槟榔芋脱毒试管芋的诱导及种苗繁育研究

摘     要：为解决槟榔芋组培脱毒苗育苗成活率低、周期长、成本高、栽培后植株生长缓慢、子芋数量过多等问题，以炭步槟榔芋组培继代增殖8代的试管苗为材料，开展试管芋诱导、育苗基质和育苗时间，以及在高糖无激素培养基中进行不同周期培养对内源激素含量及生产影响的研究。结果表明，广东炭步槟榔芋单株试管苗在无激素培养基中，诱导试管芋的最佳蔗糖质量浓度为60 g·L-1；育苗基质以红壤土、泥炭土、珍珠岩/椰糠/蛭石体积比2∶1∶1为最佳，成活率可达100%；试管芋的最佳育苗时间为11月份，此时可以最大程度地保证种苗的大小，降低生产成本，且能避免冬季低温影响种苗成活率。试管苗在高糖无激素培养基中，随着培养周期的延长，试管芋随之增大，脱落酸（ABA）含量升高，生长素（IAA）含量先升高后降低，细胞分裂素（CTK）含量先降低后升高再降低，在试管芋形成过程中起重要的调控作用。研究结果可为槟榔芋健康种苗繁育和规模化生产提供重要参考依据，也为芋球茎生长发育机制研究奠定基础。

关键词：槟榔芋；试管芋；诱导；种苗繁育

中图分类号：S632.3 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2024）09-109-07

Study on induction and seedling breeding of virus-free in vitro taro of Binglang taro

HUANG Shaoli1， LUO Yanyu1， WEI Liguo1， MO Xiancheng2， LIN Rongshan2， LI Tianming3

（1. Guangzhou Academic of Agricultural Science， Guangzhou 510335， Guangdong， China; 2. Bureau of Agriculture and Rural Affairs of Hezhou City， Hezhou 542800， Guangxi， China; 3. Hezhou Seed and Planting Industry Workstation， Hezhou 542800， Guangxi， China）

Abstract： In order to solve the problems of low survival rate， long cycle， high cost， slow plant growth after cultivation， and excessive number of taro seeds in tissue culture virus-free seedlings of Binglang taro. This study used tissue culture and subculture of 8-generation in vitro seedlings of Binglang taro in Guangdong， Tanbu as experimental materials， in vitro taro induction， seedling substrate and seedling time were carried out. It also studied the endogenous hormone content and its impact on production after different transfer times in high sugar hormone free medium. The results showed that the optimal sucrose concentration for inducing in vitro taro in hormone free medium was 60 g·L-1. The optimal seedling substrate is red loam∶peat soil∶perlite/coconut bran/vermiculite =2∶1∶1， and the survival rate can reach 100%. The best time for cultivating in vitro taro seedlings is in November， which can maximize the size of the seedlings， reduce production costs， and avoid the impact of low temperatures in winter on the survival of seedlings. In high sugar hormone free culture medium， as the number of transfers increases， the size of in vitro taro， the content of ABA increases， the content of IAA first increases and then decreases， and the content of CTK first decreases and then increases and then decreases. They play an important regulatory role in the formation process of test tube tubers. These results can provide important reference for the healthy seedling breeding and large-scale production of the Binglang taro， and lay a foundation for the study of the growth and development mechanism of the taro bulb.

Key words： Binglang taro; In vitro taro; Induction; Seedling breeding

收稿日期：2024-04-19；修回日期：2024-05-30

基金项目：广州市基础研究计划项目（202201010065）；广西科技计划项目（桂科AB23049007）；广州市科技计划项目（2023B03J1274）

作者简介：黄绍力，男，推广研究员，研究方向为特色蔬菜新品种选育、栽培与示范推广。E-mail：1009845770@qq.com

通信作者：罗燕羽，女，农艺师，研究方向为植物新品种选育、栽培与示范推广。E-mail：874940453@qq.com

槟榔芋[Colocasia esculenta （L.） Schoot var. Binglang]为天南星科芋属芋种魁芋类型[1]，母芋为主要食用器官，芋肉带紫红色槟榔花纹，煮食时，香味四溢，口感酥松、粉嫩、香醇[2]。芋头为无性繁殖作物，一般以子芋或孙芋作为繁殖体，长期反复留种易造成种性退化、产量下降和病虫害发生严重等问题[3]。目前较有效的解决方式是种植组培脱毒种苗，李火金[4]和阙玉林[5]的研究表明，利用芋头脱毒种苗栽培可以减少病虫害的发生、提高芋头的产量和品质，在相同的栽培管理条件下脱毒芋产量比未脱毒芋高出20%～30%。尽管组培脱毒苗优势明显，但由于组培脱毒苗育苗周期长、育苗成活率低、成本高[6]，且栽培出的芋头子芋过多[7]，影响母芋的生长。

试管芋是在脱毒苗基础上诱导形成的微型芋，前人研究结果表明，通过诱导离体微器官，可为无性繁殖作物的种质保存、交换以及无毒微型块茎的生产和运输提供一条便利的途径[8]。刘玉平等[9]对不同类型芋的试管芋诱导基本条件进行了探索，刘星月等[10]研究了铅山红芽芋的试管芋诱导条件，韩晓勇等[11]研究了靖江香沙芋的试管芋诱导条件。目前已经有不少关于试管芋的研究报道，但关于槟榔芋脱毒试管苗诱导及其种苗繁育方面的研究尚未见报道。笔者以广东炭步文冈槟榔芋为研究对象，通过开展蔗糖诱导试管芋研究，筛选出试管芋诱导最适蔗糖浓度，并对试管芋的育苗基质和育苗时间进行研究，以期提高育苗成活率、缩短育苗周期、降低生产成本；同时进一步开展试管苗在高糖无激素培养基中不同周期培养对内源激素含量及生产影响的研究，以解决脱毒苗栽培后生长慢、子芋数量多的问题，以期为槟榔芋的种苗繁育及规模化生产提供重要的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验所用品种为炭步文冈槟榔芋，由广州市花都区炭步镇文冈香芋合作社提供；所用的组培脱毒试管苗为已经继代增殖8代，株高不低于2 cm的单株试管苗，由广州市农业科学研究院生物技术研究所提供。

1.2 方法

试验于2021年3月至2023年11月进行。试管芋的诱导试验在广州市农业科学研究院花都基地组培实验室进行，育苗试验在广州市农业科学研究院花都基地大棚进行，种植栽培试验在广州市花都区炭步镇文冈香芋合作社芋头种植基地进行，前茬均为水稻。试验按照随机区组设计。

1.2.1 试管芋的诱导 将炭步文冈槟榔芋试管苗接种于不同蔗糖质量浓度（20、30、40、50、60、70、80、90和100 g·L-1）的MS无激素培养基中，卡拉胶质量浓度为6 g·L-1。培养条件为：光照度2000 lx，光照12 h·d-1，温度（28±2）℃，湿度65%。每个处理接种30瓶，每瓶接种10株，3次重复。每周对试管芋生长情况观察记录，培养60 d后利用游标卡尺和分析天平测量试管芋球茎的横径、纵径和鲜质量，每个处理组随机抽取20株测量。

1.2.2 育苗基质的筛选 为提高试管芋的育苗成活率，取蔗糖质量浓度为60 g·L-1的试管芋移栽育苗，按表1基质的体积配比，共5个处理，每个处理50株，3次重复，以普通试管生根苗的红壤土育苗为对照（CK1）。培养条件为25 ℃，光照度4000 lx，70% RH（空气相对湿度），移栽30 d后统计成活率。成活率/%=成活株数/育苗总数×100。

1.2.3 育苗时间研究 将蔗糖质量浓度为60 g·L-1试管芋分别于9、10、11、12月份的月初进行穴盘育苗，穴盘大小为50 mm×50 mm，共4个处理，每个处理育苗150株，3个重复。育苗1个月后全部移栽于育苗杯（100 mm）中继续培育，参照黄新芳等[12]的方法，待第2年3月初利用钢尺测定种苗高、基部直径、叶片的长度和宽度，每个处理随机抽取20株测量。测定完成后将不同月份培育的种苗下地栽培，株距25 cm，行距50～60 cm，种植100株，至10月底采收时统计母芋大小，每个处理随机抽取20株测量，3次重复，管理方式参考钟建勇等[13]的方法，以单球茎鲜质量100 g左右的子芋为对照（CK2），以此筛选出最佳的芋头脱毒种苗育苗时间。

1.2.4 试管芋形成过程中激素含量的测定 通过1.2.1筛选出炭步槟榔芋试管芋诱导的最适蔗糖质量浓度，在该蔗糖质量浓度条件下采用无激素的MS培养基分别进行1、2和3个周期的转接培养，共3个处理，每个处理接种20瓶，每瓶10株，3个重复。转接时去掉根部和黄叶，1个培养周期为45 d，培养条件同1.2.1，以继代增殖8代的试管苗（0）为对照（CK3）。取每个周期培养完成后的试管芋球茎（植株基部）为样品，随机选取5个球茎为1个样品，3个重复，用液氮速冻后送至南京瑞源生物技术有限公司采用酶联免疫法（ELISA）测定生长素（IAA）、细胞分裂素（CTK）、脱落酸（ABA）、赤霉素（GA）、茉莉酸甲酯（ME-JA）和油菜素内酯（BR）的含量。

1.2.5 试管芋培养周期对芋头生产的影响 将1.2.4中不同周期培养后的试管芋用清水清洗掉附着的培养基，然后按照1.2.2中最优的育苗基质配比育苗，每个培养周期的试管芋育苗150株，3次重复。育苗完成后按照1.2.3中的方法种植和栽培管理，每个培养周期种植100株，3个重复，以100 g子芋常规栽培为对照（CK4），至10月底采收时利用电子秤测量母芋鲜质量，并计数子芋数量，每个处理测量20株。