怀山药为我国著名的“四大怀药”之一,风味鲜美,药食兼优,是很好的营养品和保健品。脱毒微型块茎是怀山药优质种苗的一个重要来源,它可以解决怀山药长期营养繁殖所造成的病毒病和品质退化等问题。在前期研究工作的基础上,为了能够使不同时期产生的脱毒微型块茎在播种季节统一、高效的萌发,我们对其萌发进行了系统的研究,并重点从植物生长调节剂,体积大小,贮藏温度和时间等方面来探索脱毒微型块茎的萌发条件,以及从形态解剖学、生理机制和内源激素变化等方面来探明其萌发机制,结果如下:1.不同浓度配比的植物生长调节剂(NAA、6-BA、KT)对脱毒微型块茎的管内萌发影响很大,最适于其萌发的植物生长调节剂组合为NAA 0.02 mg·L-1+6-BA 1 mg·L-1,这时脱毒微型块茎的萌发率最高可达77.78%。2.无论在管内还是管外萌发,Ⅱ级脱毒微型块茎(直径0.6-0.8 cm)的萌发率最高(管内84.49%,管外83.47%),其次是Ⅲ级脱毒微型块茎(直径0.4-0.6 cm),最低的是Ⅰ级脱毒微型块茎(直径>0.8 cm),体积太大或太小均不利于其萌发。3.不同贮藏温度和贮藏时间对脱毒微型块茎的管内、管外萌发影响很大,无论是管内还是管外,与25℃相比,脱毒微型块茎经4℃贮藏后更容易萌发,且萌发率较高;当脱毒微型块茎在4℃下贮藏6 w后,其萌发率达到最高(管内73.40%,管外78.56%),6 w到12 w之间,脱毒微型块茎的萌发率并没有发生太大变化。4.脱毒微型块茎的内部形态以及淀粉和蛋白质的分布在其萌发过程中都发生了重大变化。成熟脱毒微型块茎最外层是木栓质表皮,其内为周皮,周皮以内是薄壁细胞,中部的薄壁细胞富含淀粉粒和蛋白质。当休眠逐渐解除时,顶端分生组织细胞开始分裂,芽眼开始萌动。随着休眠的彻底解除,细胞分裂速度加快,生长锥变成半球状,最后出现小芽,这时淀粉粒和蛋白质都有所减少。萌发出的小芽不断生长,导致淀粉粒和蛋白质越来越少。5.脱毒微型块茎在采收期、播种期、毛根期以及萌发Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期这六个时期内,萌芽组织和其余组织中的主要有机物及其相关酶活性、内源激素都发生了很大变化。⑴主要有机物的变化脱毒微型块茎在萌发过程中,两种组织中的淀粉含量一直下降;可溶性糖、蔗糖、果糖以及葡萄糖含量在这两种组织中的变化趋势大体是先升高后下降;总酚含量先下降后升高,并且最低值出现的时期是播种期;萌芽组织中的蛋白质含量表现出下降-升高-下降的趋势,而其余组织中的蛋白质含量一直在下降。⑵相关酶活性的变化脱毒微型块茎在萌发过程中,α-淀粉酶、淀粉磷酸化酶(SP)共同完成淀粉的分解,并且萌芽组织中的α-淀粉酶活性在萌发Ⅱ期达到最大,而SP活性在毛根期时出现最大值;蔗糖酶和蔗糖合成酶(SS)共同完成蔗糖的分解,并且毛根期时萌芽组织中的蔗糖酶活性和SS分解方向活性都达到最大值;多酚氧化酶(PPO)活性直接影响着总酚的含量,当总酚含量在播种期达到最低值时,PPO活性达到最高值。另外,抗氧化酶系统通过调节超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)的活性来维持萌发过程中脱毒微型块茎内膜系统的稳定。⑶内源激素的变化脱毒微型块茎处于采收期时,两种组织中的GA、IAA、ZR含量较低,ABA含量较高。进入播种期和毛根期,萌芽组织中的GA、IAA、ZR含量都在升高,而ABA含量下降。进入萌发Ⅰ期,萌芽组织中的GA、ABA含量有所上升,IAA、ZR含量略有下降;进入萌发Ⅱ期,萌芽组织中的GA、ZR、ABA含量都在下降,IAA含量略有上升,其余组织中的GA含量无明显变化,IAA、ABA含量上升,ZR含量下降;进入萌发Ⅲ期,只有IAA含量在萌芽组织中表现出升高趋势,ABA含量在其余组织中表现出下降趋势,其他均无太大变化。总之,GA、IAA、ZR都表现出与脱毒微型块茎的萌发呈正相关,而ABA表现出呈负相关。另外,JA含量在整个过程中呈现出先下降后升高的趋势,它可能与脱毒微型块茎休眠的解除呈负相关,而与芽的后续萌发呈正相关。