全 文 ：魔芋组织培养技术研究进展
刘贵周1 , 谢庆华2 , 赵庆云1 , 谢世清1
(1东南亚薯类作物科研与培训中心 , 云南昆明 650201;2 云南师范大学生物资源所 , 昆明 650092)
摘　要:结合前人有关植物组织培养研究成果 , 论述了魔芋 (Amorphophallus Conjac)组织培养研
究和应用方面所取得的成果与进展 , 并针对当前在魔芋组织培养中存在的突出问题如培养基的褐
变以及组培苗的玻璃化等现象作出了分析 , 提出防止其问题产生的对策 , 为下一步魔芋组培快繁
和生产提供理论依据 。
关键词:魔芋;组织培养;进展
Progress of Study on the Tissue Culture of Amorphophallus Conjac
Liu Guizhou
1 , Xie Qinghua2 , Zhao Qingyun1 , Xie Shiqing1
(1 Research and Training Center of Tuberous Crop of Southeast Asia , Kunming 650201;
2Biological Resources Institute , Yunnan Normal University , Kunming 650092)
Abstract:The article discusses the latest results and research progress on the tissue culture of Amorphophallus
conjac , which is based on the results of plant tissue culture in this field.It analyses the main problems of the
current study on tissue culture of Amorphophallus conjac , such as the browning of media and vitrification.It
also analyses the reason and factors , and put forward how to prevent these problems.It will benefit for further
research on proliferation for production practice.
Key words:Amorphophallus conjac;Tissue culture;Progress
　　魔芋 (Amorphophallus conjac)为天南星科魔芋
属多年生宿根性草本植物 , 也是主要经济作物之
一 , 中国主要分布于四川 、 云南 、 江苏等长江流
域 , 且以花魔芋分布最广[ 1] 。其产品器官为球茎 ,
内含丰富的葡萄甘露聚糖 (40%～ 50%)、 果胶 、
生物碱 、 淀粉 、 灰分及 17种氨基酸和多种微量元
素 , 可作食用 、 药用及工业用[ 2] 。由于在生产种植
中 , 魔芋的用种量较大 , 这样不仅耗费大量的种
芋 , 而且其表皮极易损伤 , 易感病和腐烂。为了逐
步实现魔芋生产良种化的目标 , 从根本上解决魔芋
良种退化 、品种繁殖系数低等问题 , 采用魔芋组织
培养获得组培苗是一条有效的途径 。虽然当前针对
魔芋组织培养技术的研究在国内外已有一些报
道[ 1 ,3 ～ 4] , 但在技术环节方面还存在着或多或少的
限制因素 , 如培养基褐变 、组培苗玻璃化现象等 。
现对魔芋组培过程中存在的问题及解决方法论述如
下。
1　建立无菌培养物
魔芋组织培养技术是将魔芋组织或组织切块放
在离体的人工模拟植物体内生理环境的无菌条件
下 , 让其生长发育并长成一完整植株的方法。
1.1　外植体的获取　对于长期暴露于大田中的魔
芋外植体 , 由于大气及土壤中的种种污染源致使其
严重被污染 , 用其作试验材料 , 结果污染率较高。
因此可通过在室内栽培 , 经过精心培育管理获得受
污染较轻的试验材料。在选取材料时 , 应选择球茎
　　刘贵周 , 男 , 1979 年出生 ,
2002级作物栽培学与 耕作学专业在
读硕士。联系电话:0871-5228914。
·101·中国农学通报　第 19 卷　第 4期　2003 年 8月　　http: zntb.chinajournal.net.cn
基金项目:云南省科技攻关计划项目。 　收稿日期:2003-01-10, 修回日期:2003-03-18
表面较为光滑 、 无伤口的健康球茎为材料。
1.2　培养基选择　在离体培养条件下 , 不同种植
物的组织对营养条件有不同的要求 , 甚至同一种植
物的不同部位的组织对营养成分的要求也不相同 ,
只有根据各自的特殊要求并尽量给予满足 , 才可能
顺利地生长发育 。魔芋组织培养的营养组成成分
是:愈伤组织诱导培养基为 MS 基本培养基 +
NAA0.3 ～ 0.5 mg L+BA0.5 ～ 0.8 mg L;不定芽增
殖培养基为MS基本培养基+NAA0.05 ～ 0.1 mg L+
BA1.5 mg L;生根培养基为 MS 基本培养基 +
NAA0.3 ～ 0.5 mg L+KT0.05 mg L。
1.3　培养环境　一个良好的环境是在做魔芋组织
培养中必不可少的条件 , 各个阶段培养条件 (如光
照强度 、 光照时间 、 温度 、湿度等)又有所不同 。
2　增殖培养
增殖培养这一阶段是魔芋组培苗快速繁殖中最
重要的一环 , 是获得大量无性繁殖系的必要措施 。
在这一阶段中有初代培养和继代培养。
2.1　初代培养　在初代培养中的一个最重要问题
是培养基的褐变 。这是由于魔芋外植体内具有防御
性的酚类化合物在伤口附近释放被氧化 , 形成棕褐
色有毒的醌类物质 , 使培养基变成暗褐色 , 从而对
魔芋组织产生毒害作用。这虽是植物体自身产生的
一种保护性反应 , 但在组织培养中却具有自杀性 ,
如果处理不当 , 往往造成初代接种的外植体死亡 。
所以在魔芋组织培养中如何采取措施来防止培养基
褐变至关重要。在初代接种后尽快外植体转移到新
鲜培养基或是在培养基中加入一些抗氧化剂对防止
培养基褐变有一定效果。对外植体进行预培养 , 即
可有效地克服由于微生物造成的污染问题 , 又可减
轻避免褐变。由于光能促进酚类的氧化 , 因此 , 开
始时把培养物置于暗处有助于减轻褐变问题 。
2.2　继代培养　通过继代培养可获得大量外植
体 , 以满足生产上的需求 。但在这一过程还存在以
下问题:即增殖速度和不正常的玻璃化苗。 ①增殖
速度。理论上 , 1个外植体每继代一次将其分切成
M个小块 , 经过 n次继代培养后可能以几何级数而
迅速繁殖得到Mn个外植体 。但这样的增殖速度是
有限的。首先 , 增殖加快的同时 , 玻璃化比例逐渐
上升;再次 , 从细胞遗传学理论上讲 , 生长速度过
快 , 超出了正常细胞分裂速度 , 最终导致繁殖后代
发生变异 , 从而有背于快速繁殖的最终目标 。②玻
璃化苗 。在魔芋组织培养中经常会出现组培苗的玻
璃化现象 , 其表现为叶片 、 茎段呈水渍状 , 半透
明 , 颜色暗绿 , 质地变脆 , 叶片多内卷变厚。目前
关于玻璃化的诱发因素 、机理还没有一个确切的结
论 。据报道[ 5] , 培养基成分 、 光 、 温 、湿及透气性
均与玻璃化有关 。为了能满足生产的需要 ,目前对
于控制减少玻璃化现象 ,一般采取如下措施:①提高
光照强度;②增加培养基中的溶质水平 ,以降低培养
基的水势;③增加容器通风 ,以尽可能降低培养容器
内的空气相对湿度和改善氧气供给状况;④减少培
养基中含氮化合物的用量或及时转移;⑤注意细胞
分裂素和生长素的配合以及激素和 K+之间的配
合 ,力求兼顾不定芽增殖系数和控制玻璃化苗的发
生;⑥降低培养温度 ,进行变温培养 ,有助于减轻试
管苗玻璃化的现象发生;⑦注意提高培养物对逆境
的耐受能力;⑧注意碳源种类和浓度的选择。
3　诱导生根
通过增殖培养阶段产生的魔芋丛苗经切成单株
后接入到生根培养基中生根成苗。单株苗转到 MS
+NAA0 ～ 0.5 mg L 生根培养基上都能生根 , 但有
一定差异 , 最佳生根培养基是 MS +NAA0.3 ～ 0.5
mg L , 生根率达到 100%[ 3] 。
4　组培苗的驯化和移栽
在培养容器中长成完整植株的魔芋组培苗需要
及时移栽。在移栽时 , 由于它是从一个无菌的 、有
光照的 、湿度饱和 、温度恒定的培养条件下转移到
一个有菌的 、环境条件不稳定的生长环境中 , 生长
势相当弱 , 适应外界环境的能力较差 , 需要特殊的
管理及防护等措施 , 才能有效地提高魔芋组培苗的
成活率 。所以 , 在移栽之前要经过驯化阶段 , 通过
逐步改变组培苗的生存环境 , 使其不断适应外环
境 。Kozai等认为提高组培苗的光合能力是驯化成
功的关键;而Capelladest等人则认为组培苗叶片内
淀粉积累量是驯化成功的关键等 。
魔芋组培苗移栽的具体过程为:将已驯化的组
培苗开盖 , 放入少许高锰酸钾溶液 (配成粉红色的
药水), 片刻后轻轻摇动瓶子 , 使水渗入到培养基
中 , 然后用已消过毒的镊子将组培苗沿基部取出 ,
放在前述高锰酸钾溶液中轻轻漂洗根部的所有培养
基 , 分株移栽在大棚商床中 , 埋土至苗基部 , 不压
根 , 浇定根水 , 进入后期管理。
(下转第 125页)
·102· Chinese Agricultural Science Bulletin　Vol.19　No.4　2003　August
可长出匐匐茎 , 称之为 2次匐匐茎。2001年 8月于
南京江浦农场调查中发现 , 有些植株还可长出 3次
匐匐茎 , 条件适宜时 , 每条匐匐茎可以产生几个到
几十个分蘖 , 最多的 1株千金子匐匐茎分蘖数达
110个 , 分布范围占到 10 m2 。
3.2　水田千金子穗分枝长 , 一般 22 ～ 82个 , 平均
50个以上。分枝上有若干小穗 , 小穗上有 3 ～ 7朵
花[ 1] , 但调查中发现个别小穗有 8朵花 。关于千金
子每穗结籽报道较多 , 有的认为平均每穗粒数
1888 粒 (270 ～ 3970 粒)[ 5] , 有的认为每穗结籽
0.21 ～ 0.32万粒 , 平均 0.26万粒 , 每株可结籽 4.5
万粒 , 最多可达 25.5 万粒[ 6] , 笔者认为 , 因为千
金子种子成熟是不同步的 , 穗顶部籽粒成熟后即自
行脱落 , 而穗基部的分枝还被包在叶鞘内 , 要进行
结籽数的准确计数是非常困难的。以每穗有花数即
理论结籽数 , 计数比较准确 。从调查结果可以看
出 , 千金子具有非常强的繁殖能力 。平均每穗有花
数在 8885粒以上 , 个体分布范围在 4012 ～ 19470之
间 , 从理论上说 , 1穗最多能结籽 19470粒 。此特
性使千金子能顺利进入水田危害 , 并在直播稻田大
量发生。
3.3　在不同栽培方式的水稻田中 , 千金子的株高 、
茎蘖数 、 匐匐茎数 、 匐匐茎分蘖数表现出极显著差
异。直播稻田千金子株高极显著的高于抛秧和移栽
田 , 因为直播稻田水稻播种量大 (粳稻 52.5 ～ 67.5
kg hm2), 基本苗多 (100 ～ 150 万株 hm2), 田间密
度大 , 促使千金子往高处生长 。而茎蘖数 , 匐匐茎
数 、 匐匐茎分蘖数极显著的少于移栽稻田。移栽稻
田株行距大 , 适于千金子分蘖和匐匐茎的伸展。从
这一点还可看出 , 千金子的株高 、茎蘖数 、匐匐茎
数和匐匐茎分蘖数性状在不同的环境条件下 , 能够
表现出显著差异。
3.4　在千金子的结实特性上 , 穗长 、 穗分枝数和
每穗有花数 , 在 1%极显著水平上移栽 、 抛秧和直
播田无显著差异。因这些性状受遗传因子控制而表
现出物种特性的稳定性状。千金子的千粒重是移栽
田极显著的重于直播和抛秧田 , 主要是移栽田水稻
密度小 、空间大 、 有利于千金子种子充分灌浆 , 而
直播田千金子灌浆不足 , 导致千粒重减轻 。
鸣谢:此次试验调查中得到了浙江省嘉兴市农科所冯
克强 、 上海市嘉定区植保站管丽琴 、 安徽省白湖农场植保
站王德好和江苏省如皋植保站刘萍 、 武进植保站陆云梅 、
扬州农校刘苏闽 、 南京农大植保 03 班和黎明等同志的协
助 , 在此一并致谢!
参考文献
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1997 (3):49～ 50
(上接第 102页)
综上所述 , 魔芋组织培养快繁技术 , 有利于良
种的推广 , 减少用种成本 , 具有广泛的发展前景 。
但在培养过程中存在着严重问题 , 如培养基的褐
变 , 组培苗的玻璃化现象还有待于进一步深入试验
研究 。
参考文献
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·125·中国农学通报　第 19 卷　第 4期　2003 年 8月　　http: zntb.chinajournal.net.cn