白魔芋種子發(fā)芽過程中的生理生化研究.pdf

1、魔芋(Elephant-footyan，Konjac)別名磨芋、蒟蒻，是子單葉植物綱(Monocotyledoeae)天南星科(Araceae)魔芋屬(AmorphophallusBlume)多年生草本植物，主要分布于亞洲印度、中南半島和云南為主的中國南部及東南亞。目前，全世界共發(fā)現(xiàn)魔芋屬植物163種。我國已發(fā)現(xiàn)并命名的有21種，其中9種為我國特有，主要分布于秦嶺以南各省市區(qū)的山區(qū)和高原。我國大面積栽培有2個種，花魔芋(A，konjac

2、K.Koch)和白魔芋(A.albusLiuetChen)，兩者均為葡甘聚糖型，其中白魔芋是劉佩瑛、陳勁楓于1984年發(fā)現(xiàn)并命名的新種，為中國特有，是我國的主栽種之一，自然分布區(qū)主要在我國金沙江河谷地帶，四川省南部及云南省北部。 白魔芋繁殖方式分為自然繁殖和人工繁殖，自然繁殖主要包括球莖、根狀莖無性器官的繁殖和有性實生種子繁殖；人工繁殖主要包括組織培養(yǎng)和切塊繁殖、去頂芽繁殖等無性繁殖方式。由于魔芋長期采用無性繁殖，其后代的退化極

3、為嚴(yán)重，直接影響到魔芋的產(chǎn)量和品質(zhì)。而利用魔芋實生種子繁殖，不僅可以發(fā)揮雜種優(yōu)勢，增強抗病能力，提高繁殖系數(shù)，還可以防止種芋退化，是解決魔芋種芋無病毒繁殖和防止種性退化的有效途徑。但是，由于魔芋實生種子在自然條件下休眠期較長，出苗率極低(農(nóng)民播種出苗率低于30﹪)，在生產(chǎn)上難以直接應(yīng)用。因此，有必要弄清楚魔芋種子萌發(fā)各個生長期的生理生化變化。 1打破種子休眠提早萌發(fā)白魔芋種子屬生理性休眠，休眠期為150d以上。采用L9(34)正

4、交試驗設(shè)計，以不同激素(GA3、IBA、BA、KT、硫脲)濃度(B因素)，激素的不同處理時間(C因素)對白魔芋三種材料(D因素，白魔芋根狀莖、5℃貯藏種子、20℃貯藏種子)處理后，置于不同發(fā)芽溫度(A因素，20℃、25℃、30℃)下，40d后統(tǒng)計各個處理的發(fā)芽率，找出9個處理中的最優(yōu)組合。實驗結(jié)果表明白魔芋種子采用GA3處理的最佳組合是A2B2C1D3，即發(fā)芽溫度25℃，GA3濃度100mg/L，GA3處理時間12h，選擇20℃貯藏種子

5、為佳；IBA處理的最佳組合是A1B2C3D3，即發(fā)芽溫度20℃，IBA濃度100mg/L，IBA處理時間36h，20℃貯藏種子為好；BA處理的最佳組合是A2B3C1D3，即發(fā)芽溫度25℃，BA濃度10mg/L，BA處理時間6h，選擇20℃貯藏種子為好；KT處理的最佳組合是A2B3C1D3，即發(fā)芽溫度25℃，KT濃度100mg/L，KT處理時間12h，選擇20℃貯藏種子為佳；硫脲處理的最佳組合是A1B1C3D3，即發(fā)芽溫度20℃，硫脲濃度

6、5g/L，硫脲處理時間36h，選擇20℃貯藏種子為好。通過五個正交設(shè)計實驗表明，影響白魔芋種子發(fā)芽因素的主次順序是：材料的選擇＞激素濃度＞發(fā)芽溫度＞激素處理時間。說明發(fā)芽過程需要一定的積溫條件，20℃貯藏條件下的種子萌發(fā)率最高；而藥劑處理的濃度成為種子發(fā)芽的第二因素；發(fā)芽溫度，一般以25℃為好；而藥劑處理時間，雖然是次要因素，但仍需要根據(jù)不同藥劑的特性來選擇。 2白魔芋種子發(fā)芽過程中生理生化指標(biāo)的測定通過對芽長為3mm、6mm、

7、9mm、14mm、17mm的白魔芋發(fā)芽種子進行主要生理指標(biāo)的測定結(jié)果表明，白魔芋種子發(fā)芽過程中芽長從3mm生長到17mm時，可溶性糖含量從7.324mg/g增加到15.34mg/g；淀粉含量則從17.818mg/g降低到3.76mg/g；可溶性蛋白先從6.423mg/g降到4.609mg/g(6mm)，后又增加到10.123mg/g；α-淀粉酶活性先從2.468mg/g·min降到L998mg/g·min(9mm)，后增加到11.753

8、mg/g·min；過氧化物酶活性先從0.786u/g·min降到0.703u/g·min(6mm)，后又增加到2.088u/g·min。 3白魔芋三種繁殖方式的田間比較試驗試驗采取隨機區(qū)組設(shè)計統(tǒng)計白魔芋球莖、根狀莖、實生種子三種繁殖材料農(nóng)藝性狀指標(biāo)。結(jié)果表明：雖然白魔芋種子的部分性狀(葉幅/株高、葉柄直徑、平均球莖重)不如球莖和根狀莖，但三者中重要的經(jīng)濟指標(biāo)——膨大系數(shù)，種子的最高為24.52倍，遠高于根狀莖(5.68倍)和球莖

9、(2.84倍)，達到了極顯著差異，說明白魔芋種子個體生產(chǎn)力強，可作為白魔芋繁殖材料來利用。從三種繁殖材料在展葉完全后部分生理指標(biāo)來看，種子葉片的可溶性糖含量最高，為27.637mg/g，說明種子葉片的同化能力強；種子的根系活力明顯高于球莖和根狀莖，為L45mg·g-1FWroots·h-1，說明種子的根系吸收、合成代謝能力較球莖、根狀莖強，而種子葉綠素含量低于球莖，但大于根狀莖，可溶性蛋白含量最低，僅有8.55mg/g，與其他二者相比，

10、達到顯著差異。 4采用ISSR標(biāo)記技術(shù)分析白魔芋遺傳變異通過對5株母本球莖及其所結(jié)種子的植株葉片進行ISSR分子標(biāo)記技術(shù)研究結(jié)果表明，球莖母本Eq與種子Ez1的遺傳距離最近，差異為0.18，而種子Bz3和Bz4與母本Bq的距離最遠為0.46，說明母本與后代種子之間的遺傳距離有遠近之分，說明白魔芋有性繁殖存在不同株系混交的情況。而進一步在種子多苗現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)，雙苗Dz2，Dz2-1～Dz5，Dz5-1四株雙苗的遺傳距離較近，差異均在