全 文 :魔 芋 为 天 南 星 科(Araceae)魔 芋 属(Amor-
phophallus Blume)总称, 为多年生宿根草本植物[1]。
魔芋块茎经过加工, 在食品、 饲料、 工业、 医药保
健方面有广泛用途[2-6], 深受广大人们的喜爱。 中
海南野生疣柄魔芋组培快繁技术①
潘登浪 1)② 曾宪海 1) 邹积鑫 1) 周立军 1)
王 军 1) 吴志祥 1,2)李 文 3) 林位夫 1,2)③
(1 中国热带农业科学院橡胶研究所 海南儋州 571737;
2 农业部儋州热带作物科学观测实验站 海南儋州 571737;
3 海南省儋州市和庆农场 海南儋州 571721)
摘 要 为开发利用海南本地魔芋种质资源, 以海南本地野生疣柄魔芋球茎顶芽为外植体, 研究其组培快繁技
术。 结果表明: 外植体消毒以在 0.1%HgCl2溶液中浸泡 20min为宜; 采用 MS+6-BA3.0mg/L+NAA0.1mg/L+
蔗糖 30g/L+琼脂 7g/L培养基, 较有利于从顶芽基部直接诱导出丛芽, 且增殖系数较高, 达 4.37; 而丛芽分
切成单芽后, 在 MS+NAA0.5mg/L+蔗糖 30g/L+琼脂 7g/L+活性炭 1g/L培养基上的生根率可达 100%。
关键词 海南 ; 疣柄魔芋 ; 组织培养 ; 耐荫植物
分类号 Q949.717.2
Micropropagation Technique of Wild Amorphophallus paeoniif olius
Nicolson in Hainan Island
PAN Denglang1) ZENG Xianhai1) ZOU Jixin1) ZHOU Lijun1)
WANG Jun1) WU Zhixiang1,2) LI Wen3) LIN Weifu1,2)
(1 Rubber Research Institute, CATAS, Danzhou, Hainan 571737;
2 Danzhou Investigation and Experiment Station of Tropical Crops, Ministry of Agriculture,
Danzhou, Hainan 571737;
3 Heqing Farm of Danzhou City, Danzhou, Hainan 571721)
Abstract To exploitation the ge rmplasm of the wild Amorphophallus paeoniifolius corms in Hainan
Island, the micropropagation technique of the wild Amorphophallus paeoniifolius was studied. Apical buds
were used as explants by sterilizing with 75% alcohol for 30 seconds, and then 0.1% mercury bichloride
solution for 20 min. And it was cultivated in the medium, MS+6-BA3.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L+sucrose 30
g/L +agar 7 g/L to directly induce the adventitious buds from the base of apical buds, and a higher
proliferation coefficient, which up to 4.37. Roots of the single bud divided from adventitious buds were
induced by cultivating it in the medium MS+NAA 0.5 mg/L+sucrose 30 g/L+agar 7 g/L+activated
charcoal 1 g/L. Its rooting rate was 100%.
Keywords Hainan ; Amorphophallus paeoniif olius Nicolson ; tissue culture ; shade plant
① 基金项目: 现代农业产业技术体系建设专项 “国家天然橡胶产业技术体系种苗繁育岗位科学家经费” (No.CARS-34-GW4);
海南省重点科技计划项目 “魔芋引种及其在橡胶林下套种适应性研究” (No.ZDXM20010066)。
收稿日期: 2014-08-11; 责任编辑/黄东杰; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 潘登浪(1980~), 男, 广西贺州人, 农艺师, 硕士, 主要研究方向为植物种质资源开发利用、 植物组织培养;
E-mail: pandenglang@163.com。
③ 通讯作者: 林位夫(1955~), 男, 广东汕尾人, 研究员, 博导, 主要研究方向为热带作物栽培;
E-mail: rubberl@163.com。
Vol.34, No.10
2014年10月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第34卷第10期
Oct. 2014
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2014年10月 第34卷第10期热带农业科学
国魔芋有 2 000多年的栽培历史, 而国外始于 20
世纪初。 据目前数据分析, 国内魔芋产品市场有
20亿元, 日本年销售 6000亿日元, 韩国、 台湾、
欧美魔芋产品市场有60亿~80亿美元[4,7]。 魔芋通
过无性繁殖进行繁育, 生产上一般采用小种芋或将
大块茎分切成小块茎繁育种苗, 用种量大、 增殖系数
低、 周期长, 并且在贮藏、 播种中易感病腐烂, 同时
由于种芋为营养器官多年留种累积病原容易造成种
质退化, 严重限制了生产的发展和新品种的推广。
利用组培快繁技术可较好地解决这些难题, 前人在
魔芋组培快繁技术研究方面已有不少的报道[8-15],
但具有良好药用[16-17]、 食用[18]、 饲用价值[3]的疣柄魔
芋的组培技术未见相关报道。 海南本地野生疣柄魔芋
种质资源具有耐荫、 抗病、 块茎大(单个球茎可达 9kg)
等特点。 鉴于此, 本研究采用海南本地野生疣柄魔
芋的球茎顶芽为外植体, 开展组培快繁研究, 以期
建立海南本地野生疣柄魔芋的组培快繁技术体系,
为海南省魔芋产业的发展提供技术支持。
1 材料与方法
1. 1 材料
供试材料来源于海南省岛内自然阔叶林下的野
生疣柄魔芋, 采用其块茎顶芽作为外植体。
1. 2 方法
1. 2. 1 不同消毒时间对外植体的消毒效果
将新芽长1~2cm的魔芋球茎清洗干净, 切取
带顶芽新生幼嫩组织, 置于自来水下冲洗 1h, 剥
除外层老皮, 再用清水冲洗1次后移植超净工作台
上, 按无菌操作规程对外植体进行消毒处理: 外植
体先用75%酒精浸泡30s, 再将其在0.1%HgCl2溶
液中分别浸泡10、 15、 20、 30min, 探索不同消毒
时间对海南野生魔芋外植体消毒的效果。 外植体经
HgCl2浸泡后, 用无菌水洗 5次, 再用无菌滤纸将
外植体表面水分吸干, 接种于A培养基上进行初代
诱导培养。 每处理接种 20瓶, 每瓶接种 1块外植
体, 每个处理重复 3次。 培养 30d后, 观察统计
外植体的污染、 死亡情况。
A培养基: MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L+
蔗糖30g/L+琼脂7g/L+PVP(聚乙烯吡咯烷酮)1g/L,
pH6; 培养条件: 接种后外植体放置在温度(27±
2)℃条件下暗培养10d, 再置于同等温度条件下连
续弱光(光照强度1000~1500lx, 光照时间12h/d)培养。
1. 2. 2 不同浓度的 6-BA对丛芽的增殖效果
将经0.1% HgCl2浸泡20 min灭菌和在 A培养
基上培养 30d获得的无菌材料转接到添加不同浓
度6-BA的增殖培养基CK、 B1、 B2、 B3, 探索不同
浓度的 6-BA对魔芋丛芽增殖的影响。 每处理接种
10瓶, 每瓶接种 2个芽, 重复 3次 。 培养 60 d
后, 观察统计各处理对丛芽增殖的效果。
CK: MS+NAA0.1mg/L+蔗糖30g/L+琼脂 7g/L,
pH 6.0; B1: MS+6-BA 1.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L+
蔗糖 30 g/L+琼脂 7 g/L, pH 6.0; B2: MS+6-BA
3.0mg/L+NAA0.1mg/L+蔗糖30 +琼脂7g/L,
pH6.0; B3: MS+6-BA 5.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L+
蔗糖 30 g/L+琼脂 7 g/L, pH 6.0。 接种后培养条
件: 温度为(27±2)℃, 光照强度为 2 000 lx, 光
照时间为12h/d。
1. 3 统计方法
数据采用 Excel和 SPSS软件进行统计分析。
相关计算公式如下:
污染率=污染外植体个数/接种外植体个数×
100%
死亡率=死亡外植体个数/未污染外植体个
数×100%
丛芽增殖系数=继代培养后芽个数/原接种芽
个数
2 结果与分析
2. 1 不同消毒时间对外植体消毒效果的影响
海南野生疣柄魔芋球茎(图1)顶芽新生组织在
0.1%HgCl2溶液中浸泡10~30min, 其不同消毒时
间对外植体消毒效果不同。 由表1可知, 随着消毒
时间的延长, 污染率降低, 但死亡率升高。 消毒
10、 15min时, 无外植体死亡, 但污染率很高, 分
别为 81.65%和 70%; 消毒 30 min时, 污染率低,
仅为15%, 但死亡率高达68.35%; 消毒20min时,
外植体污染率为 33.35%, 死亡率为 5%。 综合考虑
污染率和死亡率的情况, 以海南野生疣柄魔芋球茎
顶芽新生组织为外植体, 较理想的外植体消毒时间
为 20 min。 另外, 外植体在 30 d的初代培养中,
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潘登浪 等 海南野生疣柄魔芋组培快繁技术
各处理均未产生侧芽或丛芽, 部分顶芽有所
萌长 , 仅芽鳞片开裂 , 未长出叶片(见图
2); 各处理未出现外植体褐化现象。
2. 2 不同浓度的 6-BA对丛芽增殖的影响
将经 0.1% HgCl2浸泡 20 min灭菌和
在 A培养基上培养 30d获得的无菌材料
转接到添加不同浓度 6-BA的增殖培养基
培养 60d, 其丛芽增殖效果在 0、 1mg/L
差异不显著, 3、 5mg/L与其他浓度间存在显著差
异(见表2和图3), 6-BA浓度为0~5mg/L时, 随
着浓度的增大, 增殖倍数先增大, 在 6-BA浓度达
到 3 mg/L时, 增殖倍数最大为 4.37, 之后增殖
倍数开始降低。 6-BA浓度为 5 mg/L时, 增殖倍数
为 2.6, 并且外植体长出愈伤组织。 研究结果表
明, 6-BA浓度对海南野生疣柄魔芋球茎顶芽直接
诱导丛芽效果明显 , 其较佳培养基为 MS+6-BA
3.0mg/L+NAA0.1mg/L+蔗糖30 琼脂7g/L,
pH6.0。
2. 3 生根壮苗培养
将丛芽分切成单芽, 接种于生根壮苗培养基
(MS+NAA0.5mg/L+蔗糖 30g/L+琼脂 7 g/L+活性炭 1 g/L,
pH 6.0)中。 培养条件: 温度为(27±2)℃, 光照强
度为2000lx, 光照时间为 12h/d。 生根壮苗培养
20d后, 抽叶率和生根率均为100%(见图4)。
2. 4 炼苗移栽
将经生根壮苗培养获得的具根、 茎、 叶组培苗移
到室温、 500lx自然光下, 打开组培瓶盖锻炼 3d,
图 1 重达9 kg疣柄魔芋球茎
表 1 外植体消毒不同时间对消毒效果的影响
消毒时间
/min
接种数量
/个
平均污染
数量/个
污染率
/%
死亡数量
/个
死亡率
/%
10 20 16.33 81.65 0 0
15 20 14.00 70.00 0 0
20 20 6.67 33.35 1.00 5.00
30 20 3.00 15.00 13.67 68.35
图 2 顶芽初代诱导
表 2 不同浓度 6-BA对丛芽增殖的影响
处理
6-BA浓度
/(mg·L-1)
接种芽
数/个
培养60d
后芽数/个
增殖
倍数
丛芽生长
情况
CK 0 20 20 1.00a无丛芽
B1 1 20 30 1.50a
部分外植体长
出少量较粗的
侧芽
B2 3 20 87.34 4.37c
产生丛芽, 单
芽较小
B3 5 20 52 2.60d
部分材料长出
愈伤组织和数
量较少的丛芽
说明: 不同小写字母表示处理间差异显著(a=0.05)。
图 4 生根壮苗培养
图 3 不同浓度 6-BA培养基上丛芽诱导效果
说明: CK: 6-BA浓度为0; B1: 6-BA浓度为1mg/L; B2: 6-BA浓度为 3mg/L,
其中B2a为第一次诱导, B2b为多次诱导后丛芽生长情况; B3: 6-BA浓度为5mg/L。
CK B1 B2a
B2b B3
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2014年10月 第34卷第10期热带农业科学
图 5 炼苗移栽
然后移出组培瓶, 用清水洗去粘附于植株上的培养
基, 移栽于花盆(12 cm×15 cm)中, 移栽介质组分椰
糠∶表土=2∶1。 移栽0~15d, 用薄膜密闭保湿,
控制湿度 90%以上, 光照强度小于 5000lx, 移栽
7d后, 开始长出新根。 移栽15d后, 可掀开保湿
膜进行常规管护。 移栽 30d后, 调查移栽成活情
况, 其成活率为96%(见图5)。
3 讨论与结论
海南野生疣柄魔芋球茎顶芽通常生长在高温高
湿环境的土壤中, 器官组织带菌较多, 消毒难度
大, 消毒时间短达不到灭菌效果, 消毒时间长对外
植体伤害大, 综合考虑后, 外植体较为理想的消毒
方法为: 先经 75%酒精浸泡 30s, 再经 0.1%HgCl2
溶液浸泡 20min, 最后用无菌水洗 5次。 在本试
验中, 海南野生疣柄魔芋球茎顶芽外植体初代诱导
中基本未发现褐化现象, 不同于白魔、 花魔芋、 红
魔芋外植体较易褐化[12,14-15], 可能是因为培养基中
加入了 PVP(聚乙烯吡咯烷酮), 或海南野生疣柄魔芋
球茎顶芽外植体本身多酚氧化物含量较少等, 有待
进一步研究。
植物激素对魔芋的生长发育起着非常重要的调
节作用, 适当的细胞分裂素与生长素比值有利于促
进腋芽的分化与生长, 比值过高或过低都不利于腋
芽的分化和生长, 本结果与胡悦等[9]对花魔芋的研
究结果相一致。 促进海南野生疣柄魔芋腋芽产生的
适宜培养基为MS+6-BA3.0mg/L+NAA0.1mg/L+
蔗糖30g/L+琼脂7g/L。
本实验初步建立了包括外植体消毒及其初代诱
导、 丛芽增殖、 生根诱导、 驯化移栽的海南疣柄魔
芋组培快繁技术体系, 达到了魔芋种苗的规模化生
产技术水平, 对推动海南省魔芋产业的发展具有积
极意义。
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