全 文 ：中国农学通报 2012,28(31):243-246
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
魔芋(Amorphophallus Konjac C. Koch)又名蒟蒻，
为天南星科魔芋属多年生宿根性草本植物，主要分布在
西南地区。其产品器官为球茎，内含丰富的葡甘聚糖[1]。
魔芋大田生产需要大量的种球（球茎），但其自然繁殖系
数却极低，其收获期一般要3年以上，这样不仅不利于工
业化生产的需求，而且常规种芋繁殖的需要占用大面积
耕地，而利用组织培养技术不但可以生产无病毒的试管
苗，缩短生长周期，进行大批量的快速繁殖，而且利用组
织培养可以一年四季的生产魔芋人工种子。利用魔芋
球茎开展组培有材料来源容易、消毒处理容易控制等优
点，但魔芋球茎易褐变，组织培养中如果处理不当或不
及时进行防控，组培不易成功。因此采用有效手段降低
魔芋球茎组织培养中的褐变，对魔芋组织培养应用于种
植业是至关重要的。国内关于魔芋组培褐变研究报道
中[2-3]，大多是通过不同激素浓度，控制继代培养时间，培
养基中添加某种抑制剂或某种的处理方式如暗培养等
方面开展研究，而从抑制剂方面多采用单一药剂来抑制
基金项目：安康学院大学生科技创新项目“降低魔芋组培苗褐变的研究”(2010AKXYDXS26)；安康学院项目“魔芋新品种组培快繁技术研究”
(2008AKXY016)；陕西省科技厅农业攻关项目“秦巴山区野菜引种驯化和魔芋新品种选育研究与示范”(2010K01-23)。
第一作者简介：李川，男，1976年出生，河南方城人，讲师，农学硕士，主要从事魔芋遗传育种研究。通信地址：725000陕西省安康市育才路92号陕西
省安康学院农学与生命科学学院，Tel：0915-3208670，E-mail：cyberlc@163.com。
收稿日期：2012-06-01，修回日期：2012-08-20。
降低魔芋球茎组培褐变的技术研究
李 川，员 艳，杨松杰
（安康学院农学与生命科学学院，陕西安康 725000）
摘 要：以魔芋球茎为外植体，研究组织培养过程中有效降低外植体褐变的方法。采用MS+6-BA
1 mg/L+NAA 1 mg/L为基本培养基，用正交试验方法研究不同琼脂浓度、吸附剂及光、暗2种不同培养
条件下，对魔芋组织培养过程中褐变的影响。在MS+6-BA 1 mg/L+NAA 1 mg/L+蔗糖 30 g/L+琼脂
6 g/L+AC 0.5 g/L+PVP 0.05 g/L及暗培养条件下，魔芋外植体的褐变率减低为38.3%，愈伤组织诱导率
提高到78.3%。在培养基中加入一定量的活性炭(AC)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，并进行暗培养，可在一
定程度上控制魔芋外植体的褐变，促进愈伤组织形成。
关键词：魔芋；组织培养；褐变；正交试验
中图分类号：S326 文献标志码：A 论文编号：2012-2069
Study on Technical of Reducing Tissue Culture Browning of Amorphophallus konjac Bulbs
Li Chuan, Yuan Yan, Yang Songjie
(College of Agriculture and Life Sciences, Ankang University, Ankang Shaanxi 725000)
Abstract: Using Amorphophallus konjac bulbs as explants, the research studied method of reducing browning
of explants in tissue culture process. By using MS+6-BA 1 mg/L+ NAA 1 mg/L as the basic medium and the
orthogonal experimental method to study the impact on browning with different agar concentrations, adsorbent
and light, dark two kinds of different culture conditions. The results showed that the callus growth speed was
enhanced and the browning of explants was under control in the combination of MS + 6-BA 1 mg/L +
NAA 1 mg/L+ sugar 30 g/L+ agar 6 g/L+AC 0.5 g/L+PVP 0.05 g/L. It can make to reduce the browning rate of
38.3%, callus induction rate increased to 78.3%. The konjac bulbs explants the browning can be effectively
controlled, which add a certain amount of activated carbon (AC) and polyvinylpyrrolidone (PVP) in the culture
medium and in the dark conditions, its callus can be promptly formed.
Key words: Amorphophallus konjac; tissue culture; browning; orthogonal experiment
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褐变，多种药剂共同抑制褐变的研究未见报道，笔者通
过正交试验在培养基同时添加不同抑制剂，确定最佳
浓度，后在此基础上再用不同培养条件，以期找出有效
抑制魔芋组培褐变的方法。
1 材料与方法
1.1 试验时间和地点
试验于2011年6月—2012年3月在安康学院农学
与生命科学学院组培实验室内进行。
1.2 试验材料
采用种龄为2年的花魔芋球茎进行组培试验。
从大田采回来的魔芋球茎用自来水冲洗干净，并
放在阴凉通风处进行自然晾干2~3天。接种前将准备
好的魔芋球茎先用HgCl2 0.1%浸泡7 min，然后用酒精
75%浸泡 30 s，最后用无菌水冲洗 4~5次，灭菌过程结
束[4]。用灭菌好的手术刀魔芋球茎去皮后切成长、宽
为1 cm、高0.5 cm的小段接入事先灭菌好的不同培养
瓶中，每个处理20瓶，每瓶接种3块。
1.3 试验方法
1.3.1 正交试验设计 在试验过程中，以MS为基本培
养基，附加3%蔗糖，调节pH至5.8，诱导激素采用王玲
等 [5]的 6-BA 1 mg/L+NAA 1 mg/L激素配比，选取琼
脂、活性炭(AC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)3个因素各取3
水平，采用L9(33)正交设计（见表1）。
1.3.2 不同光照处理 试验在正交试验的基础上从光、
暗2个方面再进行研究，分别为1500 lx的光照强度和
无光照的暗培养2种处理。
1.3.3 数据统计方法 将消毒好的魔芋茎块按组织培养
操作规程，接种于相应的处理培养基上，然后将其分类
摆放于培养箱中做好标记。每3~5天观察一次检查污
染状况，如有污染立即拣出培养箱，每 10天观察其生
长情况并记录褐变率及诱导率。试验结果利用Excel
软件对试验数据进行正交方差分析。
2 结果与分析
2.1 琼脂浓度和吸附剂对褐变的影响
统计记录的褐变数及愈伤组织形成情况见表 2。
经极差分析表明，3种因素对外植体褐变控制作用大
小依次为AC>PVP>琼脂，愈伤组织的诱导作用大小依
次为AC>琼脂>PVP，通过平均数的比较，组合A2B3C3
的褐变率最低，A2B3C1的愈伤组织诱导率最高。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
H1
H2
H3
T1
T2
T3
x1
x2
x3
1(4.5)
1
1
2(6)
2
2
3(7.5)
3
3
194.9
178.3
185.5
105.5
167.2
136.1
64.9
59.4
61.8
1(0.1)
2(0.25)
3(0.5)
1
2
3
1
2
3
207.2
192.7
158.8
106.1
128.3
174.4
69.1
64.2
52.9
1(0.05)
2(0.1)
3(0.2)
2
3
1
3
1
2
181.6
197.7
179.4
147.2
123.3
138.3
60.5
65.9
59.8
68.3
70.5
56.1
72.8
57.2
48.3
66.1
65
54.4
29.4
27.2
48.9
41.7
54.4
71.1
35
46.7
54.4
试验号 A(琼脂) B(AC) C(PVP) 褐变率/% 诱导率/%
水平
1
2
3
因素
A 琼脂
4.5
6
7.5
B AC
0.1
0.25
0.5
C PVP
0.05
0.1
0.2
表1 正交试验因素水平表 g/L
表2 不同浓度琼脂和吸附剂诱导魔芋愈伤组织影响的正交实验结果
·· 244
李 川等：降低魔芋球茎组培褐变的技术研究
从表 3对诱导率的方差分析可以看出，琼脂浓度
和AC均达到极显著水平，PVP达到显著水平。结合
表 2结果可得到，组合A2B3C1的褐变率最低为 48.3%，
诱导率最高可达 71.1%，方案 6即MS+6-BA 1 mg/L+
NAA 1 mg/L+蔗糖 30 g/L +6 g/L琼脂+AC 0.5 g/L +
PVP 0.05 g/L 为降低魔芋组培苗褐变的最优培
养基。
正交试验中，接种在①～⑨号培养基上的外植体，
大多数培养 7天左右表面色泽开始由白色变成褐色，
褐色物质日渐增多加深，13天左右褐化明显，外植体
表面有突起出现，即愈伤组织初步形成，26天后褐变
基本稳定，诱导的愈伤组织逐渐增多，在其表面开始有
粉红色至浅绿色的新愈伤组织形成。
2.2 培养条件对褐变的影响
选择在正交试验中最佳处理方案6的基础上进行
光培养和暗培养的对比试验。培养26天后的结果（见
表 4）表明；在暗培养的条件下接种 60块，褐变 23块，
褐变率为38.3%，形成愈伤组织47块，愈伤组织诱导率
78.3%。与光照条件下相比，魔芋外植体在暗培养条
件下，褐变率有所降低，愈伤组织诱导率相对提高。试
验中还发现暗培养的条件下外植体的褐变比光照条件
下晚5天左右。
y1
y2
y3
R1
R2
35.2
55.7
45.4
5.5
10.4
35.4
42.8
58.1
16.1
15.4
49.1
41.1
46.1
6.1
8.0
试验号 A(琼脂) B(AC) C(PVP) 褐变率/% 诱导率/%
续表2
注：Hi、xi表示褐变率各因素同一水平之和及平均数；Ti、yi表示诱导率各因素同一水平之和及平均数；R1为褐变率极差，R2为诱导率极差。
表3 正交设计方差分析表
变异来源
A 琼脂
B AC
C PVP
误差
总变异
平方和
634.496
809.216
97.269
4.536
1545.516
自由度
2
2
2
2
8
均方和
317.248
404.608
48.634
2.269
F
139.894
178.416
21.446
F0.05
19
F0.01
99.39
注：F0.05(2,8)=19；F0.01(2,8)=99.39。
表4 培养条件对褐变的影响
光照
暗培养
接种数/块
60
60
培养天数/d
26
26
褐变数/块
31
23
愈伤组织数/块
34
47
褐变率/%
51.7
38.3
诱导率/%
56.7
78.3
3 结论
在进行魔芋组织培养过程中常常伴有褐变现象的
发生，使培养物的愈伤组织块诱导率低，甚至导致组织
死亡。在培养过程中培养基的配比，如激素、琼脂浓
度、pH的调节、一些抗氧化剂及吸附剂的应用等都会
对魔芋的褐变有影响。试验采用MS+6-BA 1mg/L +
NAA 1mg/L为基础培养基，通过L9(33)正交试验研究
不同浓度AC、PVP对外植体褐变的影响，认为培养基
MS+ 6-BA 1 mg/L+ NAA 1 mg/L+蔗糖 30 g/L +琼脂
6 g/L+AC 0.5 g/L+PVP 0.05 g/L可一定程度上降低魔
芋外植体的褐变，在暗培养条件下，其褐变率可降低到
38.3%，愈伤组织诱导率提高到78.3%。
4 讨论
从事魔芋组培的研究者均认为制约魔芋组培成功
的关键因素是能否有效控制褐变发生。胡楠等[6]研究
表明，固体培养基添加 PVP1%能有效较低褐变的发
生，结果与本研究相似。王玲等[5]采用一龄芋的顶芽
低琼脂浓度 4.5 g/L等条件有效地抑制了褐变的发
生。笔者参考前人[6-10]对魔芋球茎组培褐变研究，适当
降低琼脂的浓度6 g/L，添加AC 0.5 g/L和PVP 0.05 g/L
·· 245
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同时加入固体培养基中能一定程度上降低球茎外植体的
褐变，褐变率和诱导率结果与胡楠等人研究相似。
从前人关于抑制组培褐变的研究来看，能够控制
组培褐变的抑制剂很多，如 PVP、活性炭、Vc、水解乳
蛋白[11]、硫代硫酸钠[12]等，但使用时一般只添加一种药
剂。而魔芋组培中添加2种以上的共同抑制褐变的研
究未见相关报道，笔者通过正交试验在培养基同时添
加2种常见的抑制剂，褐变率有一定程度的降低，但与
王玲[5]的研究，选择一龄芋的顶芽在适宜的培养的条
件下培养物褐变率仅为8%，愈伤组织诱导率达94%的
结果有较大的差距。原因分析主要是选取材料不同，
顶芽的分生组织较发达，酚类物质不易积累，褐变率
低，而球茎酚类物质含量高易褐变。胡楠等[6]选用魔
芋球茎利用浅层液体培养基对褐变也有效地进行了控
制，但部分易呈水浸状，剖面呈水浸状，结构紧密，显微
镜下观察到其细胞高度液泡化不具有生长中心，这种
类型愈伤组织往往难以生长及分化，应做进一步研究
其分化机理。
采用魔芋顶芽做组培试验对褐变率控制好，但取
材相对困难，且灭菌处理不当污染率和诱导率都难以
控制。采用球茎取材方便但魔芋球茎本身多酚类物质
含量高平均达 1.2 mg/g以上[13]，且多酚氧化酶活性高
极易褐变。笔者认为选育出多酚类含量低、品质优的
魔芋新品种，不仅能推动魔芋组培技术的推广应用，解
决魔芋种植业的瓶颈问题，而且在低硫加工方面及对
整个魔芋产业的发展都将产生深远的影响。
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