CN1860858A

CN1860858A - 用于高效规模化生产魔芋试管球茎的生产方法

Info

Publication number: CN1860858A
Application number: CN 200610010695
Authority: CN
Inventors: 谢庆华; 谢世清; 张云峰; 严胜柒; 桑林
Original assignee: Yunnan Normal University
Current assignee: Yunnan University YNU; Yunnan Normal University
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2006-11-15
Anticipated expiration: 2026-02-20
Also published as: CN100469238C

Abstract

本发明是用于高效规模化生产魔芋试管球茎的培植方法。将魔芋试管苗在无菌条件通过切割形成叶柄切段、叶片切片或整个叶片，分别置入特定的培养基中，在特定的条件下直接形成试管球茎，该试管球茎可以是魔芋试管微球茎(叶柄基部膨大所形成的球茎)或试管气生球茎(叶片表面所结球茎)，两种球茎可直接作为魔芋栽培的种源。该方法诱导生产率高，诱导生产周期短，可以进行规模化生产。所得的试管微球茎可用作魔芋栽培的种源。

Description

用于高效规模化生产魔芋试管球茎的生产方法

技术领域

本发明涉及魔芋栽培用种的生产技术，具体地说是用于高效规模化生产魔芋试管球茎的生产方法。

背景技术

魔芋(Amorphophallus Blume)属为多年生草本植物，在植物界属被子植物门、单子叶植物纲、天南星科(Araceae)。由于该属部分物种中所含的葡甘聚糖具有广泛的开发应用价值，因此魔芋栽培及其加工的研究引起人们的广泛关注。

魔芋在自然条件下可以开花、结实，只是在形成的果实中不是包含真正的种子，而是由胚源细胞提早分化形成的小球茎。在自然条件下，从种植到开花需要的时间较长，且利用这种球茎进行栽培，由于累积膨大系数低，形成商品芋或商品种的周期长，因而这种球茎一般不在生产中采用。规模化魔芋栽培中多采用无性繁殖的球茎、鞭芋、根状茎作为栽培种源，这些无性繁殖器官极易将病原菌传递给后代，造成后代植株生长缓慢、发病率高，而且一般繁殖倍数只有2-6倍，优良魔芋种的推广缓慢。

利用植物组织培养培育试管苗是进行魔芋繁殖、生产无毒种芋、恢复优良种性的有效手段，但魔芋组培苗的生产成本高、移栽成活率低，限制了魔芋组培苗的应用。近年来我国相关的实验室利用魔芋组培技术在试管中诱导出魔芋试管芋，并申请了专利。中国专利申请号CN02155216.9，公开号CN1422526，公开了魔芋试管芋的繁殖方法；中国专利申请号CN03135572.2，公开号1493186，公开了魔芋试管芋繁殖技术。在此两项专利中，前者利用魔芋球茎、鳞芽、叶柄组织离体诱导试管不定芽，在适宜培养条件下不经成苗阶段直接使其基部膨大充实为小球茎(即试管微型芋)；后者通过在生根培养基中添加多效唑，使组培苗在生根的同时块茎膨大，当小球长至2-4g时，进行暗培养，组培苗在培养瓶内倒苗时，形成成熟小球茎。两项专利对魔芋的试管芋和微型芋进行了深入的研究，在一定程度解决了魔芋组培物规模化栽培的成活率难题。但两者共同存在的问题是诱导周期长，前者需要将各种魔芋外植体诱导出不定芽，将不定芽切离外植体，再将不定芽放到诱导培养基中诱导形成试管微型芋，后者需要将形成的不定芽切离外植体，通过生根培养，在生根培养中通过添加多效唑，诱导形成微型芋，而且后者形成的微型芋个体小(2-4g)，不利于储藏。

发明内容

本发明的目的是提供一种更为高效、更为实用的用于高效规模化生产魔芋试管球茎的生产方法。在魔芋试管微球茎生产过程中不需要经过成苗阶段或不定芽诱导阶段，而直接诱导形成试管微球茎。

本发明的魔芋试管微球茎规模化生产方法，由魔芋试管苗制备、魔芋试管苗切割、试管微球茎诱导程序构成，以脱毒试管苗的各个组成部分(叶片、叶柄及整珠)为材料，在特定组合的培养基中及在特定培养条件下，高效诱导出魔芋的试管微球茎和试管气生球茎，两种球茎可直接作为魔芋栽培的种源。

具体通过以下步骤实现：将魔芋试管苗在无菌条件通过切割形成叶柄切段、叶片切片或整个叶片，分别置入特定的培养基中，在特定的条件下直接形成试管微球茎或试管气生球茎，魔芋试管苗制备按现有技术制备，在无菌条件下，将魔芋试管苗按以下三种方法处理：

1)用魔芋试管苗的叶片切为长条形，每条含有至少一条侧脉或部分中脉，叶片切条的诱导培养基为修改的MS(固体)培养基，MS培养基的修改为：肌醇(从100mg/l提高到)500mg/l，硝酸氨(从1650mg/l降低到)1250mg/l，硝酸钾(从1900mg/l降低到)1400mg/l，同时补充谷氨酰氨80mg/l；在修改MS培养基中添加0.3-2.0mg/lKT(激动素)、0.5-1.2mg/lNAA(奈乙酸)、0-0.05mg/lGA₃(赤霉素)、3-10％蔗糖、1-3％甘露醇和0.4-0.8％琼脂；将叶片切条插入该培养基中，侧脉或中脉与培养基接触的部位膨大形成愈伤，随着愈伤的膨大，在愈伤表面会形成不定芽，随后在形成不定芽的部位，随不定芽生长会形成一个凹陷，凹陷部位细胞分裂后向四周扩展将愈伤包裹，形成在形态上与魔芋球茎外形一致的小球茎(试管微球茎)，收获时将不定芽切出，即得到试管微球茎，不定芽作为试管苗继续用于试管微球茎诱导生产。

2)在修改的MS培养基(MS培养基的修改按上述)添加0.5-1.0mg/lKT、0.2-1.0mg/lNAA、0-0.05mg/lGA₃、3-10％蔗糖、2-5％甘露醇和0.4-0.8％琼脂形成的固化培养基，叶柄切段平放于该培养基表面，叶柄切段的两端膨大形成愈伤，随着愈伤的膨大，在愈伤表面会形成不定芽，随后在形成不定芽的部位，随不定芽生长会形成一个凹陷，凹陷部位细胞分裂后向四周扩展将愈伤包裹，形成在形态上与魔芋球茎外形一致的小球茎(试管微球茎)，收获时将不定芽切出，即得到试管微球茎，不定芽作为试管苗继续用于试管微球茎诱导生产。

3)在修改的MS培养基(MS培养基的修改按上述)添加1.5-3.0mg/lKT、1.0-3.0mg/lNAA、3-10％蔗糖、2-5％甘露醇和0.4-0.8％琼脂形成的固化培养基，从魔芋试管苗的叶柄基部将叶切下，整个叶插入该培养基中，叶柄与叶片接触的叶柄部位发生膨大、形成裂口，裂口形成愈伤，随后在魔芋掌状半裂复叶的掌状脉叶脉汇集部位形成一个或多个小愈伤，随后叶柄裂口的愈伤逐步消失，而掌状脉叶脉汇集部位形成的小愈伤逐步长大，形成与自然条件下所形成的气生球茎在形态上完全一致的试管气生球茎。

本发明通过对魔芋外植体培养所形成的试管苗进行不同方式的切割，而且不经不定芽诱导或生根培养，直接在诱导培养基中诱导出魔芋的试管微球茎和试管气生球茎，其诱导生产率高，诱导生产周期短，可以进行规模化生产。一个魔芋生产芋或魔芋苗，一年可以生产魔芋试管微球茎或魔芋试管气生球茎5000-8000个。

具体实施方式

实施例1：

用魔芋试管苗的叶片切为长条形，每条含有至少一条侧脉或部分中脉，用于试管微球茎的诱导，叶片切条的诱导培养基为修改的MS培养基，MS培养基的修改为：肌醇从100mg/l提高到500mg/l，硝酸氨从1650mg/l降低到1250mg/l，硝酸钾从1900mg/l降低到1400mg/l，同时补充谷氨酰氨80mg/l，在修改MS培养基中添加0.3mg/lKT(激动素)、0.5mg/lNAA(奈乙酸)、3％蔗糖(占培养基总量的百分比，以下均同)、1％甘露醇和0.4％琼脂形成固化培养基；将叶片切条插入该培养基中，侧脉或中脉与培养基接触的部位膨大形成愈伤，随着愈伤的膨大，在愈伤表面会形成不定芽，随后在形成不定芽的部位，随不定芽生长会形成一个凹陷，凹陷部位细胞分裂后向四周扩展将愈伤包裹，形成在形态上与魔芋球茎外形一致的小球茎(试管微球茎)，收获时将不定芽切出，即得到试管微球茎，不定芽作为试管苗继续用于试管微球茎诱导生产。试管微球茎可作为魔芋栽培的种芋。

实施例2：

与实施例1不同的是，在叶片切条的诱导培养基(修改的MS培养基，与实施例1的MS修改培养基相同)中添加2.0mg/lKT(激动素)、1.2mg/lNAA(奈乙酸)、0.05mg/lGA₃(赤霉素)、10％蔗糖、3％甘露醇和0.8％琼脂；以下步骤与实施例1相同。

实施例3：

从魔芋试管苗的叶片基部将叶柄切下，叶柄切为长度为0.5-1.5cm的小段，用于试管微球茎的诱导，叶柄切段的诱导培养基为修改的MS培养基，与实施例1的MS修改培养基相同，在修改的MS培养基中添加0.5mg/lKT、0.2mg/lNAA、3％蔗糖、5％甘露醇和0.8％琼脂形成固化培养基，叶柄切段平放于该培养基表面，叶柄切段的两端膨大形成愈伤，随着愈伤的膨大，在愈伤表面会形成不定芽，随后在形成不定芽的部位，随不定芽生长会形成一个凹陷，凹陷部位细胞分裂后向四周扩展将愈伤包裹，形成在形态上与魔芋球茎外形一致的小球茎(试管微球茎)，收获时将不定芽切出，即得到试管微球茎，试管微球茎可作为魔芋栽培的种芋，不定芽作为试管苗继续用于试管微球茎诱导生产。

实施例4：

与实施例3不同的是，在叶柄切段的诱导培养基(修改的MS培养基，与实施例1的MS修改培养基相同)中，添加1.0mg/lKT、1.0mg/lNAA、0.05mg/lGA₃、10％蔗糖、5％甘露醇和0.8％琼脂形成固化培养基，以下步骤与实施例3相同。

实施例5：

从魔芋试管苗的基部将叶切下，用于试管微球茎的诱导，整叶的诱导培养基为修改的MS培养基，与实施例1的MS修改培养基相同；在修改的MS培养基中添加1.5mg/lKT、1.0mg/lNAA、3％蔗糖、2％甘露醇和0.4％琼脂形成固化培养基，用于魔芋试管微球茎的诱导生产；将整个叶插入固化培养基中，叶柄与叶片接触的叶柄部位发生膨大、形成裂口，裂口内形成愈伤，随后在魔芋掌状半裂复叶的掌状脉叶脉汇集部位形成一个或多个小愈伤，随后叶柄裂口的愈伤逐步消失，而掌状脉叶脉汇集部位形成的小愈伤逐步长大，形成与自然条件下所形成的气生球茎在形态上完全一致的试管气生球茎，试管气生微球茎可作为魔芋栽培的种芋。

实施例6：

与实施例3不同的是，在整叶的诱导培养基(修改的MS培养基，与实施例1的MS修改培养基相同)中添加3.0mg/lKT、3.0mg/lNAA、10％蔗糖、5％甘露醇和0.8％琼脂形成固化培养基，以下步骤与实施例5相同。

Claims

1、一种用于高效规模化生产的魔芋试管微球茎培植方法，其特征在于将魔芋试管苗在无菌条件通过切割形成叶柄切段、叶片切片或整个叶片，分别置入特定的培养基中，在特定的条件下直接形成试管微球茎或试管气生球茎，两种球茎可直接作为魔芋栽培的种源。

2、根据权利要求1所述的用于高效规模化生产的魔芋试管微球茎培植方法，其特征在于：用魔芋试管苗的叶片切为长条形，每条含有至少一条侧脉或部分中脉；诱导培养基为修改的MS培养基，即：肌醇500mg/l，硝酸氨1250mg/l，硝酸钾1400mg/l，同时补充谷氨酰氨80mg/l，在修改MS培养基中添加0.3-2.0mg/l KT、0.5-1.2mg/l NAA、0-0.05mg/l GA₃、3-10％蔗糖、1-3％甘露醇和0.4-0.8％琼脂形成固化培养基；将叶片切条插入该培养基中，侧脉或中脉与培养基接触的部位膨大形成愈伤，随着愈伤的膨大，在愈伤表面会形成不定芽，随后在形成不定芽的部位，随不定芽生长会形成一个凹陷，凹陷部位细胞分裂后向四周扩展将愈伤包裹，形成在形态上与魔芋球茎外形一致的小球茎，收获时将不定芽切出，即得到试管微球茎。

3、根据权利要求1所述的用于高效规模化生产的魔芋试管微球茎培植方法，其特征在于：从魔芋试管苗的叶片基部将叶柄切下，叶柄切为长度为0.5-1.5cm的小段，诱导培养基为修改的MS培养基，即：肌醇500mg/l，硝酸氨1250mg/l，硝酸钾1400mg/l，同时补充谷氨酰氨80mg/l，在修改的MS培养基中添加0.5-1.0mg/l KT、0.2-1.0mg/l NAA、0-0.05mg/l GA₃、3-10％蔗糖、2-5％甘露醇和0.4-0.8％琼脂形成的固化培养基，将切段叶柄平放于该培养基表面，叶柄切段的两端膨大形成愈伤，随着愈伤的膨大，在愈伤表面会形成不定芽，随后在形成不定芽的部位，随不定芽生长会形成一个凹陷，凹陷部位细胞分裂后向四周扩展将愈伤包裹，形成在形态上与魔芋球茎外形一致的小球茎，收获时将不定芽切出，即得到试管微球茎。

4、根据权利要求1所述的用于高效规模化生产的魔芋试管微球茎培植方法，其特征在于：从魔芋试管苗的叶柄基部将叶切下，诱导培养基为修改的MS培养基，即：肌醇500mg/l，硝酸氨1250mg/l，硝酸钾1400mg/l，同时补充谷氨酰氨80mg/l，在修改的MS培养基中添加1.5-3.0mg/l KT、1.0-3.0mg/lNAA、3-10％蔗糖、2-5％甘露醇和0.4-0.8％琼脂形成的固化培养基，将整个叶插入该培养基中，叶柄与叶片接触的叶柄部位发生膨大、形成裂口，裂口形成愈伤，随后在魔芋掌状半裂复叶的掌状脉叶脉汇集部位形成一个或多个小愈伤，随后叶柄裂口的愈伤逐步消失，而掌状脉叶脉汇集部位形成的小愈伤逐步长大，形成与自然条件下所形成的气生球茎在形态上完全一致的试管气生球茎。