全 文 ：植物科学学报　 ２０１５ꎬ ３３(３): ３９６~４０４
Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａｌ
　 　 ＤＯＩ:１０􀆰 １１９１３ / ＰＳＪ􀆰 ２０９５－０８３７􀆰 ２０１５􀆰 ３０３９６
红芽芋球茎片两步法离体快繁及其
再生苗生理和光合特性研究
尹明华ꎬ 洪森荣∗ꎬ 王艾平ꎬ 林国卫ꎬ 柯维忠ꎬ 易雪梅ꎬ
叶志康ꎬ 黄 丽ꎬ 余 琪ꎬ 肖淮宾
(上饶师范学院生命科学学院ꎬ 江西上饶 ３３４００１)
摘　 要: 以江西铅山红芽芋(Ｃｏｌｏｃａｓｉａ ｅｓｃｕｌｅｎｔａ Ｌ. Ｓｃｈｏｔｔ ｖａｒ. ｃｏｒｍｏｓｕｓ‘Ｈｏｎｇｙａｙｕ’)试管苗为材料ꎬ 建立了
芋球茎片两步法离体快繁体系ꎬ 并对其再生苗的形态指标、 染色体数目、 生理和光合特性以及叶绿素荧光特性
进行了检测ꎮ 结果表明: (１)红芽芋球茎片单芽诱导的最佳培养基为 ＭＳ ＋ ＫＴ ２ ｍｇ / Ｌ ＋ ６￣ＢＡ １ ｍｇ / Ｌ ＋ ＮＡＡ
０􀆰 １ ｍｇ / Ｌꎬ 诱导培养 ３０ ｄ后将单芽从球茎片上分离ꎬ 再接种到生根培养基(ＭＳ ＋ ＫＴ ２ ｍｇ / Ｌ ＋ ＮＡＡ ０􀆰１ ｍｇ /
Ｌ)上培养 ３０ ｄ即可形成完整植株ꎬ 移栽成活率高达 ９８％ꎻ (２)由球茎片单芽、 丛生芽、 不定芽离体快繁获得的
红芽芋再生苗在形态指标、 叶下表皮气孔参数、 染色体数目、 生理生化指标以及叶片光合特性参数和叶绿素荧
光特性方面均无显著差异ꎮ 说明红芽芋球茎片两步法离体培养的再生苗繁殖系数高、 染色体数目稳定ꎬ 该离体
快繁体系可应用于江西铅山红芽芋的工厂化生产ꎮ
关键词: 江西铅山红芽芋ꎻ 试管苗ꎻ 球茎片ꎻ 两步法离体快繁ꎻ 生理和光合特性
中图分类号: Ｑ９４３􀆰１ꎻ Ｓ６３２􀆰３　 　 　 　 　 文献标识码: Ａ　 　 　 　 　 文章编号: ２０９５￣０８３７(２０１５)０３￣０３９６￣０９
　 　 　 收稿日期: ２０１４￣０６￣１０ꎬ 退修日期: ２０１４￣０７￣０７ꎮ
　 基金项目: 江西省科技厅 ２０１２ 年农业科技支撑项目 ( ２０１２２ＢＢＦ６０１２６)ꎻ ２０１３ 年度江西省高等学校科技落地计划项目
(ＫＪＬＤ１３０８８)ꎻ 上饶师院 ２０１３年大学生创新训练项目(２０１３０５)ꎮ
　 作者简介: 尹明华(１９７３－)ꎬ 女ꎬ 江西永新人ꎬ 硕士ꎬ 副教授ꎬ 研究方向为植物生物技术ꎮ
　 ∗通讯作者(Ａｕｔｈｏｒ ｆｏｒ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｅｎｃｅ􀆰 Ｅ￣ｍａｉｌ: ｈｏｎｇｓｅｎｒｏｎｇ＠１６３􀆰 ｃｏｍ)ꎮ
Ｐｌａｎｔ Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ Ｃｏｒｍ Ｓｅｇｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎｓ ｏｎ
Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎ
Ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｏｆ Ｒｅｄ Ｂｕｄ Ｔａｒｏ
ＹＩＮ Ｍｉｎｇ￣Ｈｕａꎬ ＨＯＮＧ Ｓｅｎ￣Ｒｏｎｇ∗ꎬ ＷＡＮＧ Ａｉ￣Ｐｉｎｇꎬ ＬＩＮ Ｇｕｏ￣Ｗｅｉꎬ ＫＥ Ｗｅｉ￣Ｚｈｏｎｇꎬ
ＹＩ Ｘｕｅ￣Ｍｅｉꎬ ＹＥ Ｚｉ￣Ｋａｎｇꎬ ＨＵＡＮＧ Ｌｉꎬ ＹＵ Ｑｉꎬ ＸＩＡＯ Ｈｕａｉ￣Ｂｉｎ
(Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ Ｓｈａｎｇｒａｏ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｓｈａｎｇｒａｏꎬ Ｊｉａｎｇｘｉ ３３４００１ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｕｓｉｎｇ Ｊｉａｎｇｘｉ Ｙａｎｓｈａｎ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ (Ｃｏｌｏｃａｓｉａ ｅｓｃｕｌｅｎｔａ Ｌ. Ｓｃｈｏｔｔ ｖａｒ. ｃｏｒｍｏｓｕｓ
‘Ｈｏｎｇｙａｙｕ’) ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ａｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓꎬ ａｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｔｗｏ￣ｓｔｅｐ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｒｅｄ ｂｕｄ
ｔａｒｏ ｃｏｒｍ ｓｅｇｍｅｎｔｓ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙꎬ ｃｙｔｏｌｏｇｙꎬ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙꎬ
ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｉｔｓ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｗｅｒｅ
ａｌｓｏ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ａｎｄ ｄｅｔｅｃｔｅｄ. Ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ: (１) Ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍｅｄｉｕｍ
ｆｏｒ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｃｏｒｍ ｓｅｇｍｅｎｔｓ ｗａｓ ＭＳ ＋ ＫＴ ２ ｍｇ / Ｌ ＋ ６￣ＢＡ １ ｍｇ / Ｌ ＋ ＮＡＡ ０􀆰１ ｍｇ / Ｌ. Ａｆｔｅｒ
３０ ｄａｙｓꎬ ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄｓ ｉｎｄｕｃｅｄ ｆｒｏｍ ｃｏｒｍ ｓｅｇｍｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｅｒｒｅｄ ｏｎｔｏ ｔｈｅ
ｒｏｏｔｉｎｇ ｍｅｄｉｕｍ (ＭＳ ＋ ＫＴ ２ ｍｇ / Ｌ ＋ ＮＡＡ ０􀆰１ ｍｇ / Ｌ) ａｎｄ ｗｅｒｅ ａｂｌｅ ｔｏ ｇｒｏｗ ｉｎｔｏ ｃｏｍｐｌｅｔｅ
ｐｌａｎｔｓ. Ａｆｔｅｒ ３０ ｄａｙｓꎬ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｗｅｒｅ ｒｅｍｏｖｅｄ ａｎｄ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｅｄꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｕｒｖｉｖａｌ
ｒａｔｅ ｒｅａｃｈｅｄ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ９８％. ( ２) Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ
ｉｎｄｅｘｅｓꎬ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓꎬ ｌｅａｆ ｅｐｉｄｅｒｍｉｓ ｓｔｏｍａｔａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓꎬ ｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ
ｎｕｍｂｅｒｓꎬ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓꎬ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｍｏｎｇ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｆｒｏｍ ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｃｏｒｍ
ｓｅｇｍｅｎｔｓꎬ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｆｒｏｍ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂｕｄｓ ｏｒ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｆｒｏｍ ａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓ
ｂｕｄｓ. Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅꎬ ｔｈｅ ｔｗｏ￣ｓｔｅｐ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｃｏｒｍ
ｓｅｇｍｅｎｔｓ ｗａｓ ａｂｌｅ ｔｏ ｅｎｓｕｒｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｓｔａｂｉｌｉｔｙꎬ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ Ｊｉａｎｇｘｉ
Ｙａｎｓｈａｎ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｆａｃｔｏｒｙ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｊｉａｎｇｘｉ Ｙａｎｓｈａｎ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏꎻ Ｐｌａｎｔｌｅｔｓꎻ Ｃｏｒｍ ｓｅｇｍｅｎｔｓꎻ Ｔｗｏ￣ｓｔｅｐ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａ￣
ｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏꎻ Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
　 　 红芽芋 (Ｃｏｌｏｃａｓｉａ ｅｓｃｕｌｅｎｔａ Ｌ. Ｓｃｈｏｔｔ ｖａｒ.
ｃｏｒｍｏｓｕｓ ‘Ｈｏｎｇｙａｙｕ’) [１]是江西省铅山县传统农
副特产ꎬ 其富含蛋白质、 维生素及矿物质元素ꎬ 且
脂肪含量较低ꎬ 碳水化合物含量高[２]ꎬ 是药、 食
兼优的重要蔬菜[３－５]ꎬ 品质居芋类之首ꎮ 目前江西
铅山红芽芋畅销国内外ꎬ 各类精深加工产品涌现ꎬ
显示出良好的市场需求和开发前景ꎮ 然而ꎬ 采用传
统的球茎繁殖方式难以在短期内获得大量种苗ꎬ 且
品种易退化、 感染病毒ꎬ 严重制约了红芽芋的推广
应用ꎮ 利用离体快速繁殖技术可以极大提高红芽芋
的繁殖速度ꎬ 实现规模化生产ꎮ
组织培养离体快速繁殖技术一般有丛生芽快繁
和不定芽快繁 ２种方式ꎮ 目前ꎬ 国内关于红芽芋组
培离体快繁的研究不多ꎬ 李火金[６]对江西铅山红
芽芋丛生芽进行了离体快繁研究ꎬ 发现未通过愈伤
组织阶段直接诱导丛生芽增殖可降低组培苗的变异
率ꎬ 并成为红芽芋规模化生产较为有效的方法之
一ꎬ 但繁殖系数不高(仅为 ４ ~ ５)ꎮ ２０１３ 年ꎬ 本
实验室洪森荣等[７]对江西铅山红芽芋球茎愈伤组
织产生的不定芽离体快繁研究结果表明ꎬ 这种繁殖
方式虽然繁殖系数较高ꎬ 但因经过愈伤组织阶段存
在较高的变异率ꎮ 因此ꎬ 本研究以江西铅山红芽芋
球茎片为对象ꎬ 采用正交试验方法ꎬ 拟筛选出红芽
芋球茎片单芽诱导的最佳培养基ꎬ 建立江西铅山红
芽芋两步法离体快繁体系ꎻ 同时ꎬ 对丛生芽、 不定
芽、 球茎片单芽 ３种离体快繁体系培养的红芽芋再
生苗的形态指标、 染色体数目、 生理和光合特性以
及叶绿素荧光特征进行测定观察ꎬ 进一步验证红芽
芋两步法离体快繁的可行性ꎬ 旨在为江西铅山红芽
芋的工厂化生产提供理论和技术支撑ꎮ
１　 材料和方法
１􀆰 １　 材料
江西铅山红芽芋 ( Ｃｏｌｏｃａｓｉａ ｅｓｃｕｌｅｎｔａ Ｌ.
Ｓｃｈｏｔｔ ｖａｒ. ｃｏｒｍｏｓｕｓ‘Ｈｏｎｇｙａｙｕ’)脱毒苗由江西
省江天农业科技有限公司提供ꎮ
１􀆰 ２　 方法
１􀆰 ２􀆰 １　 红芽芋球茎片两步法离体快繁体系的建立
将江西铅山红芽芋脱毒苗的单芽接种到液体培
养基中(ＭＳ ＋ ＫＴ ２ ｍｇ / Ｌ ＋ ＮＡＡ ０􀆰１ ｍｇ / Ｌꎬ 蔗糖
含量为 ３０ ｇ / Ｌꎬ ｐＨ ５􀆰 ８ ~ ６􀆰 ０)ꎬ 光照 １４ ｈ / ｄꎬ
光照强度为 １２􀆰 ５ ~ ２５ μｍｏｌ􀅰ｍ－２􀅰ｓ－１ꎬ 温度 ２５ ±
１℃ꎮ 培养 ６０ ｄ即单芽球茎直径约 １ ｃｍ 时ꎬ 在超
净工作台内将球茎切成 １ ~ ２ ｍｍ 厚的切片(每个
球茎切 ５ ~ ６片)ꎬ 分别接种到单芽诱导培养基上ꎮ
单芽诱导培养基以 ＭＳ为基本培养基ꎬ 附加不
同浓度的 ＫＴ、 ６￣ＢＡ和 ＮＡＡꎻ 培养基蔗糖含量均为
３０ ｇ / Ｌꎬ 冷凝脂(北京振泰园艺设施公司)含量均
为 ５ ｇ / Ｌꎬ ｐＨ ５􀆰 ８ ~ ６􀆰 ０ꎻ 光照 １４ ｈ / ｄꎬ 光照强
度为 １２􀆰 ５ ~ ２５ μｍｏｌ􀅰ｍ－２􀅰ｓ－１ꎻ 温度 ２５ ± １℃ꎮ
按照正交表 Ｌ９(３４)设计成 ９ 种不同的试验处理ꎬ
每天观察红芽芋单芽的诱导情况ꎬ 记录单芽出现的
时间和单芽诱导数ꎮ ３０ ｄ 后统计平均单芽诱导数
(平均单芽诱导数 ＝ 每种培养基上诱导的总单芽
数 /每种培养基上接种的总球茎片数)ꎮ
将上述筛选得到的最佳诱导培养基上的单芽从
球茎片上分离ꎬ 转移到生根培养基上继续培养ꎬ 生
根培养基为固体培养基(ＭＳ ＋ ＫＴ ２ ｍｇ / Ｌ ＋ ＮＡＡ
０􀆰１ ｍｇ / Ｌꎬ 蔗糖含量为 ３０ ｇ / Ｌꎬ 冷凝脂含量为
５ ｇ / Ｌꎬ ｐＨ ５􀆰８ ~ ６􀆰０)ꎬ 光照 １４ ｈ / ｄꎬ 光照强度为
７９３　 第 ３期　 　 　 　 　 　 　 　 尹明华等: 红芽芋球茎片两步法离体快繁及其再生苗生理和光合特性研究
１２􀆰５ ~ ２５ μｍｏｌ􀅰ｍ－２􀅰ｓ－１ꎬ 温度 ２５ ± １℃ꎮ 生根培
养 ３０ ｄ后将试管封口膜(北京振泰园艺设施公司)
打开ꎬ 取出小苗ꎬ 洗净培养基和冷凝脂ꎬ 移栽到发
酵后的腐质锯木屑中ꎬ 置于半荫处ꎬ 每日浇灌 ＭＳ
基本培养液ꎮ
１􀆰 ２􀆰 ２　 红芽芋 ３ 种离体快繁体系再生苗形态指
标、 气孔特征和染色体数目的观测
红芽芋 ３种离体快繁体系为: (１)丛生芽离体
快繁ꎬ 参考李火金[６]的方法建立ꎻ (２)不定芽离体
快繁ꎬ 参照洪森荣等[７]的方法建立ꎻ (３)球茎片两
步法离体快繁(见上述方法 １􀆰 ２􀆰 １)ꎮ 待 ３ 种再生
苗开始生根 ３０ ｄ 后ꎬ 对其进行形态指标和染色体
数目比较ꎮ
形态学检测指标有株高、 根数、 根长ꎻ 染色体
数目检测参照张迪等[８]的压片法并加以改进ꎻ 气
孔观察参照陈佰鸿等[９]的方法ꎬ 即: 用透明胶带
粘取再生苗叶下表皮并制片ꎬ 于显微镜下观测气孔
大小(气孔长直径、 气孔短直径)、 气孔面积(气孔
面积 ＝ 圆周率 ×长半径 ×短半径)以及 １０００ μｍ２
气孔数(取 ５０个视野)ꎬ 拍照ꎮ
１􀆰 ２􀆰 ３　 红芽芋 ３种离体快繁体系再生苗光合特性
参数、 叶绿素荧光参数和生理指标的比较
由 ３种离体快繁体系获得的红芽芋开始生根
３０ ｄ后ꎬ 对其进行光合特性参数、 叶绿素荧光参
数和生理指标的测定ꎮ
(１)生理指标的测定　 总叶绿素(叶绿素 ａ 和
叶绿素 ｂ)含量测定采用丙酮比色法[１０]ꎬ 可溶性蛋
白含量测定采用考马斯亮蓝 Ｇ￣２５０ 染色法[１０]ꎬ 可
溶性总糖含量测定采用蒽酮比色法[１０]ꎬ 脯氨酸含
量测定采用酸性茚三酮比色法[１０]ꎬ 丙二醛(ＭＤＡ)
含量测定采用硫代巴比妥酸法[１０]ꎬ 过氧化物酶
(ＰＯＤ)活性测定采用愈创木酚法测定[１０]ꎬ 超氧化
物歧化酶(ＳＯＤ)活性测定采用 ＮＢＴ 光还原法[１０]ꎬ
过氧化氢酶(ＣＡＴ)活性测定采用紫外吸收法[１０]ꎬ
质膜透性测定采用相对电导率法[１０]ꎮ
(２) 光合特性参数的测定　 用 ＬＩ￣６４００ 便携式
光合仪于 ９∶ ００ － １１∶ ００ 测定完全展开的第 ３片叶
的净光合速率(Ｐ ｎ)、 气孔导度(Ｇ ｓ)、 胞间 ＣＯ２
浓度(Ｃ ｉ)、 蒸腾速率(Ｔ ｒ)等参数以及大气环境中
ＣＯ２浓度(Ｃａꎬ 使用开放式气路ꎬ ４００ μｍｏｌ / ｍｏｌ)ꎬ
并计算气孔限制值(Ｌｓ ＝ １－ Ｃ ｉ / Ｃａ)、 水分利用
效率(ＷＵＥ ＝ Ｐ ｎ / Ｔ ｒ)和瞬时羧化速率(ＣＵＥ ＝
Ｐｎ / Ｃ ｉ)ꎮ ＣＵＥ 用于估测 ＲｕＢＰＣａｓｅ(１ꎬ５￣二磷酸
核酮糖羧化酶)的活性ꎮ
(３) 叶绿素荧光参数的测定　 将叶片充分暗适
应 ２０ ｍｉｎ后ꎬ 于同一叶片上用 ＬＩ￣６４００ 便携式光
合仪的荧光叶室测定荧光参数ꎮ 用弱测量光测定暗
适应下叶片的初始荧光值(Ｆｏ)ꎬ 再用一个饱和脉
冲光测定暗适应下最大荧光值(Ｆｍ)ꎬ 打开持续光
化学活性光ꎬ 待显示稳定后ꎬ 测量光适应下稳态荧
光(Ｆｓ)ꎬ 打开强饱和脉冲光ꎬ 测量光适应下最大
荧光(Ｆｍ′)ꎬ 关闭光化学光ꎬ 同时打开远红光ꎬ 测
量光适应下最小荧光(Ｆｏ′)ꎮ 最后计算暗适应下的
可变荧光和光适应下的可变荧光ꎬ 计算公式为:
Ｆ ｖ ＝ Ｆｍ－ Ｆｏꎬ Ｆｖ′＝ Ｆｍ′－ Ｆｏ′ꎮ 同时计算暗适应
下 ＰＳⅡ最大光化学效率为 Ｆｖ / Ｆｍ ＝(Ｆｍ－ Ｆｏ) /
Ｆｍꎬ 暗适应下 ＰＳⅡ潜在光化学效率为 Ｆ ｖ / Ｆ ｏ ＝
(Ｆｍ－ Ｆｏ) / Ｆｏꎬ 光适应下 ＰＳⅡ实际光化学效率
ΦＰＳⅡ ＝(Ｆｍ′－ Ｆｓ) / Ｆｍ′ꎬ 开放的 ＰＳⅡ反应中心捕
获激发能效率即光适应下 ＰＳⅡ最大光化学效率
Ｆｖ′ / Ｆｍ′ ＝(Ｆｍ′－ Ｆｏ′) / Ｆｍ′ꎬ 光化学荧光猝灭系
数 ｑＰ ＝(Ｆｍ′－ Ｆｓ) / (Ｆｍ′－ Ｆｏ′)ꎬ 非光化学猝灭
系数 ｑＮ ＝ Ｆｍ / Ｆｍ′－ １[１１]ꎮ
１􀆰 ３　 数据处理
以上实验均重复 ３ 次ꎬ 实验数据以平均值 ±
ＳＤ表示ꎬ 各组实验数据均用 ＳＰＳＳ １９􀆰０软件进行
Ｏｎｅ￣Ｗａｙ ＡＮＯＶＡ分析ꎬ 再进行 ＬＳＤ 法检验(Ｐ <
０􀆰 ０５)ꎮ
２　 结果与分析
２􀆰 １　 植物生长调节剂对红芽芋球茎片单芽诱导的
影响
正交实验结果表明ꎬ 不同 ＫＴ、 ６￣ＢＡ 和 ＮＡＡ
组合对红芽芋球茎片单芽诱导的影响不同(表 １)ꎮ
从各因素内不同水平之间的极差(Ｒ)的大小可见ꎬ
ＫＴ、 ６￣ＢＡ和 ＮＡＡ 对红芽芋球茎片单芽诱导的影
响大小依次为: ＫＴ > ＮＡＡ > ６￣ＢＡꎬ 且各激素对红
芽芋球茎片单芽诱导的最优水平组合为 Ａ２Ｂ３Ｃ３ꎬ
即: ＮＡＡ ０􀆰 １ ｍｇ / Ｌ＋ ６￣ＢＡ １ ｍｇ / Ｌ＋ＫＴ ２ ｍｇ / Ｌꎬ
该组合对红芽芋球茎片单芽的平均诱导数达８􀆰６个ꎮ
８９３ 植 物 科 学 学 报 第 ３３卷　
表 １　 ＫＴ、 ６￣ＢＡ和 ＮＡＡ对红芽芋球茎片单芽诱导的正交实验
Ｔａｂｌｅ １　 Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｔｅｓｔｓ ｏｆ ＫＴꎬ ６￣ＢＡ ａｎｄ ＮＡＡ ｏｎ ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｃｏｒｍ ｓｅｇｍｅｎｔｓ
实验序号
Ｔｅｓｔ ｎｕｍｂｅｒ
因素 Ａ　 Ｆａｃｔｏｒ Ａ 因素 Ｂ　 Ｆａｃｔｏｒ Ｂ 因素 Ｃ　 Ｆａｃｔｏｒ Ｃ
水平
Ｌｅｖｅｌ
ＮＡＡ浓度
ＮＡＡ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
(ｍｇ / Ｌ)
水平
Ｌｅｖｅｌ
６￣ＢＡ浓度
６￣ＢＡ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
(ｍｇ / Ｌ)
水平
Ｌｅｖｅｌ
ＫＴ浓度
ＫＴ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
(ｍｇ / Ｌ)
平均单芽
诱导数(个)
Ａｖｅｒａｇｅ ｓｉｎｇｌｅ
ｂｕｄ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ
ｎｕｍｂｅｒ
１ １ ０ １ ０ １ ０ １.６
２ １ ０ ２ ０.５ ３ ２.０ ５.４
３ １ ０ ３ １.０ ２ １.０ ４.２
４ ２ ０.１ １ ０ ２ １.０ ５.２
５ ２ ０.１ ２ ０.５ １ ０ ２.１
６ ２ ０.１ ３ １.０ ３ ２.０ ８.６
７ ３ ０.５ １ ０ ３ ２.０ ４.６
８ ３ ０.５ ２ ０.５ ２ １ ３.９
９ ３ ０.５ ３ １.０ １ ０ ２.３
Ｔ１(水平 １总值) １１.２ １１.４ ６.００ Ｔｏｔａｌ ＝ ３７.９
Ｔ２(水平 ２总值) １５.９ １１.４ １３.３
Ｔ３(水平 ３总值) １０.８ １５.１ １８.６
Ｘ１(水平 １平均值) ３.７３ ３.８０ ２.００
Ｘ２(水平 ２平均值) ５.３０ ３.８０ ４.４３
Ｘ３(水平 ３平均值) ３.６０ ５.０３ ６.２０
Ｒ (极差) １.７０ １.２３ ４.２０
　 　 运用 ＳＰＳＳ １９􀆰０软件对结果进行方差分析(表
２)ꎬ 可见 ＫＴ对实验结果的影响显著(Ｐ < ０􀆰０５)ꎬ
而 ６￣ＢＡ 和 ＮＡＡ 对实验结果的影响无显著差异
(Ｐ > ０􀆰０５)ꎮ 说明在红芽芋球茎片单芽诱导过程
中ꎬ ＫＴ对其影响占主导作用ꎮ 方差分析与正交实
验结果一致ꎮ 再次运用 ＳＰＳＳ １９􀆰０ 软件对差异显
著的因素 Ｃ(ＫＴ)各水平进行 ＬＳＤ 多重比较ꎬ 结果
表明在因素 Ｃ不同水平中ꎬ Ｃ３均值(５􀆰８０)显著高
于 Ｃ１均值(２􀆰００)和 Ｃ２ 均值(４􀆰８３)(Ｐ < ０􀆰０５)ꎬ
Ｃ１和 Ｃ２均值间也达极显著水平(Ｐ < ０􀆰０１)ꎬ 表
明 ２ ｍｇ / Ｌ ＫＴ 有利于红芽芋球茎片单芽的诱导ꎮ
从实验结果还可看出(表 １)ꎬ 没有添加激素的对照
组(实验序号 １)球茎片也能诱导出单芽ꎬ 但诱导的
单芽平均数量仅为 １􀆰 ６ꎮ 添加了激素的处理组ꎬ 诱
导的单芽平均数量均有增加ꎬ 但各处理组之间平均
单芽诱导数的增幅存在差异ꎮ 添加 ＮＡＡ 和 ６￣ＢＡ
而未添加 ＫＴ的培养基(实验序号 ５ 和 ９)ꎬ 球茎片
诱导的单芽平均数量略有增加ꎻ 添加 ＮＡＡ 和 ＫＴ
而未添加 ６￣ＢＡ的培养基(实验序号 ４ 和 ７)ꎬ 诱导
的单芽平均数量增幅较大ꎻ 添加 ６￣ＢＡ 和 ＫＴ 而未
添加 ＮＡＡ的培养基(实验序号 ２ 和 ３)ꎬ 诱导的单
芽平均数量增幅也较大ꎮ 而当 ３种激素同时加入时
(实验序号 ６和 ８)诱导率存在显著差异ꎬ 其中ꎬ 低
浓度 ＮＡＡ(０􀆰１ ｍｇ / Ｌ) ＋高浓度 ６￣ＢＡ(１􀆰０ ｍｇ / Ｌ) ＋
高浓度 ＫＴ(２􀆰 ０ ｍｇ / Ｌ)组合时ꎬ 球茎片诱导的单
芽平均数量最高ꎻ 而高浓度 ＮＡＡ(０􀆰５ ｍｇ / Ｌ) ＋中
等浓度 ６￣ＢＡ(１􀆰０ ｍｇ / Ｌ) ＋中等浓度 ＫＴ(１􀆰０ ｍｇ /
Ｌ)组合时ꎬ 诱导的单芽平均数量增幅不大ꎮ 综上
分析可知ꎬ 红芽芋球茎片单芽诱导的最佳培养基
为: ＭＳ ＋ ＫＴ ２ ｍｇ / Ｌ ＋ ６￣ＢＡ １ ｍｇ / Ｌ ＋ ＮＡＡ
０􀆰 １ ｍｇ / Ｌꎮ
将上述最佳培养基诱导 ３０ ｄ 获得的单芽(图
１: ａ)从球茎片上分离ꎬ 再接种到生根培养基
(ＭＳ ＋ ＫＴ ２ ｍｇ / Ｌ ＋ ＮＡＡ ０􀆰１ ｍｇ / Ｌ)上继续培养
３０ ｄꎬ 即可形成完整植株(图 １: ｂ)ꎬ 试管苗移栽
成活率高达 ９８％(图 １: ｃ)ꎮ
２􀆰 ２　 红芽芋 ３ 种离体快繁体系再生苗形态指标、
染色体数目和气孔特征比较
通过丛生芽离体快繁、 不定芽离体快繁和球
茎片两步法离体快繁 ３ 种方法获得红芽芋再生苗
９９３　 第 ３期　 　 　 　 　 　 　 　 尹明华等: 红芽芋球茎片两步法离体快繁及其再生苗生理和光合特性研究
后ꎬ 对再生苗的形态指标、 气孔特征和染色体数
目进行了检测和比较ꎮ 结果表明: (１)红芽芋 ３
种离体快繁体系再生苗的形态指标(包括平均株
高、 平均新生根数和平均根长)之间均无显著差
异(表 ３ 和图 ２)ꎬ 因此利用红芽芋球茎片诱导单
芽后再经生根形成完整植株的两步离体快繁法ꎬ
不会造成其植株形态的改变ꎻ (２)红芽芋 ３ 种离
体快繁体系再生苗的叶下表皮气孔参数(包括气
孔长直径、 气孔短直径、 气孔长直径 /短直径、
气孔面积和 １０００ μｍ２气孔数)之间均无显著差异
(表 ４ 和图 ３)ꎬ 因此利用红芽芋球茎片两步离体
快繁法获得的再生苗ꎬ 不会造成其植株叶下表皮
气孔参数的改变ꎻ (３)红芽芋 ３ 种离体快繁体系
再生苗的染色体数目相等ꎬ 没有发生变化ꎬ 因此
两步离体快繁法获得的再生苗ꎬ 不会造成其植株
染色体数目的改变ꎮ
表 ２　 ＫＴ、 ６￣ＢＡ和 ＮＡＡ对红芽芋球茎片单芽诱导的方差分析
Ｔａｂｌｅ ２　 Ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ＫＴꎬ ６￣ＢＡ ａｎｄ ＮＡＡ ｏｎ ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｃｏｒｍ ｓｅｇｍｅｎｔｓ
变异来源
Ｓｏｕｒｃｅ
平方和
Ｓｕｍ ｏｆ ｓｑｕａｒｅｓ
自由度
ｄｆ
均方
Ｍｅａｎ ｓｑｕａｒｅ
Ｆ值
Ｆ ｖａｌｕｅ
Ｐ值
Ｓｉｇ.
校正模型 Ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ ｍｏｄｅｌ ３５.０８７ ６ ５.８４８ ６.７１３ ０.１３５
截距 Ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ １５９.６０１ １ １５９.６０１ １８３.２１６ ０.００５
ＮＡＡ ５.３６２ ２ ２.６８１ ３.０７８ ０.２４５
６￣ＢＡ ３.０４２ ２ １.５２１ １.７４６ ０.３６４
ＫＴ ２６.６８２ ２ １３.３４１ １５.３１５∗ ０.０４３
误差 Ｅｒｒｏｒ １.７４２ ２ ０.８７１
总变异 Ｔｏｔａｌ １９６.４３０ ９
校正总和 Ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ ｔｏｔａｌ ３６.８２９ ８
　 　 注: ∗表示在 ０.０５水平上差异显著ꎮ
Ｎｏｔｅ: ∗ ｓｔａｎｄｓ ｆｏｒ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ａｔ ｔｈｅ ０.０５ ｌｅｖｅｌ.
a b c
ａ: 球茎片单芽诱导(１２ ｄ)ꎻ ｂ: 单芽生根(１５ ｄ)ꎻ ｃ: 再生苗移栽ꎮ
ａ: Ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｒｍ ｓｌｉｃｅ (１２ ｄ)ꎻ ｂ: Ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｒｏｏｔｉｎｇ (１５ ｄ)ꎻ ｃ: Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔ ｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇ.
图 １　 红芽芋球茎片两步法离体快繁再生苗
Ｆｉｇ􀆰 １　 Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｏｆ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｃｏｒｍ ｓｌｉｃｅｓ ｂｙ ｔｗｏ ｓｔｅｐ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏ
表 ３　 红芽芋 ３种离体快繁体系再生苗的形态指标比较
Ｔａｂｌｅ ３　 Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ
离体快繁方法
Ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ
ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｅｔｈｏｄ
形态指标　 Ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘ
平均株高(ｃｍ)
Ａｖｅｒａｇｅ ｐｌａｎｔｌｅｔ ｈｅｉｇｈｔ
平均新生根数(个)
Ａｖｅｒａｇｅ ｎｅｗ ｒｏｏｔ ｎｕｍｂｅｒ
平均根长(ｃｍ)
Ａｖｅｒａｇｅ ｒｏｏｔ ｌｅｎｇｔｈ
丛生芽 Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂｕｄ ７.９ ± １.２ Ａａ ５.４ ± ２.１ Ａａ ７.２ ± ２.２ Ａａ
不定芽 Ａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｂｕｄ ８.５ ± ２.１ Ａａ ５.２ ± １.４ Ａａ ６.８ ± ２.４ Ａａ
球茎片单芽 Ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｏｆ ｃｏｒｍ ｓｅｇｍｅｎｔｓ ８.２ ± １.９ Ａａ ５.６ ± ２.５ Ａａ ７.５ ± １.８ Ａａ
　 　 注: 同列相同大、小写字母分别表示在 ０.０１和 ０.０５水平上无显著差异ꎮ 下同ꎮ
Ｎｏｔｅ: Ｓａｍｅ ｃａｐｉｔａｌ ａｎｄ ｓｍａｌｌ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｃｏｌｕｍｎ ｓｔａｎｄ ｆｏｒ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ ａｔ ｔｈｅ ０.０１ ａｎｄ ０.０５ ｌｅｖｅｌꎬ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ. Ｓａｍｅ ｂｅｌｏｗ.
００４ 植 物 科 学 学 报 第 ３３卷　
左: 丛生芽离体快繁再生苗ꎻ 中: 不定芽离体快繁再生苗ꎻ
右: 球茎片单芽离体快繁再生苗ꎮ
Ｌｅｆｔ: Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｂｙ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂｕｄ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｉｃｒｏ￣
ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎꎻ Ｍｉｄｄｌｅ: Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｂｙ ａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓ
ｂｕｄ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎꎻ Ｒｉｇｈｔ: Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔ￣
ｌｅｔｓ ｂｙ ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｒｍ ｓｌｉｃｅｓ.
图 ２　 红芽芋 ３种离体快繁体系再生苗
Ｆｉｇ􀆰 ２　 Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｏｆ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｂｙ
ｔｈｒｅｅ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ
２􀆰 ３　 红芽芋 ３种离体快繁体系再生苗主要生理指
标的比较
进一步对 ３种离体快繁方法获得的红芽芋再生
苗进行主要生理指标检测、 比较(表 ５)ꎬ 结果表明
红芽芋 ３ 种离体快繁体系再生苗的主要生理指标
(包括可溶性蛋白含量、 可溶性总糖含量、 脯氨酸
含量、 过氧化物酶(ＰＯＤ)活性、 超氧化物歧化酶
(ＳＯＤ)活性、 过氧化氢酶 (ＣＡＴ)活性、 丙二醛
(ＭＤＡ)含量和质膜相对透性)之间均无显著差异ꎮ
因此ꎬ 我们认为利用红芽芋球茎片诱导单芽然后生
根形成完整植株ꎬ 不会造成其生理生化指标的
改变ꎮ
３　 红芽芋 ３ 种离体快繁体系再生苗叶片光
合特性和叶绿素荧光特性的比较
　 　 我们还对 ３种离体快繁方法获得的再生苗叶片
的光合特性和叶绿素荧光特性进行了测定(表 ６)ꎬ
结果表明: (１)红芽芋 ３种离体快繁体系再生苗叶
片的光合特性参数(净光合速率 Ｐｎ、 气孔导度Ｇｓ、
胞间 ＣＯ２浓度 Ｃ ｉ、 蒸腾速率 Ｔ ｒ、 气孔限制值 Ｌｓ、
水分利用效率 ＷＵＥ、 瞬时羧化速率 ＣＵＥ)之间均
无显著差异ꎮ 因此ꎬ 利用红芽芋球茎片诱导单芽然
表 ４　 红芽芋 ３种离体快繁体系再生苗的叶下表皮气孔参数比较
Ｔａｂｌｅ ４　 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｓｔｏｍａｔａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｐｌａｎｔｌｅｔ ｌｅａｆ ｌｏｗｅｒ ｅｐｉｄｅｒｍｉｓ ｂｙ
ｔｈｒｅｅ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ
离体快繁方法
Ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ
ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｅｔｈｏｄ
气孔参数　 Ｓｔｏｍａｔａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
气孔长直径
Ｓｔｏｍａｔａｌ ｌｏｎｇ
ｄｉａｍｅｔｅｒ
(μｍ)
气孔短直径
Ｓｔｏｍａｔａｌ ｓｈｏｒｔ
ｄｉａｍｅｔｅｒ
(μｍ)
气孔长直径 /短直径
Ｓｔｏｍａｔａｌ ｌｏｎｇ
ｄｉａｍｅｔｅｒ / ｓｈｏｒｔ
ｄｉａｍｅｔｅｒ
气孔面积
Ｓｔｏｍａｔａｌ ａｒｅａ
(μｍ２)
１０００ μｍ２气孔数
Ｓｔｏｍａｔａｌ ｎｕｍｂｅｒ
ｐｅｒ １０００ μｍ２
丛生芽 Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂｕｄ ８.８ ± ０.８ Ａａ ５.２ ± ０.２ Ａａ １.６９ ± ０.２６ Ａａ ３５.９２ ± ０.２７ Ａａ ３９.４ ± ５.６ Ａａ
不定芽 Ａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｂｕｄ ９.２ ± ０.６ Ａａ ５.４ ± ０.３ Ａａ １.７０ ± ０.３４ Ａａ ３５.３９ ± ０.３４ Ａａ ４２.５ ± ３.２ Ａａ
球茎片单芽
Ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｏｆ ｃｏｒｍ ｓｅｇｍｅｎｔｓ ９.０ ± ０.５ Ａａ ５.６ ± ０.３ Ａａ １.６１ ± ０.１９ Ａａ ３６.０５ ± ０.２３ Ａａ ４１.２ ± ４.５ Ａａ
a b c
ａ: 丛生芽离体快繁再生苗的气孔ꎻ ｂ: 不定芽离体快繁再生苗的气孔ꎻ ｃ: 球茎片单芽离体快繁再生苗的气孔ꎮ
ａ: Ｓｔｏｍａ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｂｙ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂｕｄ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏꎻ ｂ: Ｓｔｏｍａ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｂｙ ａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｂｕｄ
ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏꎻ ｃ: Ｓｔｏｍａ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｂｙ ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｏｆ ｃｏｒｍ ｓｌｉｃｅｓ.
图 ３　 红芽芋 ３种离体快繁体系再生苗的气孔观察
Ｆｉｇ􀆰 ３　 Ｓｔｏｍａｔａｌ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｏｆ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｂｙ ｔｈｒｅｅ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ
１０４　 第 ３期　 　 　 　 　 　 　 　 尹明华等: 红芽芋球茎片两步法离体快繁及其再生苗生理和光合特性研究
后生根形成完整植株ꎬ 不会造成其光合特性的改
变ꎻ (２)红芽芋 ３种离体快繁体系再生苗叶片的叶
绿素荧光特性(包括初始荧光 Ｆ ｏ、 最大荧光Ｆｍ、
ＰＳⅡ最大光化学效率 Ｆｖ / Ｆｍ、 ＰＳⅡ潜在光化学效
率 Ｆ ｖ / Ｆ ｏ、 ＰＳⅡ实际光化学效率 ΦＰＳⅡ、 开放的
ＰＳⅡ反应中心捕获激发能效率 Ｆ ｖ′ / Ｆｍ′、 光化学
荧光猝灭系数 ｑＰ、 非光化学猝灭系数 ｑＮ)之间均
无显著差异(表 ７)ꎮ 因此ꎬ 利用红芽芋球茎片诱导
单芽然后生根形成完整植株ꎬ 不会造成其叶绿素荧
光特性的改变ꎮ
表 ５　 红芽芋 ３种离体快繁体系再生苗主要生理指标的比较
Ｔａｂｌｅ ５　 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｐｌａｎｔｌｅｔｓ ｏｆ ｒｅｄ ｂｕｄ
ｔａｒｏ ｗｉｔｈ ｔｈｒｅｅ ｒａｐｉｄ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ
离体快繁方法
Ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ
ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｅｔｈｏｄ
生理指标　 Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ
可溶性蛋
白含量
Ｓｏｌｕｂｌｅ
ｐｒｏｔｅｉｎ
ｃｏｎｔｅｎｔ
(ｍｇ / ｇ)
可溶性总
糖含量
Ｔｏｔａｌ ｓｏｌｕｂｌｅ
ｓｕｇａｒ ｃｏｎｔｅｎｔ
(ｍｇ / ｇ)
脯氨酸含量
Ｐｒａｌｉｎｅ
ｃｏｎｔｅｎｔ
(μｇ / ｇ)
过氧化物
酶活性
ＰＯＤ
ａｃｔｉｖｉｔｙ
(Ｕ / ｇ)
超氧化物歧
化酶活性
ＳＯＤ
ａｃｔｉｖｉｔｙ
(Ｕ / ｇ)
过氧化氢
酶活性
ＣＡＴ
ａｃｔｉｖｉｔｙ
(Ｕ / ｇ)
丙二醛含量
ＭＤＡ
ｃｏｎｔｅｎｔ
(ｍｍｏｌ / ｇ)
质膜相对透
性(％)
Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ
ｏｆ ｐｌａｓｍａ
ｍｅｍｂｒａｎｅ
丛生芽
Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂｕｄ
０.８６２ ±
０.１２５ Ａａ
０.９５６ ±
０.２５７ Ａａ
１４６.４２ ±
３２.５３ Ａａ
２０.９６ ±
２.１２ Ａａ
４４.５５ ±
２.５１ Ａａ
２２４.６２ ±
１８.５４ Ａａ
１.１９８ ±
０.０８５ Ａａ
３０.５６ ±
２.７５ Ａａ
不定芽
Ａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｂｕｄ
０.８５９ ±
０.２０４ Ａａ
０.９９８ ±
０.１９８ Ａａ
１４２.６９ ±
１１.１２ Ａａ
２１.３２ ±
１.９８ Ａａ
４２.６２ ±
４.２５ Ａａ
２２３.５０ ±
２６.３９ Ａａ
１.２０４ ±
０.１０４ Ａａ
３１.２８ ±
２.７５ Ａａ
球茎片单芽
Ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｏｆ ｃｏｒｍ ｓｅｇｍｅｎｔｓ
０.９２４ ±
０.１６２ Ａａ
０.９８５ ±
０.３１１ Ａａ
１４８.５５ ±
２５.１７ Ａａ
１９.８８ ±
２.４５ Ａａ
４５.３６ ±
１.６４ Ａａ
２１９.８４ ±
２０.５０Ａａ
１.１９８ ±
０.０９４ Ａａ
２９.６９ ±
２.７５ Ａａ
表 ６　 红芽芋 ３种离体快繁体系再生苗叶片光合特性参数的比较
Ｔａｂｌｅ ６　 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔ ｌｅａｖｅｓ ｏｆ ｒｅｄ ｂｕｄ
ｔａｒｏ ｂｙ ｔｈｒｅｅ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ
离体快繁方法
Ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ
ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｅｔｈｏｄ
光合特性参数　 Ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
净光合速率 Ｐｎ
(μｍｏｌ􀅰ｍ－２􀅰ｓ－１)
气孔导度Ｇｓ
(μｍｏｌ􀅰ｍ－２􀅰ｓ－１)
胞间ＣＯ２
浓度Ｃ ｉ
(μｍｏｌ / ｍｏｌ)
蒸腾速率 Ｔｒ
(ｍｍｏｌ􀅰ｍ－２􀅰ｓ－１)
气孔限制值
Ｌｓ (％)
水分利用效率
ＷＵＥ
(μｍｏｌ / ｍｍｏｌ)
瞬时羧化
速率ＣＵＥ
(ｍｍｏｌ􀅰ｍ－２􀅰ｓ－１)
丛生芽
Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂｕｄ
７.５６４ ±
０.５５ Ａａ
０.４５ ±
０.０２ Ａａ
２４８.３６ ±
１６.１２ Ａａ
２.１３ ±
０.４２ Ａａ
０.３７９ ±
０.０３３ Ａａ
３.５５ ±
０.１１ Ａａ
３０.４６ ±
０.２５ Ａａ
不定芽
Ａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｂｕｄ
８.２６３ ±
０.６２ Ａａ
０.３８ ±
０.０６ Ａａ
２５４.８５ ±
２１.２４ Ａａ
１.９８ ±
０.３６ Ａａ
０.３６３ ±
０.０２５ Ａａ
４.１７ ±
０.０２ Ａａ
３２.４２ ±
０.２６ Ａａ
球茎片单芽
Ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｏｆ ｃｏｒｍ ｓｅｇｍｅｎｔｓ
７.９６８ ±
０.３８ Ａａ
０.４２ ±
０.０８ Ａａ
２３９.０４ ±
１５.２０ Ａａ
２.２４ ±
０.６５ Ａａ
０.４０２ ±
０.０５４ Ａａ
３.５６ ±
０.１４ Ａａ
３３.３３ ±
０.３２ Ａａ
表 ７　 红芽芋 ３种离体快繁体系再生苗叶片叶绿素荧光特性的比较
Ｔａｂｌｅ ７　 Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ ｐｌａｎｔｌｅｔ
ｌｅａｖｅｓ ｏｆ ｒｅｄ ｂｕｄ ｔａｒｏ ｂｙ ｔｈｒｅｅ ｒａｐｉｄ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ
离体快繁方法
Ｍｉｃｒｏ￣ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ
ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｅｔｈｏｄ
叶绿素荧光特性　 Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
初始荧光
Ｆｏ
最大荧光
Ｆｍ
最大光化
学效率
Ｆｖ / Ｆｍ
潜在光化
学效率
Ｆｖ / Ｆｏ
实际光化
学效率
ΦＰＳⅡ
捕获激发
能效率
Ｆｖ′ / Ｆｍ′
光化学猝
灭系数
ｑＰ
非光化学
猝灭系数
ｑＮ
丛生芽
Ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｂｕｄ
７９.５０ ±
６.４２ Ａａ
３７６.５５ ±
２４.２３ Ａａ
０.７８９ ±
０.００２ Ａａ
３.７３６ ±
０.０５５ Ａａ
０.４７５ ±
０.０４１ Ａａ
０.５４９ ±
０.０２２ Ａａ
０.７５２ ±
０.０２９ Ａａ
０.６４２ ±
０.０５５ Ａａ
不定芽
Ａｄｖｅｎｔｉｔｉｏｕｓ ｂｕｄ
８０.２５ ±
１８.１０ Ａａ
３８４.６１ ±
３１.０６ Ａａ
０.７９１ ±
０.００２ Ａａ
３.７９３ ±
０.０４２ Ａａ
０.５１２ ±
０.０２８ Ａａ
０.５８５ ±
０.０１８ Ａａ
０.７８６ ±
０.０３２ Ａａ
０.６８５ ±
０.０４７ Ａａ
球茎片单芽
Ｓｉｎｇｌｅ ｂｕｄ ｏｆ ｃｏｒｍ ｓｅｇｍｅｎｔｓ
８３.４８ ±
１４.５３ Ａａ
３８５.４９ ±
１５.６２ Ａａ
０.７８３ ±
０.００４ Ａａ
３.６１８ ±
０.０３９ Ａａ
０.４９３ ±
０.０３７ Ａａ
０.５６４ ±
０.０２４ Ａａ
０.７５５ ±
０.０２５ Ａａ
０.６６１ ±
０.０３８ Ａａ
２０４ 植 物 科 学 学 报 第 ３３卷　
４　 讨论
芋的离体快繁一般是通过茎尖诱导丛生芽完成
的[１２－１７]ꎬ 这种快繁方式需要不断诱导丛生芽ꎬ 再
利用丛生芽生根完成试管苗再生ꎬ 这在芋头种苗的
工厂化生产上存在不利因素ꎮ 假如因季节或市场原
因导致试管苗供大于求时ꎬ 就需要控制或停止试管
苗的生产ꎬ 而丛生芽的诱导却不能停止ꎬ 否则随着
时间的延长ꎬ 丛生芽会长出球茎ꎬ 从而降低丛生芽
的诱导能力ꎻ 如维持丛生芽的诱导ꎬ 则需耗费较多
人力、 物力和财力ꎮ
Ｐｒａｄｅｅｐ等[１８]的研究表明ꎬ 利用芋头的胚性
愈伤组织可以显著提高繁殖系数ꎮ 李火金[６]对江
西铅山红芽芋的丛生芽进行了离体快繁研究并取得
了较好效果ꎬ 但繁殖系数不高(仅为 ４ ~ ５)ꎮ ２０１３
年洪森荣等[７]对江西铅山红芽芋球茎愈伤组织产
生的不定芽进行了离体快繁研究ꎬ 虽然提高了繁殖
系数ꎬ 但少数试管苗存在染色体整数或非整数的变
异ꎮ 本研究利用芋头球茎片诱导单芽ꎬ 然后再经生
根育苗的离体快繁方法ꎬ 既可提高繁殖系数又能保
证染色体数目的稳定性ꎮ
本实验结果表明ꎬ 在没有添加激素的培养基
上ꎬ 红芽芋球茎片虽能诱导出单芽ꎬ 但诱导数量较
低ꎬ 添加了激素(ＮＡＡ、 ６￣ＢＡ、 ＫＴ)的培养基可显
著促进球茎片诱导的单芽数增加ꎮ 添加 ＮＡＡ 和 ６￣
ＢＡ而未添加 ＫＴ 的培养基ꎬ 红芽芋球茎片诱导的
单芽平均数量略有增加ꎻ 而添加 ＮＡＡ 和 ＫＴ 未添
加 ６￣ＢＡ的培养基ꎬ 球茎片诱导的单芽平均数量增
幅较大ꎮ 说明 ＫＴ 的作用效果大于 ６￣ＢＡꎮ Ｃｈａｎｄ
和 Ｐｅａｒｓｏｎ[１９]对 Ｃｏｌｏｃａｓｉａ ｅｓｃｕｌｅｎｔａ (Ｌ.) Ｓｃｈｏｔｔ
( ｔａｒｏ)球茎片快繁研究发现ꎬ ＴＤＺ 的效果优于 ６￣
ＢＡꎮ 本实验中ꎬ 红芽芋球茎片单芽诱导的最佳培
养基为: ＭＳ ＋ ＫＴ ２ ｍｇ / Ｌ ＋ ６￣ＢＡ １ ｍｇ / Ｌ ＋ ＮＡＡ
０􀆰１ ｍｇ / Ｌꎬ 在此培养基上诱导 ３０ ｄ 平均可产生单
芽 ８􀆰６个ꎬ 则每个球茎可诱导 ４３个单芽(每球茎以
５个切片计算)ꎬ 极大地提高了红芽芋离体快繁的
繁殖系数ꎬ 而且这种离体快繁方法可不受市场和季
节的影响ꎮ 需求量大时ꎬ 可对球茎进行切片来诱导
单芽再进行生根培养获得再生苗ꎬ 整个周期仅
６０ ｄ左右ꎻ 不需要时ꎬ 可不作任何处理让球茎生
长保种ꎬ 应对红芽芋生产的间歇期ꎮ
在植物组织培养的过程中ꎬ 经常会发生遗传变
异的现象ꎬ 有研究表明ꎬ 愈伤组织不定芽离体快繁
途径有时会引起植株体细胞的变异[２０]ꎬ 而丛生芽
离体快繁途径一般不会引起遗传物质的变化[２１－２３]ꎮ
在君子兰的愈伤组织不定芽离体快繁中ꎬ 有 ０􀆰６％
的再生植株表现出形态学和细胞学上的差异[２４]ꎮ
本实验中我们对红芽芋 ３ 种离体快繁方法(即丛生
芽离体快繁、 不定芽离体快繁和球茎片单芽离体快
繁)的再生苗进行了形态指标、 染色体数目、 生理
和光合特性以及叶绿素荧光特性的比较ꎬ 结果发现
红芽芋球茎片单芽离体快繁再生苗与其他两种离体
快繁苗均无显著差异ꎮ
综上表明ꎬ 本研究建立的红芽芋球茎片两步法
离体快繁体系ꎬ 再生苗繁殖系数较高、 染色体数目
稳定ꎬ 可以更好地应用于江西铅山红芽芋的工厂化
生产ꎮ
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(责任编辑: 张 平)
４０４ 植 物 科 学 学 报 第 ３３卷