【摘 要】
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芋脱毒球茎（试管芋）的诱导研究可以提高芋脱毒苗移栽成活率、解决种苗易分化等问题。开展试管芋诱导及形成相关生理及分子机制对调控试管芋发育和芋产业发展具有重要意义。以江西名优地方芋品种红芽芋为材料,开展其茎尖脱毒培养研究,脱毒苗经分子检测后,进一步探索不同激素配比和培养条件对脱毒苗试管芋诱导的影响;针对不同时期（0d,45 d,90 d和135 d）试管芋,采用石蜡组织切片观察内部形态变化,酶联免疫吸
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芋脱毒球茎（试管芋）的诱导研究可以提高芋脱毒苗移栽成活率、解决种苗易分化等问题。开展试管芋诱导及形成相关生理及分子机制对调控试管芋发育和芋产业发展具有重要意义。以江西名优地方芋品种红芽芋为材料,开展其茎尖脱毒培养研究,脱毒苗经分子检测后,进一步探索不同激素配比和培养条件对脱毒苗试管芋诱导的影响;针对不同时期（0d,45 d,90 d和135 d）试管芋,采用石蜡组织切片观察内部形态变化,酶联免疫吸附法（ELISA）测定内源激素含量变化,并利用转录组测序和qRT-PCR分析验证试管芋膨大相关差异表达基因,初步探明微型试管芋诱导形成机理。论文主要研究结果如下:（1）芋芽剥取 0.2～1.0 mm 茎尖接种于 MS+2 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+3%蔗糖培养基中可诱导成苗;通过RT-PCR分子检测表明,0.3 mm以下茎尖培养的试管苗中未发现DsMV、CMV等芋病毒;脱毒苗继代增殖最佳诱导培养基为MS+3mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+3%蔗糖,脱毒苗试管芋诱导的最佳培养基为MS+1 mg/L 6-BA+0.5 mg/L NAA+8%蔗糖,最佳培养条件为温度25℃,光照4000 lx,14 h/d,脱毒苗与试管芋的最佳移栽驯化基质为草炭:蛭石=2:1,移栽成活率达97.71%。本研究建立的红芽芋茎尖脱毒快繁体系为芋的种质保存、种性复壮提供了一定的技术支撑。（2）微型试管芋不同发育时期解剖学观察结果表明,试管芋膨大过程中薄壁细胞数目不断增多,细胞排列紧密;细胞内含物增多,淀粉粒逐渐积累;顶芽数量增多,细胞体积增大。内源激素含量测定结果表明,脱落酸（ABA）、细胞分裂素（ZR、DHZR）、生长素（IAA、IPA）、赤霉素（GA3、GA4）和油菜素内酯（BR）的含量在随试管茎膨大显著升高,茉莉酸甲酯（JA-ME）含量逐渐下降;推测生长素、细胞分裂素、赤霉素促使细胞分裂、块茎形成,脱落酸促进细胞内源物质含量变化,油菜素内酯促进试管芋增强抗性,茉莉酸甲酯对试管芋膨大具有抑制作用,微型试管芋的形成受多种激素共同调控。（3）转录组测序分析和功能注释结果表明,试管芋不同发育时期差异表达基因主要富集于苯丙素生物合成（phenylpropanoid biosynthesis）、MAPK信号通路（MAPK signaling pathway）、植物激素信号转导（plant hormone signal transduction）、淀粉与蔗糖代谢（starch and sucrose metabolism）等途径。其中,与植物激素信号转导相关的显著差异表达基因10个,与淀粉与蔗糖代谢途径相关的显著差异表达基因4个,参与调节块茎膨大的基因2个。进一步对16个显著差异表达的候选基因试管芋不同时期 qRT-PCR 检测,结果表明,TCH4、MYC2、NPR1、IAA、JAZ和 GA20ox1等参与植物激素信号转导基因,GN4、TPS、AMY等参与淀粉与蔗糖代谢途径基因,以及块茎膨大合成相关StBel5等差异表达基因与微型试管芋膨大过程中形态变化及内源激素变化存在显著相关性,可确定为与微型试管芋膨大相关的重要候选基因。
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