全 文 ：第 21卷第 4期 西　南　农　业　大　学　学　报 V ol. 21, No. 4
1999年 8月 Journal of Southw est Ag ricul tural Universi ty Aug. 1999
文章编号: 1000- 2642( 1999) 04- 0303- 04
魔芋不定芽的低温保存研究⒇
张玉进 , 张兴国 , 刘佩英
(西南农业大学 园艺系 ,重庆　 400716)
摘要:取花魔芋 ( Amorphophal lus Konjac K. Koch )长 1. 5 cm的不定芽在附加 1
mg /L 6-BA和 0. 05～ 0. 1 mg /L N AA的 MS-NH+4 培养基上 , 4℃黑暗保存 180天
后 ,存活达 100% 。不定芽在低温保存过程中 ,过氧化物酶活性升高 ,可溶性糖含量
增加。培养基添加甘露醇后 ,过氧化物酶活性升高幅度变小 ,而可溶性糖含量进一
步增加 ,保存后的花魔芋不定芽能快速恢复生长。甘露醇有利于芽的低温保存。
关　键　词: 魔芋 ;不定芽 ;低温保存
中图分类号: S632. 3　　　文献标识码: A
LOW TEM PERATURE STORAGE OF
AMORP HOP HLLUS ADV EN T ITIOU S BUDS
ZHANG Yu- jin, ZHANG Xing-guo, LIU Pei-ying
( Department o f Hor ticulture, Southw est Ag ricultural
Univ ersi ty , Chongqing 400716, China)
Abstract: At 4℃ in da rkness, Amorphophal lus buds w ere able to be stored wi th 100%
survial fo r 180 day s on M S-NH
+
4 medium supplemented wi th 1 mg /L 6-BA, 0. 05～ 0. 1
mg /L N AA, and 3% (W /V ) sucrose. M anni to l had been proved to be an appropriate
g row th retardant fo r low temperature sto rag e of Amorphophal lus buds. During the
storage, the activi ty of POD and the content of so luble suga r in Amorphophal lus buds had
been increasing sharply. On M S-NH
+
4 medium with 10～ 15 g /L manni tol , the increase o f
the activ ity of POD in buds would slow down the increasing concentration o f manni tol. On
the contra ry , the content of soluble sugar w as accumula ted wi th the presence o f mannitol
in medium. Af ter storag e fo r 90 and 180 days, buds g rew quickly at the recul ture period
f rom 4th to 8th day , which w ould have relationship wi th the accumula tion of soluble sugar
⒇ 收稿日期: 1999- 01- 06基金项目:国家自然科学基金资助项目“魔芋种植资源低温和超低温试管保存研究” ( 39670513) ;教育部博士学科点专项科研基金资助项目“魔芋种质资源考察、研究与保存” ( 950605)作者简介:张玉进 ( 1965- ) ,男 ,河南新乡人 ,西南农业大学博士研究生 ,从事生物技术工作。
DOI : 10. 13718 /j . cnki . xdzk. 1999. 04. 001
in the buds during the sto rag e.
Key words: Amorphopal lus; adventi tious buds; low tempera ture sto rage
魔芋是我国重要的经济作物 ,但靠无性繁殖 ,资源保存较困难。传统的魔芋资源圃保存 ,
占地多、费用高 ,且存在自然灾害和人为损失等问题。魔芋试管苗的继代培养 ,工作量大、费
用高 ,长期继代培养易产生体细胞变异 ,不利于保持魔芋种质资源的遗传稳定性。 植物组织
培养物的低温保存技术 ,已成功地保存了甘薯、芋、咖啡等多种作物资源 [1～ 3 ]。文章以花魔芋
( Amorphophal lus Konjac)不定芽为材料 ,开展了魔芋资源的低温保存试验 ,为建立魔芋资
源试管基因库奠定技术基础。
1　材料与方法
以西南农业大学魔芋资源圃中的花魔芋块茎为试材 ,经组织培养建立无性系 [4 ]。选生
长健壮一致 ,长为 0. 5 cm和 1. 5 cm的不定芽 ,接种到含生长延缓剂 5～ 50 g /L的甘露醇或
0. 5～ 10 mg /L ABA的 MS-NH+4 继代培养基 (附加 0. 5 mg /L 6-BA, 0. 05～ 0. 1 mg /L
N A A, 3% (W /V )蔗糖 , p H= 5. 8)上 ,室温 ( 25± 1)℃、光照 1000 lx , 14 h /d,培养 7 d,转入
4℃黑暗保存 150～ 180天 ,再转入新鲜培养基 ,在相同光温条件下培养 ,观察恢复生长状况 [ 4]。
可溶性糖含量和过氧化物酶活性分别用蒽酮比色法 [5 ]和愈创木酚法测定 [6 ]。
2　结果与分析
2. 1　不定芽大小和生长延缓剂种类对不定芽成活的影响
长为 0. 5 cm的不定芽在 4℃和附加 ABA的 MS-NH+4 继代培养基上保存 180天后 ,试
材褐变、水肿严重 ,存活率极低。 转入新鲜培养基后 90天也未见生长反应 ,这可能是因材料
太小 ,低温胁迫时期太长以及 ABA对生长的延缓和控制作用所致。
对长为 0. 5 cm的不定芽用甘露醇作生长延缓剂 (表 1) ,保存效果亦不佳。但其中含 20
～ 30 g /L甘露醇的处理存活率较高。
表 1　甘露醇对魔芋不定芽低温保存的影响
甘露醇浓度
( g /L )
保存后材料状态
外　　部　 芽及苞片 内部组织　 存活率 (% )
0 褐变严重、褐色物质厚 褪色、水肿 全部褐变、水肿 0
5 褐变严重、褐色物质厚 褪色、水肿 全部褐变、水肿 0
10 褐变严重、褐色物质厚 褪色、水肿 大部分材料褐变、水肿 8. 33
15 褐变严重、褐色物质较厚 褪色、水肿 大部分材料褐变、水肿 10. 45
20 褐变、褐色物质较薄 褪色、水肿 大部分材料褐变、水肿 15. 67
30 褐变、褐色物质较薄 褪色、水肿 大部分材料褐变、水肿 21. 52
50 褐变、褐色物质最薄 褪色、水肿 大部分材料褐变、水肿 13. 33
　　注: 不定芽大 0. 5 cm。
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在相同条件下 , 1. 5 cm长的魔芋不定芽在附加甘露醇的 MS-NH+4 继代培养基上保存
90和 180天 ,恢复培养后 ,各浓度处理的不定芽存活率均达 100% ,且很快恢复生长 ;在再培
养初期 ,其生长速度明显快于连续继代培养初期的生长速度。
2. 2　低温与甘露醇浓度对魔芋不定芽可溶性糖含量的影响
表 2表明 ,保存于 MS-NH+4 继代培养基上的魔芋不定芽 ,在 30天时可溶性糖含量增
加 , 90天达最高 , 180天有所减少 ,但仍比保存前的含量高。这可能与材料对低温的适应有
关。在低温下 ,不定芽可能通过提高细胞内可溶性糖含量来减轻低温伤害。保存于附加甘露
醇培养基上的处理 ,在 15天时 ,可溶性糖含量开始增加 ,其后变化趋势与保存于不加甘露醇
的培养基上的材料相似。培养基中甘露醇浓度与不定芽可溶性糖含量呈正相关 ,这可能与甘
露醇引起的高渗透作用有关。即不定芽通过进一步增加细胞内可溶性糖含量来抵御高渗胁
迫。而可溶性糖的增加有利于不定芽的低温保存。
表 2　低温与甘露醇浓度对花魔芋不定芽保存时可溶性糖含量和过氧化物酶活性的影响
甘露醇浓度
( g /L)
保存时间 ( d )与可溶性糖含量 ( mg /g FW )
0 15 30 90 180
保存时间 ( d )与过氧化物酶活性 ( OD470 nm /g FW, min )
0 15 30 90 180
0 15. 7 15. 9 20. 0 29. 1 21. 4 1. 67 1. 82 1. 97 2. 94 9. 93
10 15. 9 17. 1 26. 5 31. 4 23. 9 1. 66 1. 81 1. 93 2. 23 7. 74
20 15. 4 18. 2 29. 9 41. 0 35. 8 1. 70 1. 83 1. 90 1. 96 5. 53
30 15. 9 18. 4 26. 8 45. 4 35. 4 1. 71 1. 86 1. 98 2. 46 8. 87
50 16. 0 18. 8 28. 6 43. 4 41. 8 1. 69 1. 89 2. 05 2. 95 9. 83
2. 3　低温保存对魔芋不定芽过氧化物酶活性的影响
表 2表明 ,魔芋不定芽在 4℃低温保存时 ,过氧化物酶活性随时间延长而增加 ,保存到
180天时 ,比保存前增加了 5. 95倍。过氧化物酶为植物逆境保护酶 ,其活性的增加有利于减
轻低温引起的伤害 ,活性高低可反映不定芽受伤害的程度。培养基加入 10～ 30 g /L甘露醇
后 ,同一保存时间内过氧化物酶活性有所降低 ,且随保存时间的延长 ,降低趋势更明显。培养
基附加 50 g /L甘露醇 ,无助于过氧化物酶活性的降低。 其机理有待进一步研究。
3　讨　论
花魔芋不定芽在 4℃下保存 180天 , 100%存活 ,保存 270天仍有较高的存活率。保存后
的不定芽能快速恢复生长 ,这可能与下列因素有关。
3. 1　取材方式是低温保存成功的重要因素
魔芋只有带一定愈伤组织的不定芽才能用于保存。 魔芋愈伤组织结构致密 ,似小块茎 ,
可能具有较强的抗冷力 ,保存后易于发生腋芽 ,加速繁殖速度。
3. 2　不定芽大小是影响保存存活率高低的决定因素
魔芋 0. 5 cm长的不定芽不适于低温保存。不定芽太小时 ,加大了取材伤害 ,抵抗低温胁
迫的能力也大大降低 ,使组织内富含的多酚化合物氧化成醌 ,导致蛋白质和酶的失活 ,引起
细胞代谢失调 ,最终杀死组织。
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3. 3　生长延缓剂种类对保存效果的影响
ABA不适于魔芋不定芽的低温保存 ,适当浓度的甘露醇有利于低温保存。 甘露醇的主
要作用是增加培养基的渗透势 ,减少不定芽对水分和养分的吸收利用 [7 ]。 试验发现 ,甘露醇
有利于不定芽细胞可溶性糖的积累 ,并降低了过氧化物酶活性升高的幅度 ,有利于不定芽的
低温保存。
在低温下 ,增加过氧化物酶活性 ,积累可溶性糖可能是魔芋忍耐低温的机制之一。 而可
溶性糖的积累还可能与保存材料在恢复生长初期的快速生长有关。
4　小　结
魔芋不定芽低温保存技术体系为: 1. 5 cm不定芽接种于附加 20 g /L甘露醇、 0. 5 mg /L
6-BA, 0. 05～ 0. 1 mg /L N AA, 3% (W /V)蔗糖、 0. 7( W /V)琼脂的 MS-NH+4 培养基 ( pH
= 5. 8)上 ,室内光照培养 7天 ,转入 4℃可保存 180～ 270天 ,然后继代培养。
园艺系九八届蔬菜学专业胡霓辉和李磊参加部分试验 ,特此致谢!
参考文献:
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