[瑞昌野生山药种质资源调查及组织培养试验] 瑞昌山药

　　摘要：对瑞昌山药（Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ ｏｐｐｏｓｉｔａ Ｔｈｕｎｂ．） 野生资源进行了调查和人工驯化研究，据统计，瑞昌市薯蓣属（Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ Ｌ．）植物主要有１０种，其中最常见的种类是纤细薯蓣（Ｄ． ｇｒａｃｉｌｌｉｍａ Ｍｉｑ．）。瑞昌野生山药组织培养试验结果表明，最佳腋芽诱导培养基为ＭＳ＋６－ＢＡ １．５ ｍｇ／Ｌ＋ＮＡＡ １．０ ｍｇ／Ｌ，继代培养基以ＭＳ＋６－ＢＡ ０．５ｍｇ／Ｌ＋ＮＡＡ ０．５ ｍｇ／Ｌ效果较好，在1/2 ＭＳ＋ＮＡＡ ０．５～１．０ ｍｇ／Ｌ生根培养基中较易生根，生根培养基中添加０．２ ｇ／Ｌ的活性炭则生根效果更好。
　　关键词：山药；资源；组织培养；瑞昌
　　中图分类号：Ｓ６３２．１；Ｓ６０２．４；Ｑ９４３．１（564RC）文献标识码：Ａ文章编号：0439－８114（２０11）10－2060-04
　　
　　Ｒｕｉｃｈａｎｇ Ｗｉｌｄ Ｙａｍ Ｇｅｒｍｐｌａｓｍ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｔｉｓｓｕｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ
　　
　　ＳＨＵ Ｃｈａｎｇ－ｘｉｎｇ，ＰＥＮＧ Ｑｉｎ，ＦＵ Ｙｕ，ＧＡＮ Ｊｉｎ－ｌｉａｎ，Ｌ?� Ｌｕ，ＣＨＥＮ Ｙｅ
　　（Ｊｉｕｊｉａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｊｉｕｊｉａｎｇ ３３２０００， Ｊｉａｎｇｘｉ， Ｃｈｉｎａ）
　　
　　Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｏｍｅｓｔｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｒｕｉｃｈａｎｇ ｗｉｌｄ ｙａｍ （Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ ｏｐｐｏｓｉｔａ Ｔｈｕｎｂ．） ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ， ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ １０ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｆ Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ ｐｌａｎｔｓ ｉｎ Ｒｕｉｃｈａｎｇ， ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｏｍｍｏｎ ｓｐｅｃｉｅｓ ｗａｓ Ｄ． ｇｒａｃｉｌｌｉｍａ Ｍｉｑ．． The result of Ｒｕｉｃｈａｎｇ ｗｉｌｄ ｙａｍ ｔｉｓｓｕｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｍｅｄｉｕｍ ｆｏｒ ａｘｉｌｌａｒｙ ｂｕｄ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ＭＳ＋６－ＢＡ １．５ ｍｇ／Ｌ＋ＮＡＡ １．０ ｍｇ／Ｌ； Sｕｂｃｕｌｔｕｒｅ ｗａｓ ＭＳ ＋ ６－ＢＡ ０．５ ｍｇ／Ｌ＋ＮＡＡ ０．５ ｍｇ／Ｌ； Rｏｏｔｉｎｇ ｗａｓ ｅａｓｉｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｄｉｕｍ 1/2 ＭＳ＋ＮＡＡ ０．５～１．０ ｍｇ／Ｌ ｗｉｔｈ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ｏｆ ０．２ ｇ／Ｌ ａｃｔｉｖｅ ｃａｒｂｏｎ．
　　Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： yam（Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ ｏｐｐｏｓｉｔａ Ｔｈｕｎｂ．）； ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ； ｔｉｓｓｕｅ ｃｕｌｔｕｒｅ； Ｒｕｉｃｈａｎｇ
　　
　　瑞昌山药为山药（薯蓣，Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ ｏｐｐｏｓｉｔａ Ｔｈｕｎｂ．）的一个地方栽培品种，号称江南人参，为薯蓣科（Ｄｉｏｃｏｒｅａｃｅａｅ），薯蓣属（Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ Ｌ．）多年生的草质藤本植物，原产于江西省瑞昌市南阳乡一带，种植历史悠久，明朝就是重要的物产和药材。２００３年，瑞昌山药被评为江西省农业产业化２０个优质品牌农产品之一；２００６年，“独一支”牌瑞昌山药被评为“江西名牌”和“著名商标”；２００９年，瑞昌山药获国家农业部“农产品地理标志”认证，这标志着瑞昌山药的发展迈上了一个新台阶。但由于受种子质量参差不齐、种植水平差异性大、适种区域受限制、季节气候等因素的影响，使瑞昌山药的发展受到了一定的限制。试验通过对瑞昌市周边地区现存的野生山药种质资源进行调查，了解它们的形态分类、地理分布、栽培特性，分析其遗传多样性，挖掘潜在的育种价值，并进行了人工驯化和组织培养研究，为确定具有杂交优势的亲本提供理论依据，以便加快瑞昌山药的改良。
　　１瑞昌野生山药资源分布
　　１．１调查区概况
　　瑞昌市位于江西省北部，长江中游南岸。地理坐标为东经１１５°０６′３１″-１１５°４３′４５″，北纬２９°２３′０６＂-２９°５１′１１″，总面积１ ４２７．１３ ｋｍ２，地处幕阜山低山丘陵区。全年气候温和，四季分明，属亚热带湿润性气候区，年平均气温１７．５ ℃，年降雨量１ ７００ ｍｍ左右，年日照时数２ ０００ ｈ上下，年无霜期２４０～２６０ ｄ。优越的地理位置，充沛的雨量，温暖的气候，丰富的植物多样性，为山药等物种的生长提供了良好的自然环境。
　　１．２调查方法
　　调查于２００９年５月下旬到１０月上旬进行，先后多次对瑞昌市的薯蓣属植物资源进行了较系统的实地考察，采用野外采集法、访问调查法和直接观察法等研究方法，并查阅有关文献资料，对调查结果进行分析整理。
　　１．３瑞昌市薯蓣属植物分布
　　全世界约有６００种薯蓣属植物，主要分布在东南亚、非洲、中美洲及南美洲等热带和亚热带地区，少数分布于欧洲和北美洲。我国薯蓣属植物约有５５种、１１个变种、１个亚种，主要分布在长江以南的地区［１］。据统计，瑞昌市薯蓣属植物主要有１０种，详见表１，其中最常见的是纤细薯蓣（Ｄ． ｇｒａｃｉｌｌｉｍａ Ｍｉｑ．）。绵萆�（Ｄ．ｓｅｐｔｅｍｌｏｂａ Ｔｈｕｎｂ.）、蜀葵叶薯蓣（Ｄ． ａｌｔｈａｅｏｉｄｅｓ Ｒ．Ｋｎｕｔｈ）、黄独（Ｄ．ｂｕｌｂｉｆｅｒａ Ｌｉｎｎ．）等虽有分布，但是数量较少，需要加强保护。
　　２野生山药的人工驯化途径
　　２．１芦头繁殖
　　每年１０月下旬，当野生山药茎叶枯黄时挖取地下块根，将芦头（即块根上端有芽的１节）取下做繁殖材料。选择颈短、芽头饱满、粗壮、无病虫害、长１５～２０ ｃｍ的芦头，先置室内通风处，晾５～６ ｄ，使断面愈合，再用草绳捆成３０只１把，放入干燥、阴凉地方贮藏。贮藏至第二年春季取出栽种。需要注意的是长期采用芦头无性繁殖，易造成品种的退化。
　　２．２珠芽繁殖
　　每年１０月下旬采收野生山药时，及时摘取叶腋间又大又圆、饱满而无病虫的球形珠芽。摊置室内晾干后，装入竹篓内，置房内阴凉、通风、干燥处贮藏，冬季室温应保持在５℃以上。至翌年春季３月中下旬，在整好的苗床畦面上，按行距２５～３０ ｃｍ，开横沟，沟深５～７ ｃｍ，每隔１０ ｃｍ播入１个珠芽，覆盖细肥土，压实，再覆土与畦面齐平，浇一次透水即可［２］。到初冬枯苗时，挖出块根，选粗壮圆直的小块根贮藏做种，贮藏方法同前，第三年春季取出栽种。采用珠芽栽培进行复壮，有利于提高野生山药的产量与质量。
　　２．３组织培养
　　以野生山药带芽茎段或珠芽做外植体较易诱导腋芽的萌发生长，通过继代培养可以在短时间内大量增殖。国外这方面研究较早的有菊叶薯蓣（Ｄ． ｃｏｍｐｏｓｉｔａ Ｈｅｍｓｌ）、三角叶薯蓣（Ｄ． ｄｅｌｔｏｉｄｅａ Ｗａｌｌ．）的组织及细胞培养报道［３，４］；国内有蔡建荣［５］用福建省龙岩市大池镇山药茎节做外植体，研究了不同植物激素组合对芽诱导的影响，结果附加在６－ＢＡ ０．５ ｍｇ／Ｌ＋ＮＡＡ ０．５ ｍｇ／Ｌ、蔗糖含量为２０ ｇ／Ｌ的的ＭＳ培养基上再生植株的形成率高，芽体数目多，根系发达，繁殖系数较大。
　　３瑞昌野生山药的组织培养研究
　　３．１接种与消毒
　　把瑞昌野生山药块茎栽培在恒温培养室中，待新枝蔓长出１５ ｃｍ左右时开始取材。取下的材料用自来水冲洗３０ ｍｉｎ，剪去茎蔓叶片，取３～５ ｃｍ带节的茎段，用无菌水漂洗３～５ ｍｉｎ。在超净工作台上，将茎段放到已灭菌的小烧杯内。用７５％酒精浸泡３０ ｓ，然后用０．１％氯化汞溶液消毒５～１０ ｍｉｎ，再用无菌水冲洗３～５次，无菌滤纸吸干表面水分。用灭菌的刀片将茎段再切成１ ｃｍ左右的带节茎段。按极性方向竖插于培养基中。
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　　以ＭＳ为基本培养基，添加３０ ｇ／Ｌ蔗糖、７．５ ｇ／Ｌ琼脂和不同浓度的植物激素６－ＢＡ、ＮＡＡ，各处理植物激素配比的诱导培养基组合见表２。灭菌前调培养基ｐＨ值为５．８～６．０，在１２１ ℃下高压灭菌２０ ｍｉｎ。将瑞昌野生山药的带节茎段接种于表２中的各处理诱导培养基中，培养条件为温度２５ ℃±１ ℃，每日光照１２ ｈ。５ ｄ后叶腋处芽点开始萌发，继续培养至１２ ｄ，观察统计芽的诱导情况，结果见表２。从表２可见，诱导瑞昌野生山药腋芽的最佳植物激素配比是处理１０，也就是ＭＳ＋６－ＢＡ １．５ ｍｇ／Ｌ＋ＮＡＡ １．０ ｍｇ／Ｌ培养基。据观察，１０号培养基中腋芽伸长可达２ ｃｍ，其余培养基中的腋芽生长较弱，尤以１号培养基上的材料生长最差；将１号培养基中具有幼芽的材料转接于１０号培养基中，原有幼芽的生长速度则明显加快；２１ ｄ后，１０号培养基中腋芽的伸长达到了２～３ ｃｍ（图１）。
　　３．３继代培养
　　把瑞昌野生山药茎段启动诱导长成的单芽剪切成带１叶１芽的茎段，切除展开的叶片，接种到继代培养基中，继代培养基是在前述的诱导分化培养基中另外添加ＫＴ和２，４－Ｄ构成的，各处理激素配比的继代培养基组合见表３，培养３０～３５ ｄ后调查培养结果，具体见表３。从表３可见，在１７号、１８号培养基中，保持 ＫＴ ０．１～０．２ ｍｇ／Ｌ水平，ＮＡＡ浓度由１．０ ｍｇ／Ｌ增加到２．０ ｍｇ／Ｌ，则极易诱导丛生芽和多芽体的发生，且丛生芽、多芽体呈矮小密集状，增殖系数可达４倍以上；而使用６－ＢＡ和２，４－Ｄ配比的继代培养基难以达到增殖的目的。使用６－ＢＡ和ＮＡＡ配比时，发现高浓度会抑制芽的生长。使用２１号培养基继代培养３０～３５ｄ，增殖系数超过了３，并且小芽生长健壮，节间长短适宜，长势比１７号、１８号培养基理想。因此２１号培养基是瑞昌野生山药较为理想的继代培养基。
　　３．４生根培养
　　当继代培养基中瑞昌野生山药单株小苗达到４～５ ｃｍ长左右时，就可进行生根培养。生根培养基是在１／２ ＭＳ基本培养基中加入６－ＢＡ、ＮＡＡ和０．２ ｇ／Ｌ的活性炭所组成的，各生根培养基组合见表４。将瑞昌野生山药单株小苗转入生根培养基中，７～１４ ｄ后可长出白色的幼根。从表４可见， ６－ＢＡ不利于生根；ＮＡＡ浓度为０．５～１．０ ｍｇ／Ｌ的生根培养基对瑞昌野生山药的诱导生根是较为适宜的；在生根培养基中添加０．２ ｇ／Ｌ的活性炭，有利于生根，尤以２3号培养基的生根效果最好。
　　３．５试管苗的移栽
　　将生根的瑞昌野生山药组培苗移出恒温培养室，炼苗７ ｄ左右后，打开瓶盖１～２ ｄ，取出苗（不要伤根），洗净琼脂后移栽到育苗基质中，移栽前先浇透水，移栽后浇定根水，栽好后罩上塑料薄膜，第一周，每天用小喷雾器喷１／２ＭＳ培养液一次，７ ｄ后，揭去塑料薄膜，瑞昌野生山药试管苗适应外界环境的能力较强，７ ｄ后的成活率可在９０％以上。
　　４小结
　　试验结果表明，瑞昌野生山药组织培养的最佳腋芽诱导培养基为ＭＳ＋６－ＢＡ １．５ ｍｇ／Ｌ＋ＮＡＡ １．０ ｍｇ／Ｌ。继代培养基以ＭＳ＋６－ＢＡ ０．５ ｍｇ／Ｌ＋ＮＡＡ ０．５ ｍｇ／Ｌ效果较好，在１／２ ＭＳ＋ＮＡＡ ０．５～１．０ ｍｇ／Ｌ生根培养基中较易生根，生根培养基中添加０．２ ｇ／Ｌ的活性炭则生根效果更好。不过这个结果与蔡建荣的试验结果［５］有较大的差异，这可能与山药的种类不同有较大的关系。
　　
　　参考文献：
　　［１］ 徐有明，李双来，郭治成，等． 薯蓣属植物基础研究进展与开发利用［Ｊ］． 湖北林业科技，２００５（３）：３７－４１．
　　［２］ 罗兆昌，罗志敏，王云向，等． 野山药的驯化栽培［Ｊ］． 云南农业，２００８（４）：１７．
　　［３］ ＳＥＤＩＧＥＨ Ａ， ＳＩＮＣＬＡＩＲ Ｈ Ｍ， ＡＮＡ Ｍ Ｖ． Ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｓｈｏｏｔ ｃｕｌｔｕｒｅｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｔｕｂｅｒ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｅｒｏｉｄ ｙａｍ Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ ｃｏｍｐｏｓｉｔａ Ｈｅｍｓｌ ［Ｊ］． Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ Ｔｉｓｓｕｅ ａｎｄ Ｏｒｇａｎ Ｃｕｌｔｕｒｅ，１９９８，５３（２）：１０７－１１２．
　　［４］ ＪＡＳＩＫ Ｊ， ＭＡＮＴＥＬＬ Ｓ Ｈ． Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｊａｓｍｏｎｉｃ ａｃｉｄ ａｎｄ ｉｔｓ ｍｅｔｈｙｌｅｓｔｅｒ ｏｎ ｉｎ ｖｉｔｒｏ ｍｉｃｒｏ ｔｕｂｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｆｏｏｄ ｙａｍ（Ｄｉｏｓｃｏｒｅａ） ｓｐｅｃｉｅｓ［Ｊ］． Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ Ｒｅｐｏｒｔ，２０００，１９（９）：８６３－８６７．
　　［５］ 蔡建荣． 山药茎节间部组织培养及移栽技术研究［Ｊ］． 江西农业学报，２００６，１８（４）：１０８－１０９．
　　
　　注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
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