全 文 ：南京农业大学学报 2013，36(1) :35－39 http:/ /nauxb． njau． edu． cn
Journal of Nanjing Agricultural University doi:10． 7685 / j． issn． 1000－2030． 2013． 01． 007
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收稿日期:2012－02－02
作者简介:张燕，硕士研究生。* 通信作者:王广东，副教授，硕导，主要开展观赏植物生理及生物技术研究，E-mail:gdwang@ njau． edu． cn。
张燕，邵会会，王广东．蔗糖浓度对尖尾芋试管根状茎形成及发育的影响［J］．南京农业大学学报，2013，36(1) :35－39
蔗糖浓度对尖尾芋试管根状茎形成及发育的影响
张燕，邵会会，王广东*
( 南京农业大学园艺学院，江苏 南京210095)
摘要:以尖尾芋(Alocasia cucullata) 无菌苗为材料，研究不同质量浓度蔗糖(0、30、60、90 和 120 g·L－1) 对尖尾芋试管根状茎
形成及发育的影响。结果表明:不同质量浓度的蔗糖对无菌苗的形态建成和生长发育影响显著。60、90 和 120 g·L－1蔗糖
处理的尖尾芋试管苗迅速吸收养分后，形成试管根状茎。茎中可溶性糖和可溶性蛋白含量在 30 g·L－1蔗糖处理时达到最大
值，淀粉含量随着蔗糖质量浓度的增加而增加。移栽温室 30 d后，除不添加蔗糖处理的存活率仅 6． 77%外，其他处理全部
存活。60 g·L－1的蔗糖处理 60 d对尖尾芋根状茎的诱导效果最佳，移栽温室 30 d后，能够迅速恢复生长，叶片浓绿，根系旺
盛，多项形态指标都达到最大值。
关键词:尖尾芋;蔗糖;试管根状茎;诱导;发育
中图分类号:S682． 36 文献标志码:A 文章编号:1000－2030(2013)01－0035－05
Effect of sucrose concentration on formation and development
of microrhizome of Alocasia cucullata in vitro
ZHANG Yan，SHAO Huihui，WANG Guangdong*
(College of Horticulture，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China)
Abstract:Plantlets of Alocasia cucullata were cultured on the MS medium supplemented with different concentrations(0，30，60，90
and 120 g·L－1)of sucrose． The results showed that sucrose supplies of 60，90 and 120 g·L－1 hampered generation of leaves but in-
duced formation of microrhizome． That increasing sucrose supply also increased starch content but decreased soluble protein and sac-
charid contents during in vitro growth period． The survival rate of plantlets grown with sucrose supply was 100%，while the survival
rate of those with no sucrose supply was only 6． 77% after 30 days ex vitro． The shoot length，root length，leaf number of Alocasia cu-
cullata plantlets grown with 60 g·L－1 sucrose，were found to be better than the others during ex vitro acclimatization． Thus it showed
that 60 g·L－1 sucrose supply was a better concentrations for both microrhizome induction and ex vitro growth of Alocasia cucullata
plantlets．
Key words:Alocasia cucullata;sucrose;microrhizome;induction;development
尖尾芋(Alocasia cucullata) 为天南星科(Araceae) 海芋属(Alocasia) 多年生常绿草本植物，较耐阴，叶丛
生性强，叶色浓绿有光泽，地上茎圆柱形且具环形叶横，其分布广泛，生长快，易于栽培［1］。近年来尖尾芋
常作为室内绿化观叶植物应用，可以吸收室内有毒气体，净化空气，深受大众喜爱，需求量较大。尖尾芋除
了具有较高的观赏价值外，还具有一定的药用价值，是民间治疗流感发热的常用药物，也常用于治疗毒蛇
咬伤等［2］。尖尾芋传统的繁殖方法主要是分株繁殖，繁殖系数低，周期长，且受气候季节等环境因子的限
制，不能满足市场的需求。笔者所在实验室采用茎尖作为外植体建立了尖尾芋离体快繁体系，获得了大量
尖尾芋组培苗。但常规组培苗驯化移栽要求适宜的温湿度环境，且不便于贮藏和运输。而尖尾芋根状茎
为典型的茎部膨大器官，以根状茎作为繁殖材料可以克服常规组培苗移栽、运输及贮藏中存在的问题。
植物的贮藏器官是指根、茎、叶等器官生长到一定阶段后，其形态结构和生理功能发生变化，改变发育
方向，形成具有营养贮藏功能的特殊形态［3］。研究试管贮藏器官的诱导，可以解决常规组培苗移栽成活
率低，不便于贮藏和运输等问题，简化移栽过程。目前试管贮藏器官诱导成功的观赏植物主要有百
合［4－5］、风信子［6］、水仙［7］、石蒜［8］、郁金香［9］等试管鳞茎，小苍兰［10］、唐菖蒲［11－12］、番红花［13］等试管球茎，
嘉兰［14］、马蹄莲［15］、大岩桐［16］等试管块茎和红花酢浆草［17］等试管根茎。目前在国内外，关于尖尾芋试管
根状茎诱导的研究尚未见报道。
南 京 农 业 大 学 学 报 第 36 卷
通过营养调控促进尖尾芋试管根状茎的形成，代替常规组培苗作为繁殖材料加以应用，对于尖尾芋生
产具有重要意义。而蔗糖作为一种碳水化合物，在维持能量供应的同时，可维持离体贮藏器官形成的正常
渗透压，有利于离体贮藏器官形成。本试验通过设置不同质量浓度蔗糖的根状茎诱导培养基，研究蔗糖质
量浓度对尖尾芋营养贮藏器官根状茎形成和发育的影响，旨在为新型尖尾芋繁殖体系的建立提供基础。
1 材料与方法
1． 1 材料
供试材料为尖尾芋(Alocasia cucullata) ，在MS无激素培养基上培养。选取生长 30 d、株高 6 cm左右、
整齐一致、长势健壮无侧芽的尖尾芋无菌苗进行试验。
1． 2 试验方法
将尖尾芋无菌苗转入添加不同质量浓度蔗糖的试管根状茎诱导培养基上，即在 MS+0． 2 mg·L－1
6－BA+6 g·L－1琼脂的培养基中，分别添加 0( 对照)、30、60、90 和 120 g·L－1蔗糖，pH 5． 8。培养容器为 325
mL的玻璃瓶，每瓶分装培养基 60 mL，接种 3 株，每个处理 10 瓶，重复 3 次。培养条件为光照度 2 500 lx，
光周期 12 h /12 h，温度(25±2)℃。培养 60 d后测量各项指标并统计和计算根状茎形成率。根状茎形成
率=形成根状茎的无菌苗数 /无菌苗总数×100%。
经过不同质量浓度蔗糖处理 60 d后，将尖尾芋无菌苗从玻璃瓶中取出，在流水下冲洗干净，种植到温
室。采用体积比为 2 ∶1 ∶1的泥炭、蛭石、珍珠岩混合基质，50 孔穴盘定植，温室移栽 30 d 后测量各项指标
并统计存活率。存活率=存活植株数 /移栽总植株数×100%。
1． 3 测定项目
1． 3． 1 形态指标的测定 分别测定无菌条件下培养 60 d和温室种植 30 d 后的尖尾芋植株的株高、叶片
数、最大叶面积、根数、根长和茎直径等形态指标。株高为茎上第一条根到最顶端一片叶叶尖之间的长度。
选取充分展开叶片测定叶痕至叶尖的长度，叶长为中心叶脉长，叶宽为叶片最宽处，最大叶面积 =叶长×叶
宽。根数为茎基部产生的不定根总数;根长为最长根的长度。茎直径为茎的最粗处的直径。茎直径采用
游标卡尺测量，其余的均用直尺测量。
1． 3． 2 叶片干、鲜质量的测定 无菌条件下培养 60 d后，将尖尾芋叶和根去除，保留茎部称鲜质量，然后
放入烘箱中，105 ℃杀青 15 min，70 ℃烘干至恒质量，并称质量。
1． 3． 3 茎中可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉含量的测定 参照李合生［18］的方法，采用考马斯亮蓝 G－250
法测定茎中可溶性蛋白含量。采用蒽酮比色法［18］测定茎中可溶性糖含量。采用李安妮等［19］的方法测定
淀粉含量。均以鲜质量计。
1． 4 数据处理
试验数据采用 Excel 2003 软件进行处理，统计分析采用 SPSS 13． 0 软件进行，以 Duncans新复极差法
检验差异显著性。
2 结果与分析
2． 1 不同质量浓度蔗糖处理对尖尾芋无菌苗生长和根状茎形成的影响
2． 1． 1 生长指标 由表 1 可知，尖尾芋无菌苗株高、叶片数、根数、根长随着蔗糖质量浓度的增加呈减少
的趋势。对照组尖尾芋株高和叶片数显著高于其他处理组，而叶面积只有 1． 76 cm2，显著低于 30 g·L－1蔗
糖处理的叶面积。尖尾芋茎直径、干质量、鲜质量均在 60 g·L－1蔗糖处理组达到最大值，分别为 0． 85
cm、77． 13 mg、0． 44 g。干鲜比随着蔗糖质量浓度的增加而增加，120 g·L－1蔗糖处理最高，达到 19. 42%。
另外，试验过程中观察到 60、90 和 120 g·L－1蔗糖处理 60 d 后，尖尾芋叶片均枯萎，进入休眠状态，形成试
管根状茎，根状茎形成率均为 100%。120 g·L－1蔗糖处理条件下的尖尾芋无菌苗叶片最先枯萎，培养 30 d
左右叶片完全枯萎，生长受到严重抑制，进入休眠状态，并形成试管根状茎;90 g·L－1蔗糖处理比 120 g·L－1
处理的晚 4 ～ 5 d形成试管根状茎;培养45 d后，60 g·L－1蔗糖处理组的叶片也完全枯萎，形成试管根状茎。
表明蔗糖质量浓度越高，越早停止生长，并形成试管根状茎。
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第 1 期 张燕，等:蔗糖浓度对尖尾芋试管根状茎形成及发育的影响
表 1 不同质量浓度蔗糖处理 60 d对尖尾芋生长指标的影响
Table 1 Effects of sucrose concentration on growth of Alocasia cucullata after 60 days of culture in vitro
生长指标
Growth index
蔗糖质量浓度 /(g·L－1) Sucrose concentration
0 30 60 90 120
株高 / cm Shoot length 8． 52a 6． 53b 3． 06c 1． 61d 1． 45d
叶片数 Leaf numbers 6． 67a 4． 00b
叶面积 / cm2 Leaf area 1． 76b 3． 33a
根数 Root numbers 11． 00a 5． 67b 4． 00c 2． 33d
根长 / cm Root length 25． 43a 5． 50b 1． 53c 0． 66d
茎直径 / cm Rhizome diameter 0． 47c 0． 80a 0． 85a 0． 81a 0． 62b
干质量 /mg Dry weight 3． 06d 34． 79c 77． 13a 65． 48b 60． 95b
鲜质量 / g Fresh weight 0． 06d 0． 37b 0． 44a 0． 36b 0． 31c
干鲜比 /% Dry / fresh weight 5． 15c 9． 30b 17． 62a 17． 99a 19． 42a
根状茎形成率 /% Rhizome formation rate 0b 0b 100a 100a 100a
注:同行不同字母代表在0． 05 水平差异显著。
Note:Different letters in a line indicate significant difference by Duncans multiple range test at 5% level． The same as follows．
由图 1 可见，不同质量浓度蔗糖对尖尾芋无菌苗根状茎的诱导效果不同。对照和 30 g·L－1蔗糖处理
尖尾芋无菌苗 60 d后均未形成试管根状茎。对照尖尾芋植株瘦弱徒长，叶色翠绿，无根;30 g·L－1蔗糖处
理尖尾芋植株健壮，叶色浓绿，根系发达。
图 1 不同质量浓度蔗糖处理 60 d后尖尾芋无菌苗的生长状况
Fig． 1 Growth status of Alocasia cucullata in different sucrose concentration treatments after 60 days of culture in vitro
2． 1． 2 生理指标 由图 2－A，B可知，不同质量浓度蔗糖处理尖尾芋茎中可溶性糖和可溶性蛋白的变化
趋势相同，随着蔗糖质量浓度的升高先上升后下降，在 30 g·L－1蔗糖处理达到最大值。尖尾芋茎中淀粉含
量随着培养基中蔗糖质量浓度的上升而增加，对照组植株几乎不含淀粉，120 g·L－1蔗糖处理淀粉含量最
高，显著高于其他处理( 图2－C)。
图 2 不同质量浓度蔗糖处理 60 d对尖尾芋根状茎中可溶性蛋白(A)、可溶性糖(B)和淀粉(C)含量的影响
Fig． 2 Effects of sucrose concentration on contents of soluble protein (A)，soluble sugar (B)and starch (C)of
Alocasia cucullata after 60 days of culture in vitro
2． 2 尖尾芋试管苗温室移栽 30 d后生长特征
由表 2 可知，对照组植株除叶片数外，其他生长指标均为最低值，温室生长 30 d 后存活率仅
为 6． 77%，植株弱小( 图3)。30 和 60 g·L－1蔗糖处理尖尾芋叶片数最多，叶片数均为 3． 00。另外 30 g·L－1
蔗糖处理尖尾芋根长显著高于其他处理，为 26． 00 cm。60 g·L－1蔗糖处理形成的尖尾芋根状茎移栽温室 30 d
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南 京 农 业 大 学 学 报 第 36 卷
后，多项指标达到最大值，包括叶面积、根数和根状茎直径、鲜质量。干质量和干鲜比随着蔗糖质量浓度的
增加呈上升的趋势，在 120 g·L－1达到最大值。培养基中添加蔗糖的尖尾芋无菌苗移栽存活率均为 100%。
由此可见，60 g·L－1蔗糖处理条件下形成的尖尾芋根状茎在移栽温室 30 d 后生长旺盛，植株健壮( 图3) ，
各项生长指标良好，因此在诱导根状茎中以 60 g·L－1蔗糖最佳。
表 2 不同质量浓度蔗糖对尖尾芋无菌苗温室移栽 30 d后生长的影响
Table 2 Effects of sucrose concentration on plantlet growth of Alocasia cucullata after 30 days of culture ex vitro
生长指标
Growth index
蔗糖质量浓度 /(g·L－1) Sucrose concerntration
0 30 60 90 120
株高 / cm Shoot length 4． 21c 7． 80a 8． 53a 7． 53a 5． 43b
叶片数 Leaf numbers 1． 00c 3． 00a 3． 00a 1． 67b 1． 00c
叶面积 / cm2 Leaf area 1． 74c 9． 02a 12． 27a 7． 68ab 3． 54c
根数 Root numbers 2． 50d 9． 00b 11． 33a 6． 33c 5． 00d
根长 / cm Root length 1． 77e 26． 00a 18． 70b 12． 87c 10． 57d
茎直径 / cm Rhizome diameter 0． 41c 0． 59b 0． 70a 0． 61b 0． 60b
干质量 /mg Dry weight 4． 70d 26． 13c 42． 23b 59． 83a 60． 90a
鲜质量 / g Fresh weight 0． 06d 0． 49b 0． 63a 0． 42c 0． 40c
干鲜比 /% Dry / fresh weight 3． 89b 5． 33b 6． 78b 14． 26a 15． 14a
存活率 /% Survival rate 6． 77b 100a 100a 100a 100a
图 3 不同质量浓度蔗糖处理的尖尾芋无菌苗移栽温室 30 d后的生长状况
Fig． 3 Growth status of Alocasia cucullata in different sucrose concentration treatment after 30 days of culture ex vitro
3 讨论
在离体培养中，蔗糖是最常用的碳源和渗透压调节剂。蔗糖对不同植物试管贮藏器官形成及发育的
作用较一致。高质量浓度的蔗糖有利于植物离体块茎、鳞茎等试管贮藏器官的诱导，通常在 60 ～ 80 g·L－1
之间［8，10，20－25］，浓度过高或者过低均不利于试管贮藏器官的形成。曹碚生等［26］诱导荸荠离体球茎时发
现，培养基中无糖不能形成试管球茎，而糖浓度过高，则会抑制荸荠球茎的形成。本研究结果与之相似:蔗
糖质量浓度是尖尾芋试管根状茎形成的决定性因素，直接影响根状茎形成和发育。60、90 和 120 g·L－1
3 个质量浓度蔗糖处理的根状茎形成率均为 100%，蔗糖质量浓度越高，越早进入休眠状态，形成试管根
状茎。而对照和 30 g·L－1蔗糖处理 60 d后的尖尾芋无菌苗均不能形成试管根状茎;尖尾芋无菌苗在不添
加蔗糖的培养基中可以生长，是由于本试验选用的起始材料为健壮的无菌苗，自身已经积累了一些养分，
处理 60 d后叶片数虽多，叶片却较小，生长明显不如 30 g·L－1蔗糖处理条件下的无菌苗。
本研究表明，尖尾芋茎中的可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉含量与培养基中蔗糖含量密切相关，可溶性
蛋白、可溶性糖含量随蔗糖质量浓度的增加呈下降的趋势，淀粉含量则是呈上升的趋势。无蔗糖处理组和
30 g·L－1 蔗糖处理组尖尾芋茎中可溶性蛋白、可溶性糖含量高，是由于无菌苗生长旺盛，生长未受到蔗糖
的影响。形成根状茎的几个处理淀粉含量和干鲜比高，说明尖尾芋在形成试管根状茎时积累了大量营养
物质，形成试管根状茎的过程是养分积累的过程。
Jo 等［24］研究表明，蔗糖处理 60 d的 Alocasia amazonica无菌苗移栽存活率均小于 100%且叶片数均不
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第 1 期 张燕，等:蔗糖浓度对尖尾芋试管根状茎形成及发育的影响
超过 1，而本试验 60、90 和 120 g·L－1 3 个高质量浓度蔗糖处理诱导形成的尖尾芋根状茎移栽 30 d 后存活
率均为 100%，另外除 120 g·L－1蔗糖处理之外叶片数都大于 1，长势旺盛。对照组的无菌苗移栽后存活率
低，仅为 6． 77%，这可能是由于无菌苗移栽到温室，初期需要消耗自身养分来适应环境生长，而无蔗糖处
理的无菌苗积累的贮藏物质较少，且无根系，无法正常吸收基质中的养分。蔗糖质量浓度越高，形成根状
茎越早，生长受抑制时间越长，移栽后打破休眠需要的时间越长。
本研究结果表明:60 g·L－1蔗糖处理 60 d对尖尾芋离体根状茎的诱导效果最佳，移栽温室 30 d 后，能
够迅速恢复生长，叶片浓绿，根系旺盛，多项形态指标都达到最大值，生长状态甚至超过未休眠的 30 g·L－1蔗
糖处理的尖尾芋无菌苗，说明尖尾芋试管根状茎可以作为繁殖材料应用于生产。
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责任编辑:范雪梅
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