外植体类型及取材时期对花魔芋组织培养效果的影响

杨芩　杨艳　杨睿　初美静　雷敏　周德友

（凯里学院环境与生命科学学院，贵州凯里556000）

外植体类型及取材时期对花魔芋组织培养效果的影响

杨芩杨艳杨睿初美静雷敏周德友

（凯里学院环境与生命科学学院，贵州凯里556000）

以花魔芋的顶芽、顶芽鳞片、侧芽、皮上芽孢、块茎作为外植体，研究不同类型外植体和不同取材时期对花魔芋组织培养效果的影响，以明确花魔芋组织培养的最佳外植体和取材时期。结果表明，不同外植体类型对魔芋组织培养效果有显著影响，顶芽的诱导率和出芽率显著高于其他外植体，死亡率、褐化率与污染率均显著低于块茎与顶芽磷片，顶芽为花魔芋组织培养的最佳外植体。不同时期取材对花魔芋组织培养效果亦有显著的影响，冬季取材的顶芽与顶芽磷片的污染率和褐化率均显著低于其他时期，膨大率和诱导率均显著高于其他取材时期，冬季为花魔芋组织培养最佳取材时期。

魔芋；组织培养；外植体类型；取材时期

魔芋（Amorphophallus）属天南星科魔芋属多年生草本植物，是重要的经济作物之一，我国主要分布于长江流域的湖北、云南、四川等地[1]，以花魔芋（Amor-phophallus rivieriDurieu）分布最广，其广泛用于食品、纺织印染、石油钻探、制药、日用化工等领域，具有很好的经济效益[2]。近10年来，我国魔芋产业发展迅速，同时也面临诸多种植难题：如用种量大，自然繁殖率低，贮运过程易感病腐烂，原种、种芋数量严重不足；病虫害严重，栽培品种少，品种退化；土壤改良工作缺乏，导致产量和品质不佳等问题[3-5]。组织培养繁殖快速，不受地理、时间的影响，并且可以复壮种源，是解决上述问题的有效途径，因此，开展魔芋组织培养研究对魔芋产业的发展具有重要意义。

外植体类型对植物组织培养有着显著的影响，但不同研究者对魔芋组织培养的最佳外植体研究结果不一致。陈华林研究认为，幼叶是红掌组织培养的最佳外植体[6-7]。顾玉成等对花魔芋组织培养的最佳外置进行了筛选，认为顶芽为其组织培养的最佳外植体[9-10]。同时亦有研究表明，以侧芽为外植体进行魔芋组织培养也可以获得较好的效果[11-13]。林茂等认为，取材时间和光照强度与红掌褐化程度密切相关，冬季为取材的最佳时间[14]。尽管如此，关于魔芋组织培养的研究仍缺乏系统性，不同外植体和不同取材时期对魔芋组织培养效果影响仍需要进行进一步系统研究。

本研究以块茎、顶芽、侧芽、顶芽鳞片、皮上芽孢为外植体，系统地比较和选择花魔芋组织培养最佳外植体，并在此基础上探讨春、夏、秋、冬不同取材时期对花魔芋组织培养效果的影响。研究结果将探明外植体类型及取材时期对魔芋组织培养的影响，明确魔芋组织培养的最佳外植体及最佳取材时期，为建立魔芋组织培养快繁体系提供有力的基础数据，对魔芋产业的健康可持续发展具有重要的实践意义。

表1　不同外植体类型对花魔芋组织培养效果的影响

表2　不同取材时期对组织培养效果的影响

1　材料与方法

1.1试验材料

以种植于凯里学院校内试验基地内生长健壮、无病虫害且大小一致的2年生花魔芋作为试验材料。

1.2试验方法

1.2.1培养基。外植体接种培养基为MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.5mg/L+琼脂5g/L+蔗糖30g/L，pH值5.8。

1.2.2材料预处理。花魔芋块茎从试验基地取出后，先洗净表面泥土，然后放入肥皂水中冲洗5min，再用流水冲洗0.5～1h，将块茎上的顶芽、鳞片、侧芽、皮上芽孢切成1～2cm2小块，自来水下冲洗30～40min。

1.2.3外植体消毒。将冲洗干净的外植体放入超净工作台，先用75%酒精浸泡30s，无菌水清洗3次，每次3min。再用新洁尔灭溶液浸泡13 min，无菌水清洗3次，每次5min；然后用0.1%升汞溶液浸泡7min，并来回晃动，无菌水清洗3次，每次5min，最后用过氧乙酸溶液浸泡3 min，无菌水清洗4次，每次5min。将处理好的材料放入装有无菌水的培养瓶中备用。

1.2.4培养方法和培养条件。将处理后的外植体每种接种90瓶，每瓶1个外植体。培养温度为25±2℃，光照强度为1500～2000Lx，光照时间为12h。

1.2.5外植体类型对花魔芋组织培养效果的影响。以顶芽、顶芽鳞片、侧芽、皮上芽孢、块茎作为外植体，考察外植体类型对花魔芋组织培养的影响。从培养的第3d开始观察记录各处理的诱导率、死亡率、褐化率、污染率、出芽率、增殖系数的变化情况，直至培养第45d。

1.2.6取材时期对花魔芋组织培养效果的影响。在1.2.5的基础上，对效果较好的顶芽和顶芽鳞片开展不同取材时期对组织培养效果的影响研究，即分别以春季、夏季、秋季和冬季取材的魔芋为外植体开展比较试验，并按照1.2.5中的方法观察记录诱导率、褐化率、污染率、膨大率等情况。

1.2.7数据统计分析。采用SPSS统计软件（SPSS 16.0）对试验数据进行单因素方差分析，处理间差异在5%的显著度上进行SNK检验。

2　结果与分析

2.1外植体类型对花魔芋组织培养中死亡率、褐化率和污染率的影响

由表1可知，不同外植体类型对花魔芋初代培养中外植体的死亡率、褐化率和污染率都有显著影响。其中死亡率最高的是块茎（12.22%），显著高于其他外植体类型，最低的为皮上芽孢的（1.11%），但与顶芽、侧芽的死亡率差异不显著。褐化率最高的为块茎（7.78%），显著高于其他外植体类型，最低的为顶芽和皮上芽孢（2.22%），显著低于侧芽（4.44%）。污染率最高的为侧芽（40.00%），显著高于其他外植体类型，最低的为顶芽（7.78%），顶芽鳞片和块茎的污染率差异不显著，分别为8.89%和10.00%。

2.2外植体类型对花魔芋愈伤组织诱导及愈伤组织再分化效果的影响

由表1可知，外植体类型对花魔芋愈伤组织诱导效果有显著影响。培养至第45d，顶芽的愈伤组织诱导率最高（71.11%），皮上芽孢诱导率最低（10%），且不同外植体类型间差异显著。顶芽与顶芽鳞片形成愈伤组织的时间最早，为接种后15～18d，颜色多为淡绿色，少数为乳白色。侧芽形成愈伤组织的时间较晚，为接种后25天左右，形成愈伤组织呈现浅绿色和粉红色，而皮上芽孢出现愈伤组织时间与侧芽很相近，为接种后25～27d，其颜色主要为淡绿色，且质地松软。块茎形成愈伤组织时间最晚，为接种后的第28～35d，此时在块茎的切面会观察到乳白色和浅绿色相间形成一团结构紧密的愈伤组织。就增殖系数而言，侧芽诱导的愈伤组织增殖系数最大，为5.56，显著高于顶芽鳞片、皮上芽孢和块茎，但与顶芽差异不显著。同时，外植体类型对愈伤组织再分化形成芽的出芽率亦有着显著的影响。顶芽的出芽率最高，为63.33%，显著高于其他外植体类型。块茎出芽率为0。

2.3取材时期对花魔芋组织培养效果的影响

由表2中可知，相同外植体不同时期取材的污染率、褐化率、膨大率和诱导率差异显著。不管是顶芽还是鳞片，夏季取材时污染率和褐化率都最高，而冬季取材膨大率和愈伤组织诱导率最高。

夏季取材时，顶芽污染率为49.75%，褐化率为6.25%，显著高于冬季的污染率（7.78%）和褐化率（2.22%）。冬季取材时，顶芽的膨大率（82.23%）和愈伤组织诱导率（71.11%）均显著高于其他季节取材。夏季取材的鳞片污染率和褐化率最高，分别为31.25%和16.50%，显著高其他季节。冬季的膨大率和愈伤组织诱导率分别为73.23%和54.44%，显著高于春季、秋季和夏季。由此可见，冬季为花魔芋组织培养最佳取材时期。

3　结论

本研究结果表明，顶芽污染率低，愈伤组织诱导增殖系数高，再分化出芽率高，是组织培养首选的外植体，其次是顶芽鳞片、皮上芽孢和侧芽。块茎由于死亡率和褐化率高，严重影响愈伤组织的形成，并且块茎诱导的愈伤组织很难再分化形成芽，因此，块茎不宜选作花魔芋组织培养的外植体。同时，取材季节对花魔芋组织培养也有明显的影响，冬季取材时花魔芋顶芽的诱导率显著高于春季、秋季和夏季取材，同时冬季取材时污染率和褐化率均显著低于其他季节，因而冬季是花魔芋组织培养的最佳外植体取材时期。

1杨代明，刘佩瑛.中国魔芋种植区划[J].西南农业大学学报，2011（12）

2刘贵周，谢庆华，赵庆云，等.魔芋组织培养技术研究进展．中国农学通报，2013（5）

3谢庆华，张云峰，严胜柒，等.不同外植体诱导魔芋微球茎的比较研究[J].云南农业大学学报，2012（13）

4胡选萍.不同因素对魔芋愈伤组织诱导及增殖分化的影响[J].湖北农业科学，2014（2）

5吝祥根.花魔芋组织培养快繁体系的建立及其分化机理的研究[D]．雅安：四川农业大学，2012

6黄群声.TDZ和CPPU对红掌快速繁殖的影响[J].亚热带植物科学，2010（3）

7陈华林.不同培养条件和外植体处理对红掌品种组培效果的影响[J].南园艺，2003（3）

8林茂，王华新，唐遒冥，等.红掌组织培养研究进展[J].北方园艺，2012（24）

9顾玉成，吴金平，万进，等.魔芋不同外植体诱导比较试验[J].中南民族大学学报（自然科学版），2014（13）

10陈葳.魔芋种植利用与加工技术[D]．福州：福建农林大学，2013

11顾玉成，吴金平，万进，等.魔芋不同外植体愈伤组织形成的初步研究[A].湖北省科学技术协会.第三届湖北湖南植保农药学术研讨会论文集[C].湖北省科学技术协会，2014（13）

12刘荣鹏，龙应霞，刘洋，等.贵州花魔芋的组织培养及植株再生体系[J]．贵州农业科学，2012（7）

13李香，王瑞，刘建华，等.魔芋不同外植体离体诱导愈伤组织研究[J].陕西农业科学，2012（4）

14卢丽红，付洪冰.花魔芋侧芽增殖及诱导愈伤研究[J].陕西农业科学，2014（2）

（责任编辑荷初）

Effect of Explant Types and Sampling Season on the Tissue Culture of Amorphophallus konjac

To elucidate the effect of explant types and sampling period on the tissue culture on Amorphophallus,to determine the optimal explants andoptimumdurationof sampling,it was usedas materials that theterminal bud,budscales of terminal bud,lateral bud, spore and tubers.The results showed that the shoot inductivity and germination rate of terminal bud were significantly higher than bud scales of terminal bud,lateral bud,sporeandtubers,meanwhile,themortality rate,browning rateandcontaminationrateweresignificantly lower thanbudscales of terminal budandtubers,theaforementionedresults showedthat theterminal budis thebest explant for thetissue culture of Amorphophallus.Furthermore,there was significant effects of sampling period on the tissue culture of Amorphophallus,the browning rateandcontaminationrateof winter weresignificantly lower thanother times,meanwhile,theshoot inductivity and germination rateofwinterweresignificantly higherthanothertimes,the aforementionedresultssuggestedthatthewinteristhebestsamplingperiodfor thetissuecultureofAmorphophallus.

Amorphophallus；tissueculture；explanttypes；samplingperiod

贵州省教育厅2014年省级大学生创新训练计划项目：魔芋组织培养与快繁关键技术研究（201410669003）；园艺学省级重点支持学科（黔学位合字ZDXK[2014]28号）。

杨芩，男，博士，教授，主要从事园艺植物生长发育系统调控与生态高效栽培技术研究。