全 文 ：文章编号:1008-8423(2000)03-0001-03
花魔芋愈伤组织诱导研究
彭昌操
(湖北民族学院 园艺系 , 湖北 恩施 445000)
收稿日期:2000 05 02
作者简介:彭昌操(1966-),男 ,湖北宣恩人 ,硕士 ,讲师.
　　　摘　要:对花魔芋愈伤组织诱导过程中的多个影响因子进行了研究。试验表明:以顶芽 、侧芽 、顶芽鳞片作外
植体 ,顶芽鳞片在 10%NaClO溶液中灭菌 25min , 顶芽 、侧芽在 0.1%HgCl2溶液中灭菌20min , 外植体在 10%柠檬酸溶
液或 0.5%VC溶液中切割 , 接种于 1/2MS+BA1mg·l-1+NAA0.1 mg·l-1+4%蔗糖+0.7%琼脂(pH5.8)培养基中 ,
暗培养(T:18-20℃), 花魔芋愈伤组织诱导率较高 ,均可达 45%以上。
关键词:花魔芋;愈伤组织发生;影响因子
中图法分类号:Q943.1　　　文献标识码:A
　　花魔芋(Amorphophallus rivieri Durieu)属于天南星科魔芋属多年生草本。其地下球茎富含淀粉 、蛋白质 ,尤
其是富含葡萄糖甘露聚糖 ,由于葡甘聚糖具有低热值 、低蛋白质 、高食用纤维的特点 ,有降低胆固醇 、血脂 、血
糖 、减肥等独特功效 ,因而广泛用作食品或食品添加剂 。此外 ,魔芋精粉及其衍生物也广泛应用于化工 、纺
织 、建筑 、冶金等各行业。由于市场前景广阔 ,我国的魔芋生产迅猛发展 ,目前栽培面积已达上万公顷。由于
魔芋用种量大 ,繁殖系数低 ,在贮藏过程中易感病腐烂 ,因而关于魔芋快速繁殖的研究已有不少报道[ 1-3] 。
但由于魔芋球茎带菌量大 ,渗出物多 ,因而魔芋的再生体系仍未建立。本试验以恩施州主栽魔芋种(花魔芋)
为材料 ,探讨其愈伤组织诱导过程中多个因子对其诱导频率的影响 ,从而为其再生体系的建立打下基础 。
1　材料与方法
1.1　材料
以恩施地区花魔芋的顶芽 、顶芽鳞片 、侧芽 、叶柄 、根状茎 、块茎 、成熟种子 、幼嫩种子为试材。
1.2　方法
1.2.1　材料的预处理　魔芋球茎在自来水下冲洗半小时 ,洗衣粉浸泡一昼夜 ,去除多余块茎及根状茎 ,用解
剖刀取顶芽 、侧芽 、根状茎 、顶芽鳞片及块茎 ,置入 10%柠檬酸溶液中。叶柄 、种子不经过预处理 。
1.2.2　表面消毒试验　供试材料先用 70%酒精灭菌 30 s再置于 10%NaClO 、饱和漂白粉 、10%H2O2 或 0.1%
HgCl2 溶液中 ,灭菌时间设为 10min 、15min 、20min 、25min ,比较表面灭菌效果。
1.2.3　褐变防止方法　灭菌后的外植体用灭菌水冲洗 5次 ,每次 5min ,然后置于 10%柠檬酸溶液 、0.5%VC
溶液和 10%柠檬酸溶液+0.5%VC溶液中切割成适宜的大小 ,置入相应培养基中 ,并比较不同温度 、光照条
件对花魔芋离体培养褐变发生的影响。每处理接种 8瓶 ,每瓶置 3个外植体(以下同)。
1.2.4　培养基中无机盐 、蔗糖浓度对愈伤组织诱导的影响　以MS为基本培养基 ,比较培养基中大量元素减
半 、蔗糖浓度升高(3%※4%※5%※6%)对花魔芋愈伤组织诱导率的影响。
2　结果与分析
2.1　不同外植体表面灭菌试验
不同外植体在不同种类的表面灭菌剂及不同处理时间作用下其污染率有明显差异 ,其结果见表1。
第 18 卷第 3期 湖北民族学院学报(自然科学版) Vol.18　No.3
2000 年8 月 Journal of Hubei Institute for Nationalities(Nat.Sci.) Aug.2000
表 1　花魔芋表面灭菌处理后的污染率/ %
表面灭菌剂及
处理时间(min)
10%NaClO
10 15 20 25
饱和漂白粉
10 15 20 25
10%H2O2
10 15 20 25
0.1%HgCl2
10 15 20 25
顶　芽 100 100 83 79 100 100 88 63 100 100 100 100 42 38 17 0
侧　芽 100 100 83 79 100 100 88 83 100 100 100 100 67 54 21 0
顶芽鳞片 100 62 42 0 100 62 42 21 100 79 79 79 21 0 0 0
根状茎 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 96 92
叶　柄 100 79 42 38 100 83 62 42 100 100 79 79 67 42 25 13
幼嫩种子 71 50 0 0 83 50 0 0 88 50 42 42 62 21 0 0
块　茎 100 100 42 42 100 100 40 42 100 83 62 62 75 42 21 8
由表1可见:(1)四种表面灭菌剂中以 0.1%HgCl2处理效果最好 ,10%的NaClO溶液和饱和漂白粉灭菌效
果一致 ,10%H2O2 表面灭菌效果最差;(2)外植体中以顶芽鳞片 、种子 、叶柄 、块茎带菌量少 ,易灭菌彻底 ,其次
为顶芽 、侧芽 ,根状茎由于渗出物过多 ,灭菌效果差;(3)不同外植体适宜的灭菌条件分别为:顶芽鳞片于 10%
NaClO溶液(或饱和漂白粉溶液 ,下同)25min或 0.1%HgCl210-15min ,而种子 、块茎和叶柄适宜于 10%NaClO
溶液20min或 0.1HgCl215-20min ,顶芽 、侧芽宜在 0.1%HgCl2溶液中灭菌 20min以上。
2.2　褐变防止方法试验
影响花魔芋离体培养成功的另一重要因素是外植体接种后褐变严重 ,因而本实验对防止褐变的方法也
进行了探讨 ,结果见表 2。
表 2　不同处理后外植体的褐变率/ %
外植体 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ Ⅷ Ⅸ Ⅹ Ⅺ ≫
顶　　芽 100 17 100 29 100 25 100 33 100 13 100 17
侧　　芽 100 17 100 33 100 25 100 38 100 17 100 21
顶芽鳞片 100 0 100 13 100 8 100 17 100 0 100 8
叶　　柄 100 42 100 54 100 63 100 67 100 33 100 38
幼嫩种子 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
成熟种子 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
块　　茎 100 13 100 21 100 29 100 33 100 13 100 17
　　注:Ⅰ —Ⅳ:外植体于 10%柠檬酸溶液中处理 , I-光培养 , T:18-20℃;Ⅱ-暗培养 , T:18-20℃;Ⅲ-光培养 ,T:23-25℃;Ⅳ-暗培养 ,T:
23-25℃。 Ⅴ-Ⅷ :外植体于 0.5%VC 溶液中处理 , Ⅴ-光培养 , T:18-20℃;Ⅵ -暗培养 , T:18-20℃;Ⅶ -光培养 ,T:23-25℃;Ⅷ -暗培养 ,T:
23-25℃。 Ⅸ -≫:外植体于 10%柠檬酸+0.5%VC 溶液中处理 , Ⅸ -光培养 ,T:18-20℃;Ⅹ -暗培养 , T:18-20℃;Ⅺ-光培养 , T:23-25℃;
≫-暗培养 , T:23-25℃。
从表 2可见:(1)外植体在 10%柠檬酸溶液 、0.5%VC 溶液或其混合液中浸泡切割 ,均可以明显抑制外植
体的褐变;(2)光照培养条件下 ,除种子外 ,其余外植体褐变率均达 100%;(3)暗培养条件下 ,培养温度降至 18
-20℃褐变率呈明显下降趋势;(4)从外植体类型看 ,由于种子没有伤口 ,初次接种后基本无褐变现象 ,而其
它外植体在同样培养条件下 ,以顶芽鳞片褐变最轻 ,其次为顶芽 、侧芽 、块茎 ,叶柄的褐变率较高 。因而在进
一步实验中不再使用叶柄做外植体 。
2.3　培养基中无机盐 、蔗糖浓度对愈伤组织诱导的影响
大量实验证明[ 4] ,培养基中无机盐浓度 ,尤其是氮盐种类 、含量对植物的离体培养影响较大 ,因而本试验
设置了常规 MS培养基和 MS 培养基中大量元素减半两个处理。而考虑到花魔芋球茎中糖类含量较高 ,因而
对培养基中的蔗糖浓度设置从 3%※4%※5%※6%的梯度 ,以探讨培养基中这两个因素对花魔芋愈伤组织
诱导的影响 ,其结果见表 3。
由表 3可见:(1)同样培养条件下 ,不同外植体愈伤组织发生情况有明显差别 ,除块茎以外的其它外植体
2　　　　　　　　　　　　　　　　　湖北民族学院学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　第 18 卷
表 3　培养基中无机盐 、蔗糖浓度与愈伤组织诱导率/ %
培养基 A1 A2 A3 A4 B1 B2 B3 B4
顶　　芽 63 75 63 42 46 54 38 29
侧　　芽 58 67 63 42 46 54 42 33
顶芽鳞片 42 46 42 38 38 46 33 29
幼嫩种子 21 25 21 17 21 25 17 13
成熟种子 8 8 8 0 8 8 4 0
块　　茎 0 0 0 0 0 0 0 0
A1:1/ 2MS+BA1+NAA0.1+3%蔗糖;A2:1/ 2MS+BA1+NAA0.1+4%蔗糖;
A3:1/ 2MS+BA1+NAA0.1+5%蔗糖;A4:1/ 2MS+BA1+NAA0.1+6%蔗糖;
B1:MS+BA1+NAA0.1+3%蔗糖;B2:MS+BA1+NAA0.1+4%蔗糖;
B3:MS+BA1+NAA0.1+5%蔗糖;B4:MS+BA1+NAA0.1+6%蔗糖;
BA1表示 1mg/LBA , NAA 0.1表示 0.1mg/L NAA。
均诱导出愈伤组织 ,愈伤组织发生率从成熟种子
※幼嫩种子※顶芽鳞片※侧芽※顶芽呈明显上升
趋势 。(2)MS 培养基中无机盐含量减半可以明显
提高各类外植体(块茎除外)愈伤组织发生率 。
(3)培养基中蔗糖浓度以 4%为宜 ,过低 、过高均会
降低愈伤组织发生率 。
综合上述实验结果 ,可以得出这样的结论:花
魔芋愈伤组织发生的适宜外植体为顶芽 、侧芽和
顶芽鳞片;顶芽鳞片的表面消毒可在 10%NaClO
溶液(或饱和漂白粉溶液)中处理 25min ,而顶芽 、
侧芽的表面消毒需在 0.1%HgCl2 溶液中处理
20min以上;外植体在 10%柠檬酸液 、0.5%VC 溶
液或其混合液中切割 ,然后置于1/2MS+BA1mg/ l+NAA0.1mg/ l+蔗糖 4%+琼脂 0.7%(pH5.8)中暗培养
(T:18-20℃),愈伤组织发生率均可超过 45%。
3　讨　　论
(1)采用不同种类激素 、不同激素配比对魔芋离体培养影响的研究已有报道。本试验采用不同蔗糖浓度
的培养基诱导花魔芋的愈伤组织 ,结果表明 ,适当提高蔗糖浓度有利于花魔芋愈伤组织的发生 ,但不同种类
糖源是否会影响其愈伤组织发生率 ,还有待于进一步研究。
(2)实验材料所处的生长发育时期与其愈伤组织发生率应有明显相关性 ,而本实验主要在秋冬季进行 ,
这可能是所有外植体愈伤组织发生率均偏低的原因之一。应进一步试验确定合适的取材时期 。
(3)花魔芋主要是食用 ,因而本实验试图用易清洗 、无残留的表面消毒剂对外植体进行处理 ,但效果不理
想 ,因而进一步实验时应注意试验材料的预培养 ,以减少外植体的带菌量 ,从而使材料表面消毒更易进行 。
参考文献:
[ 1] 　张兴国.魔芋组织培养研究[ J] .西南农业大学学报.1988,(3):345-349.
[ 2] 　张征兰 ,黄连超 ,金聿.魔芋组织培养与植株再生的研究[ J] .华中农业大学学报.1986 , 5(3):224-227.
[ 3] 　徐刚 ,王彩莲 ,慎玫 ,等.魔芋茎尖组织培养和植株再生研究[ J] .生物技术.1994 , 4(1):19-21.
[ 4] 　谭文澄 ,戴策刚.观赏植物组织培养技术[ M] .北京:中国林业出版社 ,1991.
THE CALLUS INDUCTION CULTURE OF RIVIER GIANTARUM
(AMORPHOPHALLUS RIVIERI)
PENG Chang-Cao
(Hubei Institute for Nationalities ,Enshi 445000 ,Chian)
ABSTRACT:In order to increase the callus induction rate of Rivier Giantarum , the influential factors in the process
of its callus induction culture are studied.The results are obtained as follows :First , the suitable explants are top buds ,
lateral buds and bud scales;Second , the sterilization condition of the explants above is that bud scales should be soaked
in the 10%NaClO solutions for 25 minutes and top buds or lateral buds in the 0.1%HgCl2 solutions for 20 minutes.
Third , the sterilized explants are soaked and cut in the solutions of 10% citrate or 0.5%VC or their mixture so as to pre-
vent their browning actions.Fourth , the chosen medium is 1/2 MS+BA 1mg·l-1+NAA 0.1mg·l-1+4%Sucrose +
0.7% agar(pH5.8).Lastly , the materials are cultured in the darkness(T :18-20℃).
KEYWORDS:Amorphophallus rivieri;Callus induction;Influential factors
3　第 3期　　　　　　　　　　　　　　　　　彭昌操:花魔芋愈伤组织诱导研究