全 文 ：植物生理学通讯 第 45卷 第 2期，2009年 2月 133
影响芋茎尖培养中脱毒和快速繁殖的几个生理因素
赵建萍 *, 蒋小满, 柏新富, 张萍, 勇金萍
鲁东大学生命科学学院, 山东烟台 264025
提要: 以 3个芋品种(‘石川早生’、‘虾籽芋’、‘叶用芋)球茎茎尖为外植体, 进行脱病毒和快繁的结果表明, 外植体表面灭
菌的最佳方法是剥鳞片→乙醇→新洁尔灭→剥幼叶→氯化汞; 适宜茎尖分化的培养基为MS+1.0~2.0 mg·L-1 6-BA+0.2 mg·L-1
NAA。生物学方法和电镜观察显示: 连续 3代0.5~0.7 mm茎尖剥离培养对芋花叶病毒(DMV)的脱毒率达 100%。在培养基
MS+0.2 mg·L-1 NAA中, 适量添加6-BA和TDZ, 三品种芋的试管苗增殖效果好; 附加KT, 试管苗生长健壮且利于生根; 添加
20~100 mg·L-1的精胺(Spm), 可促进不定芽的发生, 与KT配合使用可促使继代增殖和成苗一步完成。完整植株在草炭土:
蛭石=1:1的基质中, 移栽成活率超过97%, 且苗生长健壮。
关键词: 芋; 茎尖培养; 脱病毒; 快速繁殖
Several Physiological Factors Influencing Virus-free and Rapid Propagation in
Shoot-tip Culture of Colocasia esculenta L. Schott
ZHAO Jian-Ping*, JIANG Xiao-Man, BAI Xin-Fu, ZHANG Ping, YONG Jin-Ping
School of Life Sciences, Ludong University, Yantai, Shandong 264025, China
Abstract: Shoot-tips of corm in three cultivars of taro (Colocasia esculenta L.) as explants, the virus-free
culture and rapid propagation were studied. The results showed that optimal sterilization method of explants was
scaling, dipping in ethanol and bromogeramine, scaling young leaves and dipping in mercuric chloride. The
appropriate media for buds differentiation was MS+1.0–2.0 mg·L-1 6-BA+0.2 mg·L-1 NAA. With the biological
and electron microscopy technique, virus-free rate of dasheen mosaic virus from taro plantlets were 100% by
using 0.5–0.7 mm length exfoliated shoot-tip to culture three times. MS+0.2 mg·L-1 NAA with 6-BA and TDZ
was good for shoot multiplication of three cultivars of taro. The seedling grew up healthy and rooting were
promoted by adding KT. The bud proliferation of plantlet were promoted by adding 20–100 mg·L-1 Spm. Using
Spm in media with KT, subculture and seedling formation were synchronously accomplished. In the substrata
of turfy soil and vermiculite fifty-fifty, the survival rate reached 97%, and plantlets grew up healthy.
Key words: Colocasia esculenta; shoot-tip culture; virus-free; rapid propagation
收稿 2008-10-28 修定 2008-12-19
资助 山东省教育厅项目( J 0 2I0 1 )。
* E-ma i l : z jp57 3 1 3 @sina.com; T el : 0 5 35 -6672319
芋的组织培养和脱病毒研究已多有报道(曹欢
欢等 1990; 杨乃博 1995; 柏新富等 2002; 刘玉平和
柯卫东 2003; 姜秀芳等 2004; 杨俊慧等 2004)。芋
因品种和基因型不同, 离体培养条件要求差异较大,
脱毒苗的生产一直没有达到产业化程度。‘石川早
生 ’、‘虾籽芋 ’、‘叶用芋 ’是日本培育出的名优
芋品种, 分别具有果形好、产量高、糯性强、口
感极佳、茎叶可食、风味独特等优点, 倍受消费
者和种植者青睐。20世纪90年代末我国将其引进,
栽培面积逐步扩大, 目前已成为山东等沿海地区芋
生产和加工出口的主栽品种。但在采用球茎进行
营养繁殖过程中, 栽培芋迅速受病毒侵染并通过带
病毒种芋直接将病毒传给子代, 其中危害最大的是
芋花叶病毒(dasheen mosaic virus, DMV), 感染这种
病毒的植株生活力降低, 球茎大小、数量和品质下
降(Salazar等 1991; Hu等 1994, 1995; 杜红梅和黄
丹枫2002), 严重影响了优质芋的生产和出口创汇。
为此, 我们对 ‘石川早生 ’、‘虾籽芋 ’、‘叶用芋 ’进
行了茎尖培养脱毒及快繁影响因素研究, 以期为解
决优良芋的种性退化和脱毒芋种源的产业化生产提
供参考。
材料与方法
芋(Colocasia esculenta L. Schott)品种‘石川早
生 ’、‘虾籽芋 ’、‘叶用芋 ’球茎取自本校生命科
学学院试验基地。将顶芽饱满的球茎剥去外周鳞
植物生理学通讯 第 45卷 第 2期，2009年 2月134
片, 以自来水洗净后, 切取 0.5 cm×0.5 cm×1.0 cm
的带芽芋块分别采用 4种方法(表 1)进行表面灭菌
后, 在解剖镜下剥取直径 0.5~0.7 mm的茎尖, 接种
于分化培养基上, 置温度22~26 ℃, 光照强度30~40
µmol·m-2·s-1, 光照时间 14 h·d-1条件下培养, 20 d后
统计茎尖成活率(成活外植体数 /接种外植体数)及
污染率(污染外植体数 /接种外植体数), 30 d后调
查茎尖生长、分化情况。为了提高脱毒效果, 将
茎尖培养得到的试管苗, 再次剥取 0.5~0.7 mm的
茎尖, 于培养基中诱导芽分化, 连续进行 2次。
DMV检测在国家质量监督检验检疫总局动植
物检疫实验所进行, 选经连续 3代茎尖培养获得的
试管苗为材料, 采用生物学测定(魏梅生1995)和电
镜观察 2种方法。生物学测定时, 选取 ‘石川早生 ’、
‘虾籽芋 ’、‘叶用芋 ’试管苗各 9株, 分别取其茎
叶研磨成汁液, 接种于 8种指示植物(苋色藜、昆
诺阿藜、千日红、心叶烟、矮牵牛、蔓陀萝、
百日草和三叶草), 置隔离温室内观察。电镜观察
采用直沾法制片(柏新富等 2002; 张健如 1991), 在
透射电镜下观察病毒形态。
对病毒检测证明已脱除DMV的株系进行快繁
影响因子研究, 以MS为基本培养基, 附加不同浓
度的激素、精胺(Spermine, Spm), 配制多种分化
培养基, 选择适于 ‘石川早生 ’、‘虾籽芋 ’、‘叶
用芋’脱毒试管苗快繁的最佳条件。培养基均加6.5 g ·L-1
琼脂, 调 pH值至 5.8。试管苗移栽前, 先置于自然
散射光下开瓶炼苗 7 d, 然后移至分别盛有河沙、
蛭石、草炭土 +蛭石(1:1)的营养钵中, 浇透MS大
量元素营养液, 加盖塑料薄膜保湿 2周, 待 4月下
旬成活试管苗定植于大田中。
结果与讨论
1 不同灭菌方法对茎尖成活率和污染率的影响
芋球茎生长在地下, 杂菌污染严重, 给外植体
的表面灭菌带来很大困难。表 1结果显示, 芋球茎
芽外周鳞片、幼叶包裹较厚, 采用剥除外周鳞片→
灭菌→剥取茎尖的方法, 污染率较高; 而先剥除外
周鳞片→灭菌→在无菌条件下剥去可能灭菌不彻底
的外部幼叶, 再经氯化汞处理→剥取茎尖, 可以做
到既灭菌彻底, 又不会使外植体受到较大伤害, 且
污染率可控制在18.8%以下, 得到的茎尖成活率较
高(>46.9%)。
2 茎尖的培养和病毒检测
茎尖分化率与培养基中激素种类、浓度及配
比有关。试验结果表明, 6-BA对芋茎尖分化很重
要, 添加适量的 6-BA, 茎尖 5 d后开始变绿并膨大
生长, 30 d后可分化形成 1~2 cm高的芽苗。而在
缺乏 6-BA情况下, 3种芋茎尖分化率只有 10.0%~
21.05%。NAA对茎尖芽分化也有较大影响, 缺乏
NAA, 芋芽分化率低于 64.7%。将NAA与 6-BA配
合使用, 对促进芋芽分化具有增益效应, 其最优水平
是 0.2 mg·L-1 NAA与 1.0 或 2.0 mg·L-1 6-BA 组合。
在该激素配比条件下, ‘ 石川早生 ’、‘ 虾籽芋 ’、
‘叶用芋 ’茎尖分化率均在 89.5%以上。
茎尖成活率和分化率还与剥离茎尖的大小有
关, 我们的前期试验结果表明, 芋茎尖≤ 0.4 mm培
表 1 不同灭菌方法对茎尖成活率和污染率的影响
Table 1 Effects of different sterilization methods on survival rate and polluted rate of shoot-tips
灭菌方法
‘石川早生 ’ ‘虾籽芋 ’ ‘叶用芋 ’
接种数 成活率 /% 污染率 /% 接种数 成活率 /% 污染率 /% 接种数 成活率 /% 污染率 /%
70%乙醇 5 min+0.1% 2 0 40.0 10.0 3 2 37.5 31.2 4 2 40.1 28.1
氯化汞 10 min
70%乙醇 5 min+15% 2 0 25.0 55.0 4 1 14.6 80.5 3 6 22.2 61.1
新洁尔灭 10 min
70% 乙醇 5 min+5% 1 9 42.1 15.8 3 0 33.3 53.3 3 2 34.4 37.5
次氯酸钠 10 min
70%乙醇 5 min+15%新 2 6 61.5 0 3 0 50.0 6.7 3 2 46.9 18.8
洁尔灭 10 min+剥 2层幼
叶 +0.1%氯化汞 10 min
　　转接后 20 d 测定。
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养成活率较低, 但以 0.5~0.7 mm茎尖为外植体, 在
培养基MS+1.0~2.0 mg·L-1 6-BA+0.2 mg·L-1 NAA中,
芋茎尖成活率可达 80%, 芽分化率超过 89.5%。为
了能在高存活率、高分化率前提下有效脱除病毒,
进一步将0.5~0.7 mm茎尖分化苗连续进行2次0.5~
0.7 mm的茎尖剥离及培养。对连续 3代茎尖培养
得到的 ‘石川早生 ’、‘虾籽芋 ’、‘叶用芋 ’试管
苗进行DMV检测, 结果显示所接种的 8种指示植
物均无症状反应, 即所测样品已不带DMV。电镜
观察结果也表明, 在所测定样品中, 未见到病毒粒
体。表明连续 3代 0.5~0.7 mm茎尖培养能有效脱
除 DMV。
3 6-BA、KT和 TDZ对脱毒苗芋芽增殖、生长及
生根的影响
将病毒检测证明已脱去DMV的3个品种芋试
管苗转到MS+0.2 mg·L-1 NAA附加不同浓度6-BA、
KT、TDZ的培养基中, 由表2可见: (1) 6-BA和TDZ
对3种芋试管苗不定芽诱导的效果明显优于KT, 而
6-BA和 TDZ差异不明显。考虑到 TDZ的价格较
昂贵, 在实际应用中, 以 1.0~4.0 mg·L-1 6-BA 与
NAA配合使用较为适宜。(2)分化培养基中添加
KT, 增殖系数不及 6-BA和 TDZ的, 但芋试管植株
生长快, 芽苗高, 茎秆粗壮, 有效苗数多, 有利于试
管苗的复壮、生根和移栽。(3)在相同培养条件下,
不同品种芋试管苗分化生长状况不同, ‘石川早生 ’
在所有培养基中生根率均为 100%, 即增殖和成苗
可一次完成。兼顾增殖率和芽苗健壮生长, 可认
为: MS+0.2 mg·L-1 NAA+1.0~4.0 mg·L-1 6-BA为‘石
川早生 ’试管苗扩繁的适宜培养基。而 ‘虾籽芋 ’、
‘叶用芋 ’仅在 1.0~4.0 mg·L-1 KT条件下生根率较
高, 但在此条件下芋芽增殖系数偏低, 难以实现扩
繁中一次成苗。
4 KT和 Spm对 ‘虾籽芋 ’、‘叶用芋 ’试管苗快
繁和分化成苗的影响
以MS+0.2 mg·L-1 NAA为基本培养基, 将 1.0、
2.0、4.0 mg·L-1 KT与 0、20、50、100 mg·L-1
Spm按照表3设计进行试验的结果显示: (1)在相同
浓度KT配比情况下, 添加 Spm, 可明显促进不定
芽的发生, 使增殖系数和成苗率增加, 最有效的Spm
浓度为 50 mg·L-1; (2) 0.2 mg·L-1 NAA与 3种KT浓
度、4个 Spm浓度组合, ‘虾籽芋 ’、‘叶用芋 ’生
长 40 d的试管苗生根率均达到 100%, 但KT为 4.0
mg·L-1时, 不定根分化数量减少。表明重要的多胺
化合物 Spm与适量的KT配比, 在 ‘虾籽芋 ’、‘叶
用芋 ’不定根诱导中具有增益效应。(3)最有利于 ‘虾
籽芋 ’、‘叶用芋 ’试管苗扩繁的培养基为MS+0.2
mg·L-1 NAA+1.0~2.0 mg·L-1 KT+50 mg·L-1 Spm, 在此
条件下, 试管苗继代繁殖和诱导生根一步完成, 每
个无根芽苗经 40 d培养可形成 3~5个高 2.5 cm以
上的完整植株。
表 2 细胞分裂素对不同品种芋芽增殖、生长与生根的影响
Table 2 Effects of cytokinins on multiplication, growth and rooting in different cultivars of C. esculenta
细胞分裂素浓度 /
‘石川早生 ’ ‘虾籽芋 ’ ‘叶用芋 ’
mg·L-1
增殖系数 芽苗高 /cm 生根率 /% 增殖系数 芽苗高 /cm 生根率 /% 增殖系数 芽苗高 /cm 生根率 /%
对照 0 0.2 4.2 100 0.3 2.4 64.7 0.1 2.9 87.5
6-BA 1.0 4.3 3.6 100 5.3 2.8 11.1 4.3 3.5 50.0
2.0 4.7 2.7 100 5.7 2.8 5.3 4.0 3.1 6.3
4.0 5.4 2.5 100 5.4 2.6 5.2 3.2 3.1 11.1
6.0 5.4 2.3 100 5.1 2.5 0 3.2 3.0 5.6
KT 1.0 2.3 4.8 100 2.8 3.6 85.7 2.4 7.0 100
2.0 3.4 4.4 100 3.0 3.1 86.7 3.7 6.2 100
4.0 2.7 4.4 100 3.1 2.9 100 3.2 4.1 70.0
6.0 2.8 4.3 100 3.2 2.9 22.2 3.1 4.0 70.0
TDZ 0.01 3.2 5.2 100 3.8 3.1 11.8 2.7 3.1 81.8
0.1 3.3 3.9 100 5.0 2.9 11.7 5.1 3.2 94.4
0.5 5.7 3.6 100 5.9 2.6 0 4.9 3.1 72.2
1.0 5.1 2.8 100 5.4 2.3 0 4.8 3.0 28.7
　　转接后 30 d测定增殖系数和芽苗高; 40 d测定生根率。
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此外, 移栽基质对试管苗移栽后的成活率也有
影响。将株高 2.5 cm以上、生根 5条以上、并
已炼苗7 d的3种脱毒芋试管苗进行移栽的试验表
明, 在草炭土:蛭石(1:1)的基质中, 芋试管苗移栽成
活率超过 97%, 且生长健壮, 根系发达。采用河沙
基质, 肥水控制难度大, 试管苗成活率低(61.9%);
而虽然蛭石基质中移栽前期试管苗成活率较高
(90.3%), 但后期长势偏弱。因此, 在芋脱毒苗生产
中, 移栽基质以草炭土与蛭石配合使用效果好。脱
毒试管苗移栽成活后 40 d左右, 株高约 15 cm、
具 4~5片叶时, 即可出圃定植于防蚜网室内。田间
试验表明, ‘石川早生 ’、‘虾籽芋 ’和 ‘叶用芋 ’脱
毒试管植株叶色浓绿, 生长健壮, 表现出原有的优
良品质和特性。
参考文献
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表 3 KT和 Spm对芋试管苗快繁和分化成苗的影响
Table 3 Effects of KT and Spm on rapid propagation and seedling formation of C. esculenta

KT浓度 / Spm浓度 /　　　　　　　 　 ‘虾籽芋 ’ 　　　　　　　　　　　　　　 ‘叶用芋 ’

mg·L-1 mg·L-1
芽增殖系数 生根数 /条 每芽分化成苗数 /个 芽增殖系数 生根数 /条 每芽分化成苗数 /个
1.0 0 3.1 11.6 2.5 2.5 13.0 2.3
1.0 2 0 3.5 15.0 3.1 5.4 11.0 3.2
1.0 5 0 4.4 17.7 3.5 5.7 13.3 3.8
1.0 100 4.0 13.5 2.9 5.6 8.9 3.7
2.0 0 3.7 9.8 2.7 3.2 9.2 2.8
2.0 2 0 4.4 13.3 3.8 3.6 10.0 3.0
2.0 5 0 5.2 18.2 4.5 5.8. 9.4 3.7
2.0 100 4.7 11.5 3.9 5.5 9.8 3.5
4.0 0 2.7 8.2 1.9 3.1 7.6 2.5
4.0 2 0 2.9 9.2 2.3 3.8 8.0 3.3
4.0 5 0 3.2 8.7 3.0 4.7 8.9 3.6
4.0 100 4.1 9.0 3.3 3.9 8.5 3.2
　　转接后 40 d调查, 生根率均为 100%; 平均每芽分化成苗数指高于 2.5 cm的芽苗数。
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