怀山药（Dioscorea opposita）是薯蓣科薯蓣属的一种缠绕草质藤本植物，是我国著名的“四大怀药”之一，铁棍山药是怀山药中的极品，但由于长期进行营养繁殖，导致产量下降，品种退化，为了解决这一问题，我们开展了铁棍山药脱毒快繁及应用技术研究，研究中发现脱毒微型块茎较脱毒试管苗在应用方面具有更大的优势，脱毒微型块茎不仅具有脱毒苗所具备的优点，能够避免田间病原菌的侵染，而且它的体积小，便于储存、运输和播种。在前期研究中，我们对铁棍山药微型块茎的离体诱导进行了系统的研究并建立了一步震荡诱导法，在此基础上，我们进一步研究了微型块茎形成的形态解剖和生理生化变化规律，结果如下：1.微型块茎形成的形态学变化。在黑暗震荡培养中，微型块茎形成的整个周期为42d，可划分为7个阶段，分别为：外植体时期（0d），出芽期（7d），芽伸长期（14d），芽增殖期（21d），块茎形成期（28d），块茎膨大期（35d）和块茎成熟期（42d）。作为对照，黑暗静置培养过程中没有块茎的形成，仅有芽的生长。2.微型块茎形成的解剖学变化。微型块茎发生于茎段的叶腋处，由茎段叶腋表皮下的细胞进行平周和垂周分裂，形成一团分生组织的芽原基，在外观上能看到球形小块茎形成的时候，内部也已分化出顶芽。幼嫩的块茎最外层为表皮，表皮以内为排列紧密的数层薄壁细胞，中部的薄壁细胞富含淀粉及蛋白质颗粒。成熟的块茎最外层为木栓质表皮，其内为周皮，中部薄壁细胞的数量增多，细胞增大，形成了成熟块茎所具有的形态和体积。3.微型块茎形成的主要有机物及其相关酶活的变化。在微型块茎形成的过程中，可溶性糖、果糖和葡萄糖含量均在形成期达到最大值；蔗糖和淀粉含量则成逐渐升高的趋势，均在成熟期达到最大值；可溶性蛋白含量在21d时较高；蔗糖合成酶（SS）分解方向活性与蔗糖磷酸合成酶（SPS）活性变化一致，均在膨大期达到最高值，SS合成活性在42d达到最大值，且与蔗糖的积累量呈显著正相关。腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶（AGPase）在膨大期活性最高，淀粉合成酶（SSS）在形成期活性最高，且两者在活性最高的时候均与淀粉的积累量呈显著正相关。表明蔗糖、淀粉等物质的积累以及SPS、SSS等活性的变化在微型块茎形成发育过程中发挥了重要作用。4.微型块茎形成的内源激素变化。采用液相色谱-电喷雾串联质谱法（LC-ESI-MS/MS）测定微型块茎形成过程中内源IAA、ABA、JA、ZR、Z的含量，结果表明，IAA、ZR和Z的含量均在28d时达到最大值，且都在21d之后有非常明显的升高趋势，但IAA含量在21d之前都处于相对平稳的状态，ZR含量在21d前是先升高后降低的，而Z的含量从0d到21d则呈现缓慢升高的趋势，IAA和ZR的含量均在28d后开始下降35d之后达到平稳状态，而Z含量28d之后持续下降。ABA含量从0d开始逐渐升高，至28d达到最大值；JA含量则从0d开始下降，中间略有升高，28d时达到了最小值，随后逐渐升高，42d时达到最大值。除JA外，IAA、ABA、ZR和Z都表现出与块茎的诱导形成呈正相关，研究内源激素的变化规律为通过调控激素的水平来实现微型块茎更高效更快速的诱导奠定了基础。