李麗紅，華樹妹，陳芝華，李 清，鄧才生，黃哲鴻

（三明市農(nóng)業(yè)科學研究院，福建 沙縣 365051）

褐苞薯蕷（Dioscorea persimilis）為薯蕷科薯蕷屬植物，我國南方各地均有栽培，俗稱“薯仔”“小薯”等。褐苞薯蕷在廣西、福建、海南等地被作為山藥地區(qū)習用品，藥用與食用由來已久[1]，早在宋代的《圖經(jīng)本草》就有記載。福建及廣西已將褐苞薯蕷收入地方藥材標準，在國內(nèi)外廣泛使用[2-3]。褐苞薯蕷營養(yǎng)豐富，富含淀粉、蛋白質(zhì)、氨基酸、多種礦質(zhì)元素及膳食纖維，具有健脾養(yǎng)胃、補肺氣、益腎精、滋補強壯的功能。近年來，一些學者就其化學成分及藥理活性成分進行了研究[4]，進一步揭示了其作為山藥食用和藥用的依據(jù)。因此，褐苞薯蕷的需求量進一步增加，與其相關(guān)的研究也越來越受到重視。

褐苞薯蕷為無性繁殖植物，長期無性繁殖導致一些優(yōu)良品種嚴重退化，迫切需要對其進行改良。目前，山藥生產(chǎn)中主要通過零余子繁殖復壯技術(shù)保存山藥品種，但褐苞薯蕷類型山藥具有不結(jié)實零余子的特性，無法通過此方法復壯。筆者所在團隊多年來一直致力于褐苞薯蕷類型山藥品種的改良和復壯研究，且前期研究表明，組培的方法可以有效改善褐苞薯蕷的品質(zhì)并提高產(chǎn)量[5]。但由于組培苗出瓶受季節(jié)限制，移栽還需要一定的設(shè)施和技術(shù)，且栽植過程繁瑣、時間長、運輸不便，這些因素大大限制了組培復壯技術(shù)在生產(chǎn)上的應用與推廣。離體培養(yǎng)試管薯，將試管薯作為營養(yǎng)繁殖器官直接提供給農(nóng)戶，可能是解決這一問題的有效方法。自1988 年，Vander Zaay 第一次明確試管薯的定義后，試管薯已逐步應用于馬鈴薯種質(zhì)資源保存、交換，無毒種薯的生產(chǎn)、運輸以及基因工程研究中基因轉(zhuǎn)移的受體等[6]，但國內(nèi)關(guān)于山藥試管薯誘導形成的研究起步較晚。2000 年，以李明軍為首的科研團隊首次報道了懷山藥微型塊莖的離體誘導方法[7]，并相繼研究了2,4-D、NAA、PP333、KT、6-BA 以及碳源、氮源和光質(zhì)等因素對懷山藥微型塊莖誘導形成的影響。之后也有學者針對腳板薯微型塊莖[8]和山薯試管零余子[9-10]開展誘導研究，但對褐苞薯蕷試管薯的研究較少。在試管薯誘導研究中，也未見關(guān)于糖與活性炭互作對山藥試管薯誘導影響的相關(guān)報道，而在馬鈴薯[11]和懷山藥[12]試管薯誘導過程中均有研究表明，作為碳源的蔗糖與白砂糖誘導效果差異不顯著，用白砂糖取代蔗糖，可以降低生產(chǎn)成本，更有利于微型塊莖繁殖技術(shù)的普及和推廣。因此，筆者以清流雪薯和明溪淮山2個褐苞薯蕷類型山藥品種為試驗材料，研究活性炭與白砂糖互作對試管薯誘導的影響，以期獲得最佳的白砂糖與活性炭用量，為下一步研究工作提供依據(jù)，也為優(yōu)良山藥品種的改良及試管薯的推廣應用提供理論支撐。

1 材料與方法

以三明市農(nóng)業(yè)科學研究院旱作研究所繼代培養(yǎng)的清流雪薯和明溪淮山組培試管苗為材料。選取整齊度一致、生長健壯的瓶苗，在無菌條件下，從距試管苗頂部3 cm 處切下，一般為2 葉一心，將其直接接種到試管薯誘導培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)。誘導培養(yǎng)基以MS+KT 2.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L 為基本培養(yǎng)基，分別添加不同量的白砂糖（40、50、60、70、80 g/L）及活性炭（0.5、1.0 g/L），瓊脂4.5 g/L，pH 值5.8～6.0，在121℃條件下高壓滅菌20 min。每瓶接種8 株組培試管苗，每個處理接種3 瓶，重復3 次；培養(yǎng)室溫度為（25±2）℃，光照時間為14 h/d。培養(yǎng)120 d，統(tǒng)計每株結(jié)薯數(shù)量、試管薯誘導率（即：試管薯的個數(shù)/接種莖段的個數(shù)×100%）、單薯重（重量＜0.1 g 的忽略不計）、不同等級試管薯數(shù)量（Ⅰ級：重量＞1.0 g；Ⅱ級：0.5～1.0 g；Ⅲ級：0.3～0.5 g；Ⅳ級：＜0.3 g）。

采用Microsoft Excel 2013 軟件和DPS 7.05 數(shù)據(jù)分析軟件整理和分析數(shù)據(jù)，采用LSD 判別法進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度活性炭與白砂糖互作對清流雪薯試管薯誘導的影響

從表1 可以看出，活性炭1.0 g/L、白砂糖40 g/L時，清流雪薯試管薯誘導率最高，達87.5%，效果最佳。當活性炭為0.5 g/L 時，隨著白砂糖添加量的增加，清流雪薯試管薯誘導率未呈現(xiàn)明顯變化規(guī)律，但Ⅰ級薯率和單薯重呈上升趨勢，并在白砂糖70 g/L 時，單薯重達到最高，隨后下降?；钚蕴刻砑恿?.0 g/L 的各處理單薯重均高于活性炭0.5 g/L 的相應處理，Ⅳ級薯率也均低于活性炭0.5 g/L 的相應處理，說明用相同質(zhì)量濃度的白砂糖為碳源，適當增加活性炭的用量可以促進試管薯的增大。

表1 不同濃度活性炭與白砂糖互作對清流雪薯試管薯誘導的影響

方差分析結(jié)果（表2）表明，不同濃度活性炭對清流雪薯單薯重的影響極顯著（P＜0.01），對Ⅱ級薯率、Ⅳ級薯率影響顯著（P＜0.05）；不同濃度的白砂糖僅對Ⅰ級薯率的影響顯著。活性炭與白砂糖互作對清流雪薯試管薯的誘導率、單薯重、Ⅰ級薯率、Ⅱ級薯率、Ⅲ級薯率、Ⅳ級薯率的影響均達極顯著水平（P＜0.01 或P＜0.001）。

表2 不同濃度活性炭與白砂糖互作對清流雪薯試管薯誘導影響的顯著性測驗

2.2 不同濃度活性炭與白砂糖互作對明溪淮山試管薯誘導的影響

從表3 中可以看出，活性炭添加量為 0.5 g/L 時，隨著白砂糖添加量的增加，明溪淮山試管薯的誘導率呈先上升后下降的趨勢。當活性炭添加量為1.0 g/L時，隨著白砂糖添加量的增加，明溪淮山試管薯的誘導率無明顯變化規(guī)律，單薯重在白砂糖添加量為40～70 g/L之間時，呈明顯上升趨勢，但當白砂糖添加量達到80 g/L 時，單薯重急劇下降，其原因是由于該處理在植株上部葉腋間形成許多圓球形的氣生塊莖，體積小、重量輕，大大降低了單薯重。明溪淮山在活性炭1.0 g/L、白砂糖80 g/L 時，試管薯誘導率最高，與活性炭0.5 g/L、白砂糖60 g/L 處理之間差異不顯著，但活性炭0.5 g/L、白砂糖60 g/L 處理的單薯重顯著重于活性炭1.0 g/L、白砂糖80 g/L 處理的，故明溪淮山在活性炭0.5g/L、白砂糖60 g/L 時效果最佳。

表3 不同濃度活性炭與白砂糖互作對明溪淮山試管薯誘導的影響

方差分析結(jié)果（表4）表明，不同濃度活性炭、不同濃度白砂糖對明溪淮山各結(jié)薯指標的影響均不顯著，但活性炭與白砂糖互作對試管薯的單薯重、Ⅱ級薯率、Ⅲ級薯率、Ⅳ級薯率的影響均達極顯著水平（P＜0.001）。

表4 不同濃度活性炭與白砂糖互作對明溪淮山試管薯誘導影響的顯著性測驗

3 討 論

前人研究表明，KT 和NAA 是誘導懷山藥試管薯的最優(yōu)組合，不但誘導率高，且單株數(shù)量也最多[7]。周志林等[13]的研究也證實了這一點，且進一步研究表明，在KT 濃度不變的情況下，隨著生長素濃度的增加，試管薯體積增大且誘導率增高。但筆者的研究中，KT 和NAA 激素組合對試管薯誘導效果不佳，其主要原因可能是由于種間基因型差異造成的；這與試驗中清流雪薯試管薯的誘導率明顯高于明溪淮山試管薯誘導率的結(jié)論一致，也就是說不同種之間對同一誘導因素的反應不同，同種之間不同品系及品種的誘導條件也不盡相同。因此，關(guān)于激素對褐苞薯蕷試管薯誘導的影響還需進一步研究。

糖類作為碳源和能源，為試管苗的生長發(fā)育及微型塊莖的誘導形成提供了碳架和能量[14]，無糖條件下無微塊莖形成[12]，但不同種和品種的山藥試管薯適宜誘導的糖濃度不同。李明軍等[12]研究表明，無論碳源為白砂糖還是蔗糖，在微型塊莖形成的過程中，碳源添加量為30、60 g/L 處理的微型塊莖數(shù)量始終高于90、120 g/L 處理的，其中以60 g/L 的效果最佳，這與筆者研究中明溪淮山的最佳糖用量相一致。清流雪薯的最佳糖用量為40 g/L，與水山藥“九斤黃”[13]的用量相當（50 g/L），而與山薯[15]的適宜用量相差較大（75 g/L），其原因除基因型外，還與試驗采用的誘導培養(yǎng)基及培養(yǎng)方式有關(guān)。林紅等[8]的研究表明，隨著蔗糖濃度的升高，大薯微塊莖誘導率呈先升高后降低的趨勢。筆者的研究中白砂糖添加量與明溪淮山試管薯誘導率之間具有相同趨勢，而白砂糖添加量與清流雪薯試管薯誘導率之間無明顯相關(guān)關(guān)系，但2 個品種的單薯重均在一定范圍內(nèi)隨白砂糖添加量的增加而呈明顯上升趨勢，這與韓曉勇等[16]的結(jié)論有相似之處。

不同品種對高糖的反應不一致，當活性炭為1.0 g/L、白砂糖達到50 g/L 時，在清流雪薯組培苗的基部形成一些類似愈傷的白色組織，并不形成試管薯，從而降低了試管薯誘導率，這說明高糖并不利于清流雪薯結(jié)薯，反而促進其基部愈傷組織的形成，其原因可能是KT 和高濃度糖共同作用的結(jié)果。前人有研究表明，在含相同濃度相同種類的生長素時，KT 有利于愈傷組織的誘導和分化[17]，另有研究表明蔗糖濃度的提高有利于愈傷組織的誘導[18]，這與該試驗中發(fā)生的現(xiàn)象相吻合。當白砂糖達到80 g/L 時，明溪淮山腋芽點形成許多體積小、重量輕的芽球，其原因不明，還有待進一步研究。前人也曾有研究表明，高濃度蔗糖（80 g/L）有利于山薯試管零余子的發(fā)生和形成，低濃度蔗糖則有利于試管薯的誘導形成[9]，與該試驗發(fā)生的現(xiàn)象相吻合。

活性炭對誘導馬鈴薯試管薯具有明顯效果[19-20]，主要表現(xiàn)在增加了試管薯的薯重和數(shù)量。該試驗中活性炭用量的增加對提高褐苞薯蕷試管薯的薯重有促進作用，但對增加試管薯數(shù)量無明顯作用。其原因可能是由于活性炭的增加，促進了根系的生長，提高了植株對培養(yǎng)基營養(yǎng)成分的利用率，促進了植株體內(nèi)蛋白質(zhì)和糖分的合成。尤其對褐苞薯蕷來講，組培過程中褐化現(xiàn)象嚴重，加入活性炭可以減輕褐化，減少有害物質(zhì)的侵害，對改善誘導體系環(huán)境、促進植株生長發(fā)育有良好作用，但不同的活性炭含量在體系中的作用不一致，只有在某一特定的含量才能最有效發(fā)揮作用。該研究中，清流雪薯的活性炭適宜用量為1.0 g/L，明溪淮山的活性炭適宜用量為0.5 g/L。