花魔芋根状茎组培配方优化研究

陈国爱

（安康市农业科学研究所，陕西 安康 725021）

魔芋（Amorphophallus konjac）为天南星科魔芋属多年生宿根草本植物，因富含葡甘聚糖而被广泛应用于食品工业中[1]。近年来，国际市场对魔芋的需求逐年增加，因此种植面积不断扩大，用种量也不断增加[2]。然而，传统的魔芋繁育方法繁殖系数低且生长周期长，加之病害严重，尤其是软腐病、白绢病等大面积流行，对种芋繁育带来巨大风险。种芋严重匮乏已经成为制约魔芋产业发展的关键因素[3]。

植物组织培养技术可以利用少量的组织或器官作为外植体进行培养，并可在短时间内获得大量的植株[4]。因此，建立魔芋组织培养快繁体系，不仅可以大批量繁殖种芋，解决魔芋种源不足的问题，还可生产无病毒的试管苗，在一定程度上缓解魔芋病害的发生。然而，现有的魔芋组培快繁技术还不是很成熟，且受到污染严重、诱导率和分化率低等问题的困扰。基于此，本研究以花魔芋根状茎作为研究对象，开展魔芋组织培养快繁关键技术研究，以期建立魔芋组织培养快繁技术体系，解决目前种芋严重短缺的问题。

1 材料和方法

1.1 试验材料

安康当地花魔芋根状茎（二龄魔芋的根状茎）。

1.2 试验方法

1.2.1 外植体消毒与接种

选择健康的花魔芋根状茎，用自来水清洗干净、晾干，用75%乙醇浸泡1 min后在0.1%氯化汞溶液中消毒15 min，用无菌水漂洗4次。将消毒处理后的根状茎用无菌滤纸吸干表面水分，切成1 cm3小块，接入不同激素配比的培养基中培养。培养温度为25 ℃，光照12 h，光强1 500 lx。

1.2.2 愈伤组织诱导

将魔芋外植体接入不同激素浓度配方（表1）的MS培养基（蔗糖30 g/L、琼脂4.5 g/L，pH 5.8～6.0）中培养30 d，每个处理60瓶，每瓶接种1个外植体，统计愈伤组织诱导率和增重倍数。

1.2.3 不定芽分化

将愈伤组织接种到不同激素浓度配方的不定芽分化培养基（表2）中进行培养，30 d后统计芽分化率、出芽数以及增殖系数。

1.2.4 不定根形成

不定芽生根试验设有培养基浓度和NAA浓度2个因素（表3），培养基浓度设为MS和1/2MS（大量元素减半），30 d后统计生根率、生根数以及根长。

1.3 指标分析

愈伤诱导率＝出愈外植体块数÷接种总块数×100%

增重倍数＝愈伤质量÷接种前外植体质量

不定芽分化率＝产生腋芽的外植体数÷接种外植体总数×100%

增殖系数＝每瓶有效芽数÷接种芽总数

2 结果与分析

2.1 不同激素浓度配比对花魔芋根状茎愈伤组织分化的影响

将花魔芋根状茎接种于不同激素配比的MS培养基中培养，接种10 d后在切口处均有瘤状突起产生；20 d后愈伤组织开始增多，并布满整个切面（图1A）。进一步分析发现，不同激素浓度配比均能诱导出愈伤组织分化，然而，各处理之间愈伤组织的诱导率以及增重倍数存在差异。由表1可知，最适合花魔芋根状茎愈伤组织分化的培养基配方为MS+1.0 mg/L 6-BA＋0.1 mg/L NAA，愈伤诱导率为90.0%，增重倍数为4.3。

2.2 不同激素浓度配比对花魔芋根状茎不定芽分化的影响

选择同一批生长旺盛、质地硬的愈伤组织进行不定芽分化试验。将愈伤组织接种到不定芽分化培养基中，14 d后愈伤组织在原有基础上出现膨大，并且出现芽点；21 d后可以明显看到不定芽颜色呈绿色（图1B）；30 d后统计各处理不定芽分化率、增殖系数等指标，结果发现不同激素配比均能分化出不定芽。然而不同激素浓度配比处理的不定芽分化率、有效芽数量以及长势存在差异。由表2可知，最适合花魔芋根状茎不定芽分化的培养基为MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA，不定芽分化率为86.7%，增殖系数为2.5。

2.3 不同培养基配方对花魔芋根状茎不定芽生根的影响

将带芽的愈伤组织转接到生根培养基中，14 d后可观察到根的生长点，21 d后根系明显生长（图1C、D），30 d后统计生根率、生根数等指标。结果发现，不同培养基配方均能诱导不定芽生根，然而生根率、生根数及根长存在差异。由表3可知，花魔芋根状茎不定芽生根的最佳配方为1/2 MS+1 mg/L NAA，生根率为80.0%，平均生根数为21条。进一步分析发现，当NAA浓度一定时，1/2MS基础培养基的生根效果明显高于MS基础培养基。此外，随着NAA浓度的增加，生根率、生根数量呈现降低的趋势。

表1 不同激素浓度配比对花魔芋根状茎愈伤组织分化的影响

表2 不同激素浓度配比对花魔芋根状茎不定芽分化的影响

表3 不同培养基对花魔芋根状茎不定芽生根的影响

图1 魔芋组织培养

3 讨论与结论

在魔芋组织培养中，不同浓度激素配比对愈伤组织的诱导、不定芽分化以及生根起着重要的作用。本研究通过不同浓度激素配比，筛选出了花魔芋根状茎愈伤组织诱导、不定芽分化以及生根的最佳配方。诱导花魔芋根状茎愈伤分化的最佳培养基配方为MS＋1.0 mg/L 6-BA＋0.1 mg/L NAA，诱导率高达90.0%，增重倍数为4.3；诱导不定芽分化的最佳培养基配方为MS＋2.0 mg/L 6-BA＋0.5 mg/L NAA，分化率高达86.7%，增殖系数为2.5；诱导不定芽生根的培养基配方为1/2 MS＋1.0 mg/L NAA，生根率为80.0%，平均生根数为21条。已有研究表明，最适合魔芋愈伤组织诱导以及芽分化的培养基范围为MS＋（1.0～2.0）mg/L 6-BA＋（0.01～0.20）mg/L NAA[9]。由此可知，花魔芋根状茎愈伤组织诱导所需的激素与已有研究较为一致，然而不定芽分化中NAA的用量明显超出了0.01～0.20 mg/L。

目前，魔芋组织培养技术还存在一系列问题。因此，本研究利用花魔芋根状茎作为组培材料进行研究，筛选出了花魔芋根状茎作为外植体材料及其愈伤诱导、不定芽的分化和生根的最佳配方，同时掌握了组培苗移栽的关键技术，形成了一套花魔芋根状茎组培关键技术，为魔芋的种芋繁育提供参考。