魔芋组织培养的一步成苗技术研究
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收稿日期: 2004- 04- 01 基金项目: 云南省科技厅 十五 攻关项目( 2001NG 59) 作者简介: 王 玲( 1958- ) , 女, 副研究员, 从事细胞工程研究。
激素配比调节, 建立高效的魔芋组织培养的一步成 苗法。简化培养程序、提高成苗率、降低生产成本、 缩短了培养周期, 为优质魔芋种苗产业化生产提供 了技术支撑。
表 1 培养基中不同激素浓度 配比对诱导率的影响 Table 1 Eff ect s of diff erent hormone on callus induct ion
培养基 M edium
接种数( 块) 培养天数( d) 膨大块数( 块) 膨大率( % ) 诱导天 数( d) 出愈数( 块)
N o of
Days of
No of
R at io of
Days of
No of
cult ure
cult ure
t urgid
tur g id
induct ion
ca llus
诱导率( %) Rat io of induct ion
褐变数( 块) N o of
br o wning
褐变率( % ) R at io of brown ing
Abstract: G row ing point s of buds in A morp hophall us ri vi eri D urieu were used as explants for tissue cult ure T he explant s w ere pretreated w it h st erile water and inoculat ed in M S media + 1 mg L- 1 6BA + 1 mg L- 1 NA A T he calli could be in duced f rom explants for 10 d and direct buds and roots w ere diff erent iat ed from t he callus edges In t he same media, one st ep seedlings f ormat ion could be f orm ed f rom the explants f or 28 d A high frequency of seedling f ormat ion reached 95 % T he st em tubers of 50- 100 g w ere formed aft er t he transplant a t ion for 5- 6 months and plants grew vigorously Key words: A morp hophall us ri v ieri Durieu; growing point ; t issue culture; brow ning; one step seedlings format ion
N o of
Rat io of
rediff erent iat ion redif f erent iation
5
13
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褐变数( 块) No of
brow ning
35 32 22 4 2 1 1
褐变率( % ) Raቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ io of brow ning
88 0 80 0 55 0 10 0 50 25 25
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注: 诱导天数从培养天数以后计算。 表 2 魔芋愈伤组织 的分化培养
T able 2 The diff erent iat ion cult ures of calli in A morp hophall us r iv ieri D urieu
在 、 培养基上分化的幼苗植入生根培养基 中, 约 10~ 15 d 就可长出发育良好的根系。 2 4 移栽
将在 生根培养基上生根的幼苗和在 培养基 中一步成苗的幼苗出瓶洗净根部所带的培养基, 移 栽到苗床上, 经约 6~ 8 个月生长能形成 50~ 100g 左右的子芋。
3讨论
据前人[ 2~ 4] 的研究, 魔芋的组织培养主要采用 外植体 愈伤组织( 诱导培养) 分化幼苗( 分化培 养) 生根( 生根培养) 等多个培养程序。本试验经 过多个培养基的筛选、比较、表明以魔芋顶端生长点 为培养材料, 诱导培养基的激素浓度及成分对其组 织培养成功与否及成本的高低至关重要。在培养基 的成分中可调节幅度最大的是植物生长调节物质, 主要是生长激素和细胞分裂素的比例, 对多数植物 材料来说, 2, 4 D 是诱导愈伤组织和细胞悬 浮培养 的最有效物质, 常用浓度为 0 2~ 2 0 mg L- 1[ 5] ,
1 3 培养条件
将已接种在培养基上的材 料放入培养温度 25
2 , 光照 8 h, 光强 1500 lx 的培养室内 进行培
养。
2 结果与分析
2 1 诱导培养 接种在 、 、 、 、 诱导培养 基上的外 植
体, 经 10 d 左右培养大多都开始膨大, 膨大的外植 体约 8 d 形成愈伤组织, 不膨大的材料随着培养时 间的延长而不断褐变死亡。如表 1 所示, 外植体对 不同激素配比的培养基其反应不同, 随着生长激素 2 4 D 浓度的不断下降, 细胞分裂素浓度的 相对提 高, 外植体愈伤组织诱导率在不断提高, 而褐变率则 随之下降。生长素 NAA 对魔芋生长点愈伤组织有 着很好的诱导作用, 在浓度 0 5~ 1 0 mg L- 1时愈 伤组织 的诱导 率达 80 % 左右。一定 浓度 配比 的 6BA 和 NAA( 、 培养基) 外植体在诱导出愈伤组
、 诱导培养基上诱导的愈伤组织继续转入 新配制的 、 培养基上继续培养, 愈伤组织边形成 新的愈伤组织边分化幼苗。
、 培养基比较, 培养基上生长的苗更壮, 并且在分化过程中能形成良好的根系, 无需在转入 生根培养基中就能形成一株完整的植株。且材料一 边分化幼芽一边又形成新的愈伤组织培养, 愈伤组 织的分化率高达 95 % 以上。 2 3 生根培养
培养基中继续培养, 结果见表 2。 前置培养基( 诱导培养基) 的激素浓度及成分对
以后的分化培养有着很大的影响。 在相同分化培养基上培养随着前置诱导培养基
2, 4 D 浓度的不断降低, 愈伤组 织的分化率也随之 提高, 2, 4 D 浓度从 0 2 mg L- 1 降到 0 05 mg L- 1 时分化率由13 % 提高到 38 % 。
分化培养基
D iff erent ial medium
诱导培养基
Inducing m e dium
出愈数( 块) No of ca llus
40 40 40 40 40 40 40
培养天数( d) D ays of cult ure
20 20 20 20 20 20 20
分化数( 块)
分化率( % )
1 材料与方法
1 1 材料 采自云南省富源花魔芋( A r iv ieri Durieu) , 块
茎直径 10 cm 左右、刚萌发的健壮顶芽。 1 2 方法 1 2 1 材料处理 萌发 1 cm 左右花魔芋的顶芽, 自来水冲洗数次, 75 % 乙醇表面消毒 3 s 0 1 % HgCl2灭菌 15 min 无菌水冲洗 4 次 无菌条件下 通过解剖镜剥取顶端生长点, 分别接种于 、 、 、
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西 南 农 业 学报
17 卷
培养方法 Culture mode
一步成苗法 One st ep
seedlings f ormation
三步成苗法 Three st ep seedl ings fomat ion
表 3 一步成苗法同常规培养法的比较
Tabl e 3 A comparison of one st ep seedling form at ion culture and normal cult ural method
西南农业学报
6 36
Sout hw est China Journal of A gricult ural Sciences
文章编号: 1001- 4829 ( 2004) 05- 0636- 03
2004 年 17 卷 5 期 V ol 17 N o 5
魔芋组织培养的一步成苗技术研究
王 玲, 李勇军, 房亚南, 马继琼
培养基 M edium
培养天数( d) N o of cult ure
28
诱导培养基 Inducing medium
分化培养基 D iff erent ial medium
生根培养基 Root ing medium
48
成苗率( % ) Rat io of seedling
95
诱导培养基的生长激素由 NAA 代替 2, 4 D 时 在分化培养时分化率大幅度的提高, 达 60 % 以上。
WA NG ling, LI Y ong jun, FAN G Y a nan, M A J i qiong ( Biotechnology R esearch Inst it ut e of Y unnan Academy of Agricult ural S ciences, K unming 650223, China)
壮, 移植入苗床 5~ 6 个月就能形成 50~ 100 g 左右的块茎。
关键词: 魔芋; 顶端生长点; 组织培养; 褐变; 一步成苗
中图分类号: S632 3
文献标识码: A
Study on a technique of one step seedling formation from tissue culture of Amorphophallus rivieri Durieu
( 云南省农业科学院生物技术研究所, 云南 昆明 650223)
摘 要: 以花魔芋顶芽生长点为外植体, 经消毒处理, 接种在 M S+ 6BA 1 mg L- 1+ NA A 1 mg L - 1培养基上, 约 10 d 左右的诱导
培 养, 材料边诱导愈伤组织边分化幼苗、生根, 约 28 d 在同一种培养基中一步成苗, 形成完整植株。并且成苗率极高, 达 95 % 。苗
637
mg L - 1, M S+ 6BA 1 mg L- 1 + N AA 0 5 mg
L- 1, MS+ 6BA 1 mg L- 1+ + N AA 1 mg L - 1。
分化培养基: mg L- 1。
生根培养基:
M S+ 6BA 2 mg L- 1 + NAA 1 1/ 2M S+ NA A 2 mg L - 1。
图 1 外植体形成愈伤组织及幼芽
Fig 1 Callus and plumule induced by dif ferential explant
织的同时还分化出幼苗( 图 1) 。 2 2 分化培养
把在诱导培养基 、 、 诱导出的愈伤组织转 入分化培养基 进行分化培养, 、 培养基的愈伤 组织部份转入 培养基分化培养, 部份植入新的 、
魔 芋 是 天 南星 科 ( Aracceae) 魔 芋 属 ( A mor p hop hal lus Blume) 多年生草本植物, 具有较 发达的 地下块茎, 富含丰富的葡甘露聚糖( Gluco mannan) , 葡甘露聚糖由于其特殊的理化性质, 在工业、食品、 医药 等上 有着 广泛 的利用 价值 和开 发 价值[ 1~ 2] 。 魔芋主要经无性繁殖繁育种芋, 繁殖系数低, 并且长 期的无性繁殖种芋带病严重, 品质退化, 优良种芋的 奇缺已成了魔芋产业发展的一个瓶颈问题。魔芋组 织培养技术的研究前人[ 3~ 4] 已做了许多工作, 但繁 殖周期长、繁殖系数低、成本高限制了这一技术在魔 芋生产中的应用, 因此进一步完善魔芋组培技术, 无 论在科学研究和实际应用上都有着较大的意义。基 于这一目的, 近几年我们对魔芋的组培技术进行了 系列研究, 建立了高效的魔芋组培快繁体系。本文 主要以花魔芋顶端生长点为外植体, 通过对培养基
、 五种诱导培养基上。 1 2 2 培养基 诱导培养基: MS+ 6BA 1 mg L- 1 + 2, 4 D 0 2 mg L- 1, MS+ 6BA 1 mg L- 1 + 2, 4 D 0 1 mg L- 1, M S+ 6BA 1 m g L - 1+ 2, 4 D 0 05
5期
王 玲等: 魔芋组织培养的一步成苗技术研究
激素配比调节, 建立高效的魔芋组织培养的一步成 苗法。简化培养程序、提高成苗率、降低生产成本、 缩短了培养周期, 为优质魔芋种苗产业化生产提供 了技术支撑。
表 1 培养基中不同激素浓度 配比对诱导率的影响 Table 1 Eff ect s of diff erent hormone on callus induct ion
培养基 M edium
接种数( 块) 培养天数( d) 膨大块数( 块) 膨大率( % ) 诱导天 数( d) 出愈数( 块)
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Days of
No of
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诱导率( %) Rat io of induct ion
褐变数( 块) N o of
br o wning
褐变率( % ) R at io of brown ing
Abstract: G row ing point s of buds in A morp hophall us ri vi eri D urieu were used as explants for tissue cult ure T he explant s w ere pretreated w it h st erile water and inoculat ed in M S media + 1 mg L- 1 6BA + 1 mg L- 1 NA A T he calli could be in duced f rom explants for 10 d and direct buds and roots w ere diff erent iat ed from t he callus edges In t he same media, one st ep seedlings f ormat ion could be f orm ed f rom the explants f or 28 d A high frequency of seedling f ormat ion reached 95 % T he st em tubers of 50- 100 g w ere formed aft er t he transplant a t ion for 5- 6 months and plants grew vigorously Key words: A morp hophall us ri v ieri Durieu; growing point ; t issue culture; brow ning; one step seedlings format ion
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褐变数( 块) No of
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褐变率( % ) Raቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ io of brow ning
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注: 诱导天数从培养天数以后计算。 表 2 魔芋愈伤组织 的分化培养
T able 2 The diff erent iat ion cult ures of calli in A morp hophall us r iv ieri D urieu
在 、 培养基上分化的幼苗植入生根培养基 中, 约 10~ 15 d 就可长出发育良好的根系。 2 4 移栽
将在 生根培养基上生根的幼苗和在 培养基 中一步成苗的幼苗出瓶洗净根部所带的培养基, 移 栽到苗床上, 经约 6~ 8 个月生长能形成 50~ 100g 左右的子芋。
3讨论
据前人[ 2~ 4] 的研究, 魔芋的组织培养主要采用 外植体 愈伤组织( 诱导培养) 分化幼苗( 分化培 养) 生根( 生根培养) 等多个培养程序。本试验经 过多个培养基的筛选、比较、表明以魔芋顶端生长点 为培养材料, 诱导培养基的激素浓度及成分对其组 织培养成功与否及成本的高低至关重要。在培养基 的成分中可调节幅度最大的是植物生长调节物质, 主要是生长激素和细胞分裂素的比例, 对多数植物 材料来说, 2, 4 D 是诱导愈伤组织和细胞悬 浮培养 的最有效物质, 常用浓度为 0 2~ 2 0 mg L- 1[ 5] ,
1 3 培养条件
将已接种在培养基上的材 料放入培养温度 25
2 , 光照 8 h, 光强 1500 lx 的培养室内 进行培
养。
2 结果与分析
2 1 诱导培养 接种在 、 、 、 、 诱导培养 基上的外 植
体, 经 10 d 左右培养大多都开始膨大, 膨大的外植 体约 8 d 形成愈伤组织, 不膨大的材料随着培养时 间的延长而不断褐变死亡。如表 1 所示, 外植体对 不同激素配比的培养基其反应不同, 随着生长激素 2 4 D 浓度的不断下降, 细胞分裂素浓度的 相对提 高, 外植体愈伤组织诱导率在不断提高, 而褐变率则 随之下降。生长素 NAA 对魔芋生长点愈伤组织有 着很好的诱导作用, 在浓度 0 5~ 1 0 mg L- 1时愈 伤组织 的诱导 率达 80 % 左右。一定 浓度 配比 的 6BA 和 NAA( 、 培养基) 外植体在诱导出愈伤组
、 诱导培养基上诱导的愈伤组织继续转入 新配制的 、 培养基上继续培养, 愈伤组织边形成 新的愈伤组织边分化幼苗。
、 培养基比较, 培养基上生长的苗更壮, 并且在分化过程中能形成良好的根系, 无需在转入 生根培养基中就能形成一株完整的植株。且材料一 边分化幼芽一边又形成新的愈伤组织培养, 愈伤组 织的分化率高达 95 % 以上。 2 3 生根培养
培养基中继续培养, 结果见表 2。 前置培养基( 诱导培养基) 的激素浓度及成分对
以后的分化培养有着很大的影响。 在相同分化培养基上培养随着前置诱导培养基
2, 4 D 浓度的不断降低, 愈伤组 织的分化率也随之 提高, 2, 4 D 浓度从 0 2 mg L- 1 降到 0 05 mg L- 1 时分化率由13 % 提高到 38 % 。
分化培养基
D iff erent ial medium
诱导培养基
Inducing m e dium
出愈数( 块) No of ca llus
40 40 40 40 40 40 40
培养天数( d) D ays of cult ure
20 20 20 20 20 20 20
分化数( 块)
分化率( % )
1 材料与方法
1 1 材料 采自云南省富源花魔芋( A r iv ieri Durieu) , 块
茎直径 10 cm 左右、刚萌发的健壮顶芽。 1 2 方法 1 2 1 材料处理 萌发 1 cm 左右花魔芋的顶芽, 自来水冲洗数次, 75 % 乙醇表面消毒 3 s 0 1 % HgCl2灭菌 15 min 无菌水冲洗 4 次 无菌条件下 通过解剖镜剥取顶端生长点, 分别接种于 、 、 、
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西 南 农 业 学报
17 卷
培养方法 Culture mode
一步成苗法 One st ep
seedlings f ormation
三步成苗法 Three st ep seedl ings fomat ion
表 3 一步成苗法同常规培养法的比较
Tabl e 3 A comparison of one st ep seedling form at ion culture and normal cult ural method
西南农业学报
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Sout hw est China Journal of A gricult ural Sciences
文章编号: 1001- 4829 ( 2004) 05- 0636- 03
2004 年 17 卷 5 期 V ol 17 N o 5
魔芋组织培养的一步成苗技术研究
王 玲, 李勇军, 房亚南, 马继琼
培养基 M edium
培养天数( d) N o of cult ure
28
诱导培养基 Inducing medium
分化培养基 D iff erent ial medium
生根培养基 Root ing medium
48
成苗率( % ) Rat io of seedling
95
诱导培养基的生长激素由 NAA 代替 2, 4 D 时 在分化培养时分化率大幅度的提高, 达 60 % 以上。
WA NG ling, LI Y ong jun, FAN G Y a nan, M A J i qiong ( Biotechnology R esearch Inst it ut e of Y unnan Academy of Agricult ural S ciences, K unming 650223, China)
壮, 移植入苗床 5~ 6 个月就能形成 50~ 100 g 左右的块茎。
关键词: 魔芋; 顶端生长点; 组织培养; 褐变; 一步成苗
中图分类号: S632 3
文献标识码: A
Study on a technique of one step seedling formation from tissue culture of Amorphophallus rivieri Durieu
( 云南省农业科学院生物技术研究所, 云南 昆明 650223)
摘 要: 以花魔芋顶芽生长点为外植体, 经消毒处理, 接种在 M S+ 6BA 1 mg L- 1+ NA A 1 mg L - 1培养基上, 约 10 d 左右的诱导
培 养, 材料边诱导愈伤组织边分化幼苗、生根, 约 28 d 在同一种培养基中一步成苗, 形成完整植株。并且成苗率极高, 达 95 % 。苗
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mg L - 1, M S+ 6BA 1 mg L- 1 + N AA 0 5 mg
L- 1, MS+ 6BA 1 mg L- 1+ + N AA 1 mg L - 1。
分化培养基: mg L- 1。
生根培养基:
M S+ 6BA 2 mg L- 1 + NAA 1 1/ 2M S+ NA A 2 mg L - 1。
图 1 外植体形成愈伤组织及幼芽
Fig 1 Callus and plumule induced by dif ferential explant
织的同时还分化出幼苗( 图 1) 。 2 2 分化培养
把在诱导培养基 、 、 诱导出的愈伤组织转 入分化培养基 进行分化培养, 、 培养基的愈伤 组织部份转入 培养基分化培养, 部份植入新的 、
魔 芋 是 天 南星 科 ( Aracceae) 魔 芋 属 ( A mor p hop hal lus Blume) 多年生草本植物, 具有较 发达的 地下块茎, 富含丰富的葡甘露聚糖( Gluco mannan) , 葡甘露聚糖由于其特殊的理化性质, 在工业、食品、 医药 等上 有着 广泛 的利用 价值 和开 发 价值[ 1~ 2] 。 魔芋主要经无性繁殖繁育种芋, 繁殖系数低, 并且长 期的无性繁殖种芋带病严重, 品质退化, 优良种芋的 奇缺已成了魔芋产业发展的一个瓶颈问题。魔芋组 织培养技术的研究前人[ 3~ 4] 已做了许多工作, 但繁 殖周期长、繁殖系数低、成本高限制了这一技术在魔 芋生产中的应用, 因此进一步完善魔芋组培技术, 无 论在科学研究和实际应用上都有着较大的意义。基 于这一目的, 近几年我们对魔芋的组培技术进行了 系列研究, 建立了高效的魔芋组培快繁体系。本文 主要以花魔芋顶端生长点为外植体, 通过对培养基
、 五种诱导培养基上。 1 2 2 培养基 诱导培养基: MS+ 6BA 1 mg L- 1 + 2, 4 D 0 2 mg L- 1, MS+ 6BA 1 mg L- 1 + 2, 4 D 0 1 mg L- 1, M S+ 6BA 1 m g L - 1+ 2, 4 D 0 05
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王 玲等: 魔芋组织培养的一步成苗技术研究