半夏试管块茎延缓生长保存技术

doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2026.01.009

摘要/Abstract

摘要：

为建立半夏（Pinellia ternata）试管块茎延缓生长保存技术体系，该研究采用不同蔗糖质量浓度、蔗糖和甘露醇配比、低温方法保存半夏试管块茎，360 d后恢复生长，观察统计其生长指标，并采用石蜡组织切片技术研究块茎中淀粉粒的变化，采用ISSR-PCR和RAPD分子标记技术检测保存后再生植株的遗传稳定性。结果表明：成熟块茎接种在新鲜的1/2MS+30 g?L^-1蔗糖+60 g?L^-1甘露醇的培养基上4 ℃保存360 d，恢复生长后块茎的成苗率高达96.67%，植株生长良好，保存效果最好；90 g?L^-1蔗糖处理的块茎恢复生长后成苗率高达90.00%，但因渗透压过高生长缓慢。成熟块茎在原培养基1/2MS+30 g?L^-1蔗糖中4 ℃保存360 d，恢复生长后块茎的成苗率最低，仅为36.70%。组织学研究表明，保存后死亡的块茎，叶原基少，细胞中几乎无淀粉粒，无黏液细胞。成苗率高和成苗率低的处理恢复生长的块茎中均储藏有大量的淀粉粒，但成活率高的处理茎尖叶原基层数更多，黏液细胞数量较少，植株生长更旺盛。采用分子标记技术共扩增条带1 140条，均未检测到变异条带，表明延缓生长保存后再生植株遗传稳定。该研究建立了简便、高效的半夏延缓生长保存技术，为半夏种质资源中短期保存提供了一条可行途径。

关键词: 半夏, 试管块茎, 延缓生长, 再生植株, 淀粉粒分布, 遗传稳定性

Abstract:

To establish a technology system for the delayed growth preservation of Pinellia ternata tubers in vitro， this study valuated different sucrose mass concentrations， the ratio of sucrose to mannitol， and low-temperature methods to preserve the in vitro tubers. After 360 days， the tubers were allowed to resume growth， and the growth indicators were observed and statistically analyzed. Starch grain dynamics in the tubers were examined using paraffin sectioning technique. The genetic stability of regenerated plants after preservation was assessed using ISSR-PCR and RAPD molecular markers. Mature tubers were inoculated on fresh 1/2MS+30 g?L^-1 sucrose+60 g?L^-1 mannitol medium and stored at 4 ℃ for 360 days， the sprouting rate of tubers after recovery growth was as high as 96.67%， and the plants grew well with the best preservation effect. Tubers cultured on medium containing 90 g?L^-1 sucrose， showed reduced growth despite a sprouting rate of 90.00%， likely due to the excessively high osmotic pressure. When mature tubers were stored in the old medium of 1/2MS+30 g?L^-1 sucrose at 4 ℃ for 360 days， the sprouting rate of tubers after recovery growth was the lowest， only 36.70%. Histological studies showed that in the dead tubers after preservation， there were a few leaf primordia， almost no starch grains in the cells， and no mucilage cells. Both the high sprouting rate and low sprouting rate treatments had a large amount of starch grains stored in the tubers after recovery growth， but the treatment with high survival rate had more layers of leaf primordia in the stem tips and fewer mucilage cells， and the plants grew more vigorously. A total of 1 140 bands were amplified using molecular marker techniques， and no variant bands were detected， indicating genetic stability of regenerated plants after delayed growth preservation. This study established a simple and efficient technique for the delayed growth preservation of P. ternatain vitro tubers， providing a feasible approach for short-term preservation of P. ternata germplasm.

Key words: Pinellia ternata, in vitro tuber, delayed growth preservation, regenerated plants, starch granule distribution, genetic stability

中图分类号:

Q944.5

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图/表 9

表1

表2

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表3

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参考文献 23

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引物 Primer	序列（5′→3′） Sequence（5′→3′）	退火温度 Annealing temperature/℃
Em2	GACTGCGTACGAATTTGC	53.0
Em13	GACTGCGTACGAATTCTG	50.5
Lect7	GTTGCTGCTCGAGAGACGA	57.9
881	GGGTGGGGTGGGGTG	60.6
835	AGAGAGAGAGAGAGAGYC	50.2
854	TCTCTCTCTCTCTCTCRG	56.0

保存时间 Preservation time/d	保存块茎数量 Number of preserved tubers	芽尖萌动数量 Number of bud tips sprouting	萌动率 Sprouting rate/%	生根数量 Number of rooting	生根率 Rooting rate/%	块茎状态 Status of tubers
40	30	0	0	0	0	饱满
80	30	3	10.0	0	0	饱满
120	30	4	13.3	2	6.7	饱满
160	30	8	26.7	5	16.7	略干缩
200	30	8	26.7	5	16.7	略干缩
240	30	8	26.7	5	16.7	略干缩
280	30	8	26.7	5	16.7	略干缩
320	30	8	26.7	5	16.7	略干缩
360	30	8	26.7	5	16.7	略干缩

保存时间 Preservation time/d	保存植株数量 Number of preserved plants	新鲜叶柄数量 Number of fresh petioles	干枯叶柄数量 Number of withered petioles	叶柄干枯率 Withered petiole rate/%
40	30	79	6	7.06
80	30	73	12	14.12
120	30	46	39	45.88
160	30	21	64	75.29
200	30	0	85	100.00
240	30	0	85	100.00
280	30	0	85	100.00
320	30	0	85	100.00
360	30	0	85	100.00

高渗透压处理 High osmotic pressure treatment	保存块茎数量 Number of preserved tubers	恢复培养后成苗率 Seedling rate after recovery culture/%	每块茎的叶柄数量 Number of petioles per tuber	叶色 Leaf color	平均叶柄长度 Average length of petiole/cm
30 g·L^-1蔗糖	30	76.67^c	2.81^bc	绿色	4.75^ab
60 g·L^-1蔗糖	30	76.67^bc	2.87^b	绿色	3.72^cd
90 g·L^-1蔗糖	30	90.00^ab	3.05^ab	绿色	3.05^d
30 g·L^-1蔗糖+20 g·L^-1甘露醇	30	70.00^cd	3.46^a	绿色	4.21^bc
30 g·L^-1蔗糖+40 g·L^-1甘露醇	30	73.33^cd	3.10^ab	绿色	3.36^cd
30 g·L^-1蔗糖+60 g·L^-1甘露醇	30	96.67^a	3.44^a	绿色	4.24^bc
60 g·L^-1蔗糖+20 g·L^-1甘露醇	30	60.00^cd	2.32^c	绿色	3.52^cd
90 g·L^-1蔗糖+20 g·L^-1甘露醇	30	66.67^cd	3.50^a	绿色	5.47^ab