CN102763594A - 一种菊芋脱毒快繁的方法 - Google Patents

Abstract

一种菊芋脱毒快繁方法，主要步骤包括以幼嫩的腋芽或茎尖为外植体，经消毒处理后，转入芽诱导培养基，再将芽转入生根培养基，最后将完整植株进行炼苗和移栽。其中的芽诱导培养基，是在MS培养基的基础上加以改良并添加0.1mg·L^-1NAA和0.5mg·L^-16-BA，诱导出不定芽数量多，愈伤组织小，且无玻璃化和水渍化问题，获得的苗健壮、长势旺盛，可直接转入生根培养基，生根率达100%，试管苗成活率在90%以上，本发明不仅能达到菊芋苗脱毒的效果，而且提高了增值效率，缩短了生产周期，为菊芋的大规模化育苗提供了一条有效途径。

Description

一种菊芋脱毒快繁的方法

技术领域

本发明属于植物脱毒快繁领域，尤其涉及一种菊芋脱毒快繁的方法。 

背景技术

菊芋是菊科（Compositae）向日葵属中能形成地下块茎的栽培种，又称洋生姜、洋姜、鬼子姜等，学名Helianthus tuberosus L，在全球的热带、温带、寒带以及干旱、半干旱地区都有菊芋的分布和栽培，菊芋适应性强，喜温暖，但耐寒；喜湿润，但耐旱；喜肥沃，但耐贫瘠，耐盐碱。菊芋生物量鲜重一般达4~8吨/亩，其中地上部分产量为2~3吨/亩，地下块茎部分为2~5吨/亩。菊芋还被用于梯田和不牢固的沙地抗腐蚀保护植物篱，用于防护山体水土流失、固沙防风。菊芋全身都是宝，它是工业、食品、保健品和饮料等行业的重要原料。据测定，鲜菊芋块茎中含水80%左右，其余是干物质，蛋白质1.0%，粗纤维16.6%，灰分2.8%及一定量的维生素。其中，干物质的70%~80%是碳水化合物，其主要成份是菊粉(Inulin)。菊芋块茎中含有人体必需的氨基酸占0.09%、苏氨酸占0.8%、异亮氨酸占0.09%、蛋氨酸占0.09%、色氨酸占0.24%、组氨酸占0.06%、精氨酸占0.12%、苯丙氨酸占0.13%。全球已知含菊粉的植物有36000种，占植物总数的1/3左右，菊芋的含量排第一，含有16%~20%。茎杆含菊粉少一些，约占新鲜茎杆重量的5.6%。块茎中还含有蛋白质、脂肪、淀粉和钠、钾、钙、镁、铁等多种矿物元素，同时含有维生素A、B₁、B₂、C等。特别是人体所需要的8种“必需氨基酸”，菊芋就占6种。此外，人体中还有10余种其它氨基酸，菊芋中含有8种。菊芋块茎可利用现代生物技术制成菊粉、低聚果糖和超高果糖浆，这些都是当今保健食品全新的、多功能配料，是一种全水溶性的膳食纤维，同时还是人体肠道中双歧杆菌的增殖因子，具有特殊的保健和抗癌作用。菊芋块茎性味甘平、无毒、能利水去湿、和中益胃，具有清热解毒的功效。它是糖尿病、高血压病、肥胖病等患者的良好食品。此外，菊芋块茎还可进行酒精发酵，是一种新兴的有潜力的能源植物和经济作物。 

菊芋的繁殖方式有两种，一是通过受精作用形成合子胚的有性繁殖，二是通过地下块茎 的芽点进行无性繁殖。由于菊芋的结籽率和种子的萌发率极低，所以生产上的常规繁殖方式为块茎繁殖，但这种无性繁殖方式会随着培养代数的增加而造成病毒的积累从而导致品种劣化和产量降低，此外，在进行大规模种植时，需要消耗大量的种块茎，增加了种植成本。而组培快繁技术则成为了解决这些问题的有效途径，因此，很有必要实现菊芋的脱毒快繁，为其大规模生产提供技术保障。 

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是提供一种高效的菊芋快繁和脱毒的方法，该方法不受自然条件和地区差异的限制，繁殖系数高，速度快，与普通的脱毒快繁技术相比，本发明的芽诱导培养基诱导不定芽时间短，数量多，苗更健壮，无需再进行壮苗培养，简化了培养过程，且该方法对多个菊芋品种都适用。 

技术方案：一种菊芋脱毒快繁的方法，以菊芋腋芽或茎尖为外植体，经消毒处理后，转入芽诱导培养基进行试管苗培养，待芽长至2-3cm时再将芽转入生根培养基，当根长至3-4cm时将完整的试管苗进行炼苗和移栽田间。 

所述芽诱导培养基是以MS为基础培养基，内含30g·L^-1蔗糖，7g·L^-1琼脂，67g·L^-1菊芋块茎，0.1mg·L^-1NAA和0.5mg·L^-16-BA，pH为5.8。 

所述生根培养基以1/2MS为基础培养基，内含30mg·L^-1蔗糖，7mg·L^-1琼脂，还含有0.1mg·L^-1NAA或IBA，pH为5.6-5.7。 

试管苗的培养条件为，温度25-28℃，光照16h d^-1，光照强度1500-1800Lux。 

试管苗芽长至2-3cm时既可直接切下转接到生根培养基进行生根培养，无需壮苗培养，当根长至3-4cm时，既可进行炼苗培养，最后移栽到田间栽培。 

炼苗处理具体步骤如下：（1）松开试管瓶盖，2天；（2）加无菌水，2天；（3）半开试管瓶盖，3天；（4）全开试管瓶盖，降低光强至1500Lux，3天；（5）移至沙培，加强光照至1800Lux，5天；（6）转至有机基质，移至温室，当苗长至20-30cm时既可移栽到田间。 

有益效果：本发明所提供的一种菊芋脱毒快繁方法与现有技术相比，具有如下优点和积极效果： 

1）不受自然条件和地区差异的限制：常规繁殖方法受所在地区气候及地理条件的限制，如在东北地区，种植时间比菊芋正常的生长时间晚一个月，造成其无法完成整个生育期，造成产量的下降，而本发明是通过组织培养技术繁育的苗，不受气候条件的限制，可以在室内提前进行繁育，相当于缩短了菊芋在户外的生长时间，同时组培苗可以通过转接而长期保存， 一旦需要可以再次进入新一轮的培育； 

2）繁殖系数高，速度快，尤其是对菊芋新引进的品种和珍惜品种的繁衍极为有利，可以用很少的材料在短时间内实现该品种的大量扩繁； 

3）本发明可以对品种进行脱毒，防止种质退化，提高产量，栽培时无需种块茎，而培养基中加入的块茎没有严格要求，只需小块茎或生产中的下脚料既可，降低了种植成本； 

4）与普通的脱毒快繁技术相比，本发明的芽诱导培养基诱导不定芽时间短，数量多，苗更健壮，无需再进行壮苗培养，简化了培养过程，且该方法对多个菊芋品种都适用。 

5）其中的芽诱导培养基，是在MS培养基的基础上加以改良并添加0.1mg·L^-1NAA和0.5mg·L^-16-BA，诱导出不定芽数量多，愈伤组织小，且无玻璃化和水渍化问题，获得的苗健壮、长势旺盛，可直接转入生根培养基，生根率达100%，试管苗成活率在90%以上，本发明不仅能达到菊芋苗脱毒的效果，而且提高了增值效率，缩短了生产周期，为菊芋的大规模化育苗提供了一条有效途径。 

附图说明

图1脱毒苗生根情况； 

图2脱毒苗生长情况； 

图3脱毒苗和非脱毒苗长势比较。 

具体实施方式

实施例1： 

将收获的菊芋块茎置于4℃环境储存2个月后，切下芽点置于25-28℃的黑暗环境下进行沙培，待幼芽开始萌发后，转入光培养，当幼苗长至7-10cm时，剪下并去掉叶片，自来水冲洗一个小时后，再进行消毒处理：70%vt酒精浸洗30s，无菌水冲洗三遍，4%wt次氯酸钠浸洗5-7min，无菌水冲洗5遍。试管苗培养：切取茎尖和带腋芽的茎段，接入到芽诱导培养基，待不定芽长至2-3cm时，既可切取转入生根培养基进行生根诱导，最后将获得的完整试管苗经过炼苗后移栽到田间栽培管理。 

上述的芽诱导培养基是在MS基本培养基的基础上添加菊芋块茎获得的，具体操作如下：将菊芋块茎去皮切成约0.5cm³的小丁，以67g·L^-1的量直接添加到MS培养基中，其中还含有30g·L^-1蔗糖，7g·L^-1琼脂，0.1mg·L^-1α-萘乙酸（NAA）和0.5mg·L^-16-苄氨基腺嘌呤（6-BA），调整pH为5.8，116℃，30min灭菌。生根培养基为1/2MS培养基，内含30mg·L^-1蔗糖，7mg·L^-1 琼脂，还含有0.1mg·L^-1NAA或吲哚乙酸（IBA），pH调整为5.6-5.7，121℃，30min灭菌。试管苗的培养条件为：25-28℃，光照16h·d^-1，光照强度1500-1800Lux。试管型号为：高度100mm，直径80mm，体积350cm³，材质为PV材质。 

待试管苗生根至3-4cm时，既可进行炼苗处理，具体步骤如下：（1）松开试管瓶盖，2天；（2）加无菌水，2天；（3）半开试管瓶盖，3天；（4）全开试管瓶盖，降低光强至1500Lux，3天；（5）移至沙培，加强光照至1800Lux，5天；（6）转至有机基质培养，移至温室，当苗长至20-30cm时既可移栽到田间。有机基质按草炭388升、蛭石388升等量配成，并加入石灰粉4540克、过磷酸钙（P₂O₅%＝20%）908克、硝酸钾（N%=14%、P₂O₅%=0%、K₂O=44%）454克、螯合铁（10%wt铁）28克、硼酸水溶液（含硼酸17.48%wt）23克，硝酸钾和螯合铁需用热水化开洒入基质内，石灰石粉和过磷酸钙需碎后拌入基质里。温室温度控制在15-25℃，湿度60-70%。定植后的脱毒苗生长健壮整齐，长势旺盛且无病害，脱毒小苗表现与上代母株极大的一致性，同一品种的子苗长势整齐，各无性系之间仍保持原有品系的明显特征。 

本实施例对菊芋种块进行了脱毒，获得了脱毒苗，防止了种质退化，提高了菊芋产量，脱毒苗和非脱毒苗生长参数比较见表1，图示见说明书附图中的图3。 

表1脱毒苗和非脱毒苗生长参数比较 

实施例2： 

将实施例1中芽诱导培养基上所诱导的不定芽在长到5-6cm时切下，去掉叶片，切取带腋芽的茎段或茎尖作为外植体，再转入芽诱导培养基进行增值培养，连续增值5~10代后，再进行生根、炼苗，最后移栽田间，这批苗依然健壮并保持良好地生活力，其基本性状仍与最初的母株一致。具体实施效果见表2。 

表2脱毒苗和非脱毒苗生长参数比较 

实施例3 

一种菊芋脱毒快繁的方法，以菊芋腋芽或茎尖为外植体，经消毒处理后，转入芽诱导培养基进行试管苗培养，待芽长至2-3cm时再将芽转入生根培养基，当根长至3-4cm时将完整的试管苗进行炼苗和移栽田间。所述芽诱导培养基是以MS为基础培养基，内含30g·L^-1蔗糖，7g·L^-1琼脂，67g·L^-1的菊芋块茎，0.1mg·L^-1NAA和0.5mg·L^-16-BA，pH为5.8。所述生根培养基以1/2MS为基础培养基，内含30mg·L^-1蔗糖，7mg·L^-1琼脂，还含有0.1mg·L^-1NAA或IBA，pH为5.6-5.7。试管苗的培养条件为，温度25-28℃，光照16h d^-1，光照强度1500-1800Lux。试管苗芽长至2-3cm时既可直接切下转接到生根培养基进行生根培养，无需壮苗培养，当根长至3-4cm时，既可进行炼苗培养，最后移栽到田间栽培。炼苗处理具体步骤如下：（1）松开试管瓶盖，2天；（2）加无菌水，2天；（3）半开试管瓶盖，3天；（4）全开试管瓶盖，降低光强至1500Lux，3天；（5）移至沙培，加强光照至1800Lux，5天；（6）转至有机基质，移至温室，当苗长至20-30cm时既可移栽到田间。 

有机基质按草炭388升、蛭石388升等量配成，并加入石灰粉4540克、过磷酸钙（P₂O₅%＝20%）908克、硝酸钾（N%=14%、P₂O₅%=0%、K₂O=44%）454克、螯合铁（10%wt铁）28克、硼酸水溶液（含硼酸17.48%wt）23克，硝酸钾和螯合铁需用热水化开洒入基质内，石灰石粉和过磷酸钙需碎后拌入基质里。温室温度控制在15-25℃，湿度60-70%。 

Claims (6)

1.一种菊芋脱毒快繁的方法，其特征在于：以菊芋腋芽或茎尖为外植体，经消毒处理后，转入芽诱导培养基进行试管苗培养，待芽长至2-3cm时再将芽转入生根培养基，当根长至3-4cm时将完整的试管苗进行炼苗和移栽田间。

2.根据权利要求1所述的菊芋脱毒快繁的方法，其特征在于：所述芽诱导培养基是以MS为基础培养基，内含30g·L^-1蔗糖，7g·L^-1琼脂，67g·L^-1菊芋块茎，0.1mg·L^-1NAA和0.5mg·L^-16-BA，pH为5.8。

3.根据权利要求1所述的菊芋脱毒快繁的方法，其特征在于：所述生根培养基以1/2MS为基础培养基，内含30mg·L^-1蔗糖，7mg·L^-1琼脂，还含有0.1mg·L^-1NAA或IBA，pH为5.6-5.7。

4.根据权利要求1所述的菊芋脱毒快繁的方法，其特征在于：试管苗的培养条件为，温度25-28℃，光照16h d^-1，光照强度1500-1800Lux。

5.根据权利要求1所述的菊芋脱毒快繁的方法，其特征在于：试管苗芽长至2-3cm时既可直接切下转接到生根培养基进行生根培养，无需壮苗培养，当根长至3-4cm时，既可进行炼苗培养，最后移栽到田间栽培。

6.根据权利要求1所述的菊芋脱毒快繁的方法，其特征在于：炼苗处理具体步骤如下：（1）松开试管瓶盖，2天；（2）加无菌水，2天；（3）半开试管瓶盖，3天；（4）全开试管瓶盖，降低光强至1500Lux，3天；（5）移至沙培，加强光照至1800Lux，5天；（6）转至有机基质，移至温室，当苗长至20-30cm时既可移栽到田间。

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