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        花魔芋根狀莖組培配方優(yōu)化研究

        2016-10-29 02:10:36陳國愛
        蔬菜 2016年11期
        關(guān)鍵詞:根狀莖魔芋外植體

        陳國愛

        (安康市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所,陜西 安康 725021)

        魔芋(Amorphophallus konjac)為天南星科魔芋屬多年生宿根草本植物,因富含葡甘聚糖而被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中[1]。近年來,國際市場對魔芋的需求逐年增加,因此種植面積不斷擴(kuò)大,用種量也不斷增加[2]。然而,傳統(tǒng)的魔芋繁育方法繁殖系數(shù)低且生長周期長,加之病害嚴(yán)重,尤其是軟腐病、白絹病等大面積流行,對種芋繁育帶來巨大風(fēng)險(xiǎn)。種芋嚴(yán)重匱乏已經(jīng)成為制約魔芋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素[3]。

        植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以利用少量的組織或器官作為外植體進(jìn)行培養(yǎng),并可在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的植株[4]。因此,建立魔芋組織培養(yǎng)快繁體系,不僅可以大批量繁殖種芋,解決魔芋種源不足的問題,還可生產(chǎn)無病毒的試管苗,在一定程度上緩解魔芋病害的發(fā)生。然而,現(xiàn)有的魔芋組培快繁技術(shù)還不是很成熟,且受到污染嚴(yán)重、誘導(dǎo)率和分化率低等問題的困擾?;诖?,本研究以花魔芋根狀莖作為研究對象,開展魔芋組織培養(yǎng)快繁關(guān)鍵技術(shù)研究,以期建立魔芋組織培養(yǎng)快繁技術(shù)體系,解決目前種芋嚴(yán)重短缺的問題。

        1 材料和方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        安康當(dāng)?shù)鼗в蟾鶢钋o(二齡魔芋的根狀莖)。

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 外植體消毒與接種

        選擇健康的花魔芋根狀莖,用自來水清洗干凈、晾干,用75%乙醇浸泡1 min后在0.1%氯化汞溶液中消毒15 min,用無菌水漂洗4次。將消毒處理后的根狀莖用無菌濾紙吸干表面水分,切成1 cm3小塊,接入不同激素配比的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。培養(yǎng)溫度為25 ℃,光照12 h,光強(qiáng)1 500 lx。

        1.2.2 愈傷組織誘導(dǎo)

        將魔芋外植體接入不同激素濃度配方(表1)的MS培養(yǎng)基(蔗糖30 g/L、瓊脂4.5 g/L,pH 5.8~6.0)中培養(yǎng)30 d,每個處理60瓶,每瓶接種1個外植體,統(tǒng)計(jì)愈傷組織誘導(dǎo)率和增重倍數(shù)。

        1.2.3 不定芽分化

        將愈傷組織接種到不同激素濃度配方的不定芽分化培養(yǎng)基(表2)中進(jìn)行培養(yǎng),30 d后統(tǒng)計(jì)芽分化率、出芽數(shù)以及增殖系數(shù)。

        1.2.4 不定根形成

        不定芽生根試驗(yàn)設(shè)有培養(yǎng)基濃度和NAA濃度2個因素(表3),培養(yǎng)基濃度設(shè)為MS和1/2MS(大量元素減半),30 d后統(tǒng)計(jì)生根率、生根數(shù)以及根長。

        1.3 指標(biāo)分析

        愈傷誘導(dǎo)率=出愈外植體塊數(shù)÷接種總塊數(shù)×100%

        增重倍數(shù)=愈傷質(zhì)量÷接種前外植體質(zhì)量

        不定芽分化率=產(chǎn)生腋芽的外植體數(shù)÷接種外植體總數(shù)×100%

        增殖系數(shù)=每瓶有效芽數(shù)÷接種芽總數(shù)

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同激素濃度配比對花魔芋根狀莖愈傷組織分化的影響

        將花魔芋根狀莖接種于不同激素配比的MS培養(yǎng)基中培養(yǎng),接種10 d后在切口處均有瘤狀突起產(chǎn)生;20 d后愈傷組織開始增多,并布滿整個切面(圖1A)。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),不同激素濃度配比均能誘導(dǎo)出愈傷組織分化,然而,各處理之間愈傷組織的誘導(dǎo)率以及增重倍數(shù)存在差異。由表1可知,最適合花魔芋根狀莖愈傷組織分化的培養(yǎng)基配方為MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,愈傷誘導(dǎo)率為90.0%,增重倍數(shù)為4.3。

        2.2 不同激素濃度配比對花魔芋根狀莖不定芽分化的影響

        選擇同一批生長旺盛、質(zhì)地硬的愈傷組織進(jìn)行不定芽分化試驗(yàn)。將愈傷組織接種到不定芽分化培養(yǎng)基中,14 d后愈傷組織在原有基礎(chǔ)上出現(xiàn)膨大,并且出現(xiàn)芽點(diǎn);21 d后可以明顯看到不定芽顏色呈綠色(圖1B);30 d后統(tǒng)計(jì)各處理不定芽分化率、增殖系數(shù)等指標(biāo),結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同激素配比均能分化出不定芽。然而不同激素濃度配比處理的不定芽分化率、有效芽數(shù)量以及長勢存在差異。由表2可知,最適合花魔芋根狀莖不定芽分化的培養(yǎng)基為MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA,不定芽分化率為86.7%,增殖系數(shù)為2.5。

        2.3 不同培養(yǎng)基配方對花魔芋根狀莖不定芽生根的影響

        將帶芽的愈傷組織轉(zhuǎn)接到生根培養(yǎng)基中,14 d后可觀察到根的生長點(diǎn),21 d后根系明顯生長(圖1C、D),30 d后統(tǒng)計(jì)生根率、生根數(shù)等指標(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),不同培養(yǎng)基配方均能誘導(dǎo)不定芽生根,然而生根率、生根數(shù)及根長存在差異。由表3可知,花魔芋根狀莖不定芽生根的最佳配方為1/2 MS+1 mg/L NAA,生根率為80.0%,平均生根數(shù)為21條。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)NAA濃度一定時(shí),1/2MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基的生根效果明顯高于MS基礎(chǔ)培養(yǎng)基。此外,隨著NAA濃度的增加,生根率、生根數(shù)量呈現(xiàn)降低的趨勢。

        表1 不同激素濃度配比對花魔芋根狀莖愈傷組織分化的影響

        表2 不同激素濃度配比對花魔芋根狀莖不定芽分化的影響

        表3 不同培養(yǎng)基對花魔芋根狀莖不定芽生根的影響

        圖1 魔芋組織培養(yǎng)

        3 討論與結(jié)論

        在魔芋組織培養(yǎng)中,不同濃度激素配比對愈傷組織的誘導(dǎo)、不定芽分化以及生根起著重要的作用。本研究通過不同濃度激素配比,篩選出了花魔芋根狀莖愈傷組織誘導(dǎo)、不定芽分化以及生根的最佳配方。誘導(dǎo)花魔芋根狀莖愈傷分化的最佳培養(yǎng)基配方為MS+1.0 mg/L 6-BA+0.1 mg/L NAA,誘導(dǎo)率高達(dá)90.0%,增重倍數(shù)為4.3;誘導(dǎo)不定芽分化的最佳培養(yǎng)基配方為MS+2.0 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA,分化率高達(dá)86.7%,增殖系數(shù)為2.5;誘導(dǎo)不定芽生根的培養(yǎng)基配方為1/2 MS+1.0 mg/L NAA,生根率為80.0%,平均生根數(shù)為21條。已有研究表明,最適合魔芋愈傷組織誘導(dǎo)以及芽分化的培養(yǎng)基范圍為MS+(1.0~2.0)mg/L 6-BA+(0.01~0.20)mg/L NAA[9]。由此可知,花魔芋根狀莖愈傷組織誘導(dǎo)所需的激素與已有研究較為一致,然而不定芽分化中NAA的用量明顯超出了0.01~0.20 mg/L。

        目前,魔芋組織培養(yǎng)技術(shù)還存在一系列問題。因此,本研究利用花魔芋根狀莖作為組培材料進(jìn)行研究,篩選出了花魔芋根狀莖作為外植體材料及其愈傷誘導(dǎo)、不定芽的分化和生根的最佳配方,同時(shí)掌握了組培苗移栽的關(guān)鍵技術(shù),形成了一套花魔芋根狀莖組培關(guān)鍵技術(shù),為魔芋的種芋繁育提供參考。

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