東寮芋頭組織快繁技術初探

0 引言

芋（Colocasiaesculenta）是一種經濟作物，芋頭富含纖維、淀粉等營養成分，可藥用、食用，也可用于食品加工，具有較高的經濟價值。東寮芋頭（屬檳榔芋）作為廣東省揭陽市的傳統特色農產品，主要種植于揭陽市揭東區東寮村及其周邊地區，由于其個頭大、質地細膩、口感軟糯、甜度高、營養豐富而遠近聞名，被譽為“芋頭之王”。近幾年，由于東寮芋頭備受市場青睞，呈現供不應求的現象。

東寮芋頭雖有廣闊的市場前景，但由于村民連年種植，芋頭疫病和軟腐病等病害頻頻發生，因此病害防控成為當地芋農的當務之急。加之傳統的東寮芋頭繁殖方式存在周期長、效率低等問題，不僅嚴重影響了村民的種植效益，也打擊了農民的種植積極性。

組培快繁技術具有繁殖速度快、遺傳穩定、可大規模生產等優勢[1-5]。目前，已有研究表明，可以通過組培快繁技術實現芋頭的無病毒、快速及高效繁殖[6-12]，對提升芋頭產量和品質具有重要意義。研究以揭陽東寮芋頭為試驗對象，就東寮芋頭外植體的消毒、增殖與生根培養、移栽與馴化進行初步研究，以期為揭陽地區芋頭產業的高效、良性發展提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料從揭陽市揭東區農戶家收集種芋以供試驗

1.2材料處理

將收集的種芋半埋放于濕沙中，促使芋頭生芽。當芋芽長 3～5cm 時，將其莖尖切取作外植體。

1.3 啟動培養

采用MS培養基作為基礎培養基，分別量（稱）取母液、蔗糖、瓊脂及根據配方量添加6-BA和NAA，用蒸餾水混合后邊攪拌邊加熱使其完全熔化，再滴加 1mol/L HC1溶液或 1mol/LNaOH 溶液調整培養基pH值至5.8，后加人蒸餾水定容至所需容量，趁熱按每瓶 10mL 的量分裝至 56mL 的玻璃培養瓶中并封好瓶蓋。將分裝好的培養基放進高壓滅菌鍋，在 0.105MPa 下蒸汽消毒 20min 后置于超凈工作臺，在室溫下冷卻凝固后存放，3d后檢查培養基污染情況，清洗掉污染的培養基，留下無菌污染的培養基進行接種。

1.4外植體消毒與處理

將外植體用流水沖洗 30min 后，分別置于滅菌后的玻璃培養瓶中（每瓶放1個），在超凈工作臺上剝掉其葉鞘，往玻璃瓶中倒入 75% 酒精消毒10 s，一半玻璃瓶加入 10% 次氯酸鈉溶液并浸泡 10min ，剩余一半玻璃瓶加入藍月亮84消毒液（按原液和水1：50比例稀釋）并浸泡 20min （見表1），均用無菌水沖洗3＼～4次，以徹底去除殘留消毒劑；置于接種盤上，剝取莖尖；接種后置于 MS+6-BA0.5mg/L+ NAA 0.1mg/L 萌發培養基上，30d后，選擇無污染且已萌發的外植體再進行分化培養。

1.5 分化培養

對經過啟動培養已萌發的外植體進行修剪，后轉到 MS+6-BA2.0mg/L+NAA0.1mg/L 的分化培養基上（培養基pH值為5.8），繼續誘導叢芽分化，培養30d后觀察分化情況。

分化率 分化芽數量/接種外植體數量 ×100%

1.6 增殖培養

采用MS培養基作為基礎培養基，添加蔗糖30g/L 、瓊脂 7g/L ，調整培養基pH值為5.8。添加不同質量濃度的植物生長調節劑（如6-BA、NAA、KT等）有機物（如水解酪蛋白和酵母提取液等），進行配方優化，設置多個處理組合（見表1），以觀察不同配方對東寮芋頭增殖的影響。每瓶接種3個芽，每組處理接種20瓶，30d后統計出芽增殖率。

增殖率 有效芽數量（高度大于 1.0cm 的芽）/接種芽數量 ×100%

1.7 生根培養

采用1/2MS為基本培養基，添加蔗糖 30g/L 瓊脂 7g/L ，調整培養基pH值為5.8，附加活性炭 和NAA 0.1mg/L 。每瓶接種1個芽，30d后觀察生根情況。

1.8 培養條件

將接種芽放入含有不同配方培養基的培養瓶中，并置于人工氣候培養箱中培養。設定適宜的光照強度（ 2000lx 、光照周期（每天光照 16h 、溫度[（25±2） 小、相對濕度（ 50% ）。定期觀察并記錄外植體的生長狀況，并及時清理污染培養基。

1.9 移栽與馴化

待東寮芋頭組培苗具3＼～4片葉且根系發達、生長健壯時進行移栽。移栽前進行煉苗處理，首先進行開瓶煉苗（7d左右），該部分分3個階段進行：先松瓶塞1＼～2d，接著半開蓋1＼～2d，剩下幾天完全揭去瓶蓋。開瓶練苗后，首先，將東寮芋頭組培苗用鑷子小心取出，洗凈根部的培養基，移栽到裝有人工配制的培養基質（泥炭土與珍珠巖體積比2：1的營養杯中；其次，轉移到溫室大棚中管理30d，該過程保持基質濕潤但不過濕，避免陽光直曬及積水；最后，移栽于戶外。

2 結果與分析

2.1不同消毒劑對外植體消毒效果試驗結果

由表1可知，外植體在 75% 乙醇中處理10s再用 10% 次氯酸鈉溶液浸泡 10min 的方法，污染率較低，成功率達 80% 。

莖尖在2種不同的消毒劑處理下均出現不同程度的褐化。成活的莖尖外植體在培養5d后逐漸開始膨大且明顯變綠，經過30d的培養能觀察到新的組織塊，在整個生長過程中均未觀察到愈傷組織。

2.2分化培養試驗結果

莖尖在分化培養的過程中出現一定程度的褐化。經過啟動培養的外植體分化培養20d后逐漸分化出芽，分化率達到 73.14% ，分化出來的芽整體較粗壯。每塊幼芽能分化出2～3株長有2～4片葉的東寮芋頭幼苗。

2.3增殖培養基篩選試驗結果

采用MS培養基作為基礎培養基，對比不同處理組合的結果發現（見表2），不同處理過程都在一定程度上促進出芽，在NAA和KT質量濃度一致的情況下，處理1芽的增殖數量最多，即MS+6-BA5.0mg/L+NAA 水解酪蛋白100mg/L+ 酵母提取液 0.5% 的組合最有利于東寮芋頭外植體的增殖。該配方下，外植體的增殖速度較其他配方快且生長狀態好。

2.4生根培養基試驗結果

采用1/2MS為基本培養基，附加活性炭 0.5g/L 和NAA 0.1mg/L 進行東寮芋頭組培苗的生根培養試驗。經過30d的培養，每株組培苗均能生根，根系較發達，且無愈傷組織生成。即在設定的培養條件下，東寮芋頭組培苗能夠穩定生長并成功誘導生根。

2.5再生植株的移栽與馴化

移栽具有3＼～4片葉且根系發達、生長健壯的東寮芋頭組培苗。移栽時，選擇透氣性良好、保水保肥能力適中的基質（珍珠巖與泥炭土混合物）。在移植前，為有效促進東寮芋苗根系的進一步發育，增強其對新環境的耐受能力，需要進行煉苗處理。此后，隨著植株的生長，逐漸將其轉移至室外，使其逐漸適應自然環境。經過一段時間的馴化，再生植株的葉片顏色鮮綠、根系發達、生長勢強，與常規繁殖的植株無明顯差異。這表明通過組織培養技術獲得的東寮芋頭再生植株具有良好的生長潛力和應用價值，初次嘗試的移栽成活率在 75% 以上。

3結論與討論

研究表明，用東寮芋頭進行組培繁殖時，外植體用 75% 乙醇處理10s再用 10% 次氯酸鈉溶液浸泡 10min 的方法，污染率較低； NAA 0.1mg/L 的配方適用于東寮芋頭莖尖的啟動培養： $＼mathrm{MS^{+6-BA2.0＼mg/L+NAA0.1＼mg/L}}$ 的配方適用于東寮芋頭莖尖的分化培養；較適合東寮芋頭組培苗的增殖培養基是 $＼mathrm{MS+6-BA～5.0～＼mg/L+NAA}$ 水解酪蛋白 酵母提取液 0.5% ；能促進東寮芋頭組培苗生根的培養基是 活性炭 0.5g/L+NAA0.1mg/L ，培養條件為光照強度 、每天光照 16h 、溫度（25±2） 、相對濕度 50% 。

研究初步探索了東寮芋頭組織培養的關鍵技術環節，包括外植體的消毒、啟動培養、分化培養、增殖和生根培養基的篩選、培養條件調控及再生植株的移栽和馴化。通過一系列優化措施的實施，能成功獲得健壯的東寮芋頭再生植株，但整體增殖系數偏低。在對芋頭莖尖進行消毒，以及后續的分化培養過程中，外植體均出現不同程度的褐化。由于褐化是植物組織培養過程中一種常見的現象，往往會影響該技術的成功實施[1]。未來研究應進一步探討降低芋頭外植體褐化的方法（如添加防褐化劑活性炭[12-13]、維生素C等[14-15]或調節培養溫度[16-17]等），以及探索能提高東寮芋頭組織培養分化、增殖效率的培養基配方[18-23]

此外，光照強度、光照周期、溫度及相對濕度的調控等培養條件對植株生長也具有顯著影響。因此，應設置不同的培養條件，通過優化培養條件來促進植株在組培階段的健康生長和高效繁殖。提高再生植株的移栽成活率和適應能力也是提高東寮芋頭組織快繁技術不可或缺的環節，可對栽培基質及管理方式進一步優化。

參考文獻：

[1]劉玉平.芋脫毒快繁體系建立的初步研究[D].武漢：華中農業大學，2008.

[2]黃光文.江永香芋的組織培養研究[J].湖南科技學院學報，2006（11）：189-190.

[3]詹忠根，徐程.奉化大芋芳脫毒苗的組培快繁研究[J].種子，2006（3）：4-6.

[4]鄭永敏.芋頭脫毒快繁與栽培技術[J].安徽農業科學，2006（22）：5824，5932.

[5]常蕾，羅敏，吳薇，等.芋頭脫毒組培苗規模化擴繁的效率分析[J.長江蔬菜，2017（18）：15-17.

[6]王陳，陸忠恒，王建國，等.芋脫毒組培苗培養技術研究[J].現代農業科技，2011（12）：109-110.

[7]景玲，周偉峰，朱雪，等.江陰香糯芋芳莖尖培養初探[J].上海農業科技，2015（1）：94-95.

[8]殷劍美，韓曉勇，王立，等.靖江香沙芋脫毒組培技術效應及種芋擴繁要點[J」.江蘇農業科學，2015，43（8）：151-153.

[9]郭克婷，何金明.張溪香芋莖尖組培快繁技術研究[J].廣東農業科學，2015，42（6）：25-29.

[10]吳偉，屈為棟，趙永彬，等.芋脫毒苗快繁技術研究與應用［J].浙江農業科學，2018，59（7）：1159-1161.

[11]魏利國，羅燕羽，劉偉光，等.廣東炭步芋頭組培快繁技術體系的建立[J].吉林蔬菜，2020（3）：58-59.

[12]江蘇省農業科學院.一種利用芋頭莖尖進行組織培養的快繁方法：CN201310047823.5[P].2013-05-01.

[13]馮代弟，王燕，陳劍平.植物組培褐化發生機制的研究進展[J].浙江農業學報，2015，27（6）：1108-1116.

[14]王小敏，吳文龍，李海燕，等.黑莓外植體褐化影響因素分析及適宜培養條件篩選[J.植物資源與環境學報，2009，18（3）：63-68.

[15]李劍美，寸湘琴，謝世清.魔芋組織培養中的褐變機理及防控措施[J].中國農學通報，2006（5） ：234-236.

[16]王映紅，朱麗，鄭超文，等.魔芋屬植物組培快繁技術研究進展[J].現代園藝，2024，47（7）：21-24.

[17]陳菲，李黎，宮偉.植物組織培養的防褐化探討[J].北方園藝，2005（2）：69

[18]盛潔悅.芋球莖發育及其對外源激素的響應[D].揚州：揚州大學，2021.

[19]蔣元斌.B9、PP333和ABA對芋頭種質離體保存的影響研究[J].中國農學通報，2018，34（31）：49-52.

[20]湯青林，牛義，王志敏，等.芋芽繼代培養中激素、水解乳蛋白、碳源的調節研究［J].西南農業學報，2006，19（5）：928-930.

[21]林茜，高營營，覃換玲，等.荔浦芋組培脫毒苗工廠化生產分析[J].長江蔬菜，2021（6）：14-16.

[22]劉星月.紅芽芋脫毒種莖誘導及形成機制初步研究[D].南昌：江西農業大學，2020

[23]杜紅梅.芋芳脫毒試管球莖誘導及成球分子機理研究[D].上海：上海交通大學，2006.