苹果试管苗保存时间的研究[J].河北林果研究，2002，9（3）：239-241.

[7]吕玲玲，徐雪荣，孙德权，等.菠萝种质的离体保存研究[J].西北植物学报，2007，27（4）：834-838.

[8]权银，陈竹生，郭天池，等.柑橘种质的离体保存[J].中国南方果树，1996，25（4）：3-5.

[9]韦坤华，李林轩，缪剑华，等.姜种质资源离体保存技术研究[J].北方园艺，2013（8）：112-116.

[10]兰伟，陈发棣.纪伊潮菊离体保存及其遗传稳定性分析[J].西北植物学报，2010，30（3）：487-494.

[11]付传明，赵志国，黄宁珍，等.药用植物红根草种质资源的离体保存[J].广西植物，2007，27（4）：653-657.

[12]宋明，王晓佳，陈世儒.芋头试管芽的保存研究[J].西南农业大学学报，1991，13（4）：409-412.

Effects of Paclobutrazol on Conservation of Taro(Colocasia esculentaL.Schott) Germplasm Resourcesin Vitro

DONG Weiqing,BI Zhiqiang,TANG Jun,JIANG Wen,GAO Meiping, ZHOU Wei,CHEN Lijuan,CAI Binghua
(Biotechnology Research institute,Guangxi Academy of Agriculture Sciences,Nanning 530007)

In this research,we studied the conservation effects of paclobutrazol with different concentrations on taro (Colocasia esculentaL.Schott)seedlingsin vitro.The results showed that,paclobutrazol affected thein vitroconservation of taro germplasm resources significantly,and the best culture medium was MS+2.5 mg/L 6-BA+0.02 mg/L NAA＋30 g/L sucrose+0.6 mg/L PP333,which could conserve plantlets for 240 days with the survival rate of 89.7%,under the cultural condition with illumination time of 14-16 hours per day,illumination intensity of 1 500 lx and room temperature of(26±2)℃. Furthermore,the recovered plantlets grew well and showed no difference in morphology with those of control treatment.

Taro(Colocasia esculentaL.Schott);In vitroconservation;Growth recovery;Paclobutrazol

S632.1；S482.8+.92

A

1001-3547（2013）24-0037-03

10.3865/j.issn.1001-3547.2013.24.013

国家科技支撑计划子课题（2012BAD27B01-6），广西壮族自治区农业科学院基本科研业务专项-重点项目（桂农科2013YZ02），广西壮族自治区南宁市青秀区科学研究与技术开发计划项目（2013N08）

董伟清（1981－），女，硕士，助理研究员，主要从事植物生物技术研究工作，电话：18677099255，E-mail：529516161@qq.com

闭志强，通信作者，高级实验师，主要从事作物遗传育种研究工作，电话：0771-3244185，E-mail：zhiqiangbi@163.com

2013-11-08