全 文 ：* 中国科学院水土保持研究所知识创新工程领域前沿项目资助
收稿日期：2004-07-03 改回日期：2004-08-27
培养基成分对沙打旺组培根生长及分泌物的影响研究*
杨善云 马永清 税军峰 朱彦锋
（水 利 部中国科学院水土保持研究所 杨陵 712100）
摘 要 研究表明培养基成分可影响沙打旺组培根生长和根分泌物的产生。适宜沙打旺组培根生长的改良B5培
养基组分为（以1L标准B5培养基为基础调节，下同）KNO32660.5mg、（NH4）2SO484.1mg、CaCl2·2H2O75.0mg、
MgSO4·7H2O125.0mg、FeSO4·7H2O13.9mg、MnSO4·4H2O5.0mg和萘乙酸（NAA）0.6mg。组培根分泌物对沙打
旺和小麦胚根生长抑制作用最强的培养基组分为KNO34565.9mg、（NH4）2SO448.1mg、MnSO4·4H2O5.0mg、肌醇
150.0mg、烟酸1.5mg、盐酸吡哆辛1.5mg、盐酸硫胺15.0mg、NAA0.8mg和蔗糖50.0g。
关键词 沙打旺 组培根 根分泌物 化感作用
EffectofLediuLcoLpositiononthegrowthandsecretionofculturedrootofAstragalusadsurgensPal.YANGShan-
Yun，MAYong-Qing，SHUIJun-Feng，ZHUYan-Feng（InstituteofSoilandWaterConservation，ChineseAcademyof
SciencesandMinistryofWaterResources，Yangling712100，China），CJEA，2005，13（4）：36~39
Abstract ThegrowthandsecretionofculturedrootofAstragalusadsurgensPal.areafectedbythemediumcomposi-
tion.OnelitreofmodifiedB5mediumofstimulatingthegrowthoftheculturedrootofA.adsurgenscontainsKNO3
2660.5mg，（NH4）2SO484.1mg，CaCl2·2H2O75.0mg，MgSO4·7H2O125.0mg，FeSO4·7H2O13.9mg，
MnSO4·4H2O5.0mg，α-Naphthylaceticacid（NAA）0.6mg.OnelitreofmodifiedB5mediumofhigh-stayer-producing
A.adsurgensrootcultureconsistsofKNO34565.9mg，（NH4）2SO448.1mg，MnSO4·4H2O5.0mg，inositol150.0mg，
nicotinicacid1.5mg，vitaminB6hydrochloride1.5mg，vitaminB115.0mg，NAA0.8mg，andsucrose50.0g.
Keywords AstragalusadsurgensPal.，Culturedroot，Rootsecretion，Alelopathy
（ReceivedJuly3，2004；revisedAug.27，2004）
目前有关沙打旺原生质体培养再生植株、沙打旺组培、叶片愈伤组织诱导等方面研究已见诸报道［1~6］。
沙打旺有自然衰退和抑制其他种群生长的现象，除种群竞争因素［7，8］外，沙打旺对其自身和其他植物也存在
一定化感作用。本试验研究了培养基成分对沙打旺组培根生长及分泌物的影响。
1 试验材料与方法
供试“小偃22”小麦种子于2002年购于西北农林科技大学试验农场良种推广服务部，沙打旺
（A.adsurgens）种子于2001年采自宁夏回族自治区原州区，沙打旺组培根来自中国科学院水土保持研究所
植物化感作用实验室（在含有0.4mg／kg萘乙酸和0.09mmol／L蔗糖的标准B5培养基中培养）。取鲜物质
量约0.2g沙打旺组培根并接种在装25mL液体培养基的100mL三角瓶中，置于70转／min摇床、25࠷黑暗
环境中培养21d后收获。收获后的组培根用低温冻干机冻干测定其干物质量，并以收获的组培过滤液做培
养介质，进行小麦和沙打旺发芽试验，具体做法为取3mL组培过滤液加入直径为9cm、放有2层滤纸的玻璃
培养皿中，并于每皿中放置10粒种子，用蒸馏水作对照，每处理设4个重复，培养64h后测量小麦最长胚根
长度，94h后测量沙打旺胚根长度。培养基组分调节从15个单一方面进行，包括调节B5培养基强度，总N
水平，无机磷水平，NH+4／NO-3 值，糖种类，蔗糖水平，维生素水平，激素种类及水平，Ca2+、Mg2+、Fe2+、
Mn2+、Zn2+及Cu2+浓度。试验除特别指出外均采用加入0.4mg／kg萘乙酸和0.09mmol／L的蔗糖标准B5
培养基作基本培养基，培养基强度调节为0.25倍、0.75倍和1.0倍标准B5培养基。总N与NH+4／NO-3 单
独研究，前者维持 NH+4／NO-3 为1:42水平，其调节 N总量为8.9mmol／L、17.9mmol／L、26.8mmol／L、
第13卷第4期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol.13 No.4
2005年10月 ChineseJournalofEco-Agriculture Oct.，2005
35.7mmol／L和44.6mmol／L系列，后者调节NH+4／NO-3 为1:0、1:14、1:21、1:42、1:63和1:84，并保持总N
量26.8mmol／L不变。在标准B5培养基基础上调无机磷（0~2.20mmol／L）与蔗糖水平（0.03~0.15
mmol／L），所调糖种类为D-葡萄糖、蔗糖、葡萄糖、蔗糖+维生素C（维生素C加入0.5mg／kg）和乳糖，培养
基中加入量均为30g／L。调节维生素含量为0~224mg／kg，激素［萘乙酸（NAA），吲哚丁酸（IBA），6-苄基氨
基嘌呤（6-BA）］浓度变化均为0mg／kg、0.2mg／kg、0.4mg／kg、0.6mg／kg和0.8mg／kg，Ca2+、Mg2+和Fe2+浓
度均为0~0.2mmol／L，Cu2+浓度为0μmol／L、0.078μmol／L、0.156μmol／L、0.234μmol／L和0.312μmol／L，
Mn2+浓度为0μmol／L、22.422μmol／L、44.843μmol／L、67.265μmol／L和89.686μmol／L，Zn2+浓度为0μmol／L、
3.488μmol／L、6.977μmol／L、10.465μmol／L和13.954μmol／L。用JMP4.0和NEVA软件进行数据统计分析。
2 结果与分析
图1表明培养基中不含无机磷时，沙打旺组培根几乎不生长，无机磷浓度增加则根干物质量增加，浓度
图1 不同处理对沙打旺组培根生长、组培过滤液对小麦与沙打旺胚根生长的影响
Fig.1 InfluenceofdiferenttreatmentsontheculturedrootgrowthofA.adsurgensandradiclelengthsofwheatandA.adsurgens
第4期 杨善云等：培养基成分对沙打旺组培根生长及分泌物的影响研究 37
为1.10mmol／L时根干物质量最大，浓度继续增加则根干物质量无明显变化；在0.25~1倍标准B5培养基
范围内根干物质量随培养基强度增加而减少；培养基N含量增加时根干物质量先增加尔后减少，N含量为
26.8mmol／L时根生长量最大；调培养基NH+4／NO-3 值时NH+4／NO-3 为1:21时根生长量最大，若以NH+4 做
单一N源时则根干物质量将明显减少；以蔗糖作C源沙打旺组培根干物质量极明显高于其他糖作C源处
理，且蔗糖浓度为0.03mmol／L时组培根表现有限生长量，蔗糖浓度增加则根干物质量增加，蔗糖浓度为
0.09mmol／L时根干物质量达最大值，而继续增加蔗糖浓度则根生长量不再增加；调激素种类时加入萘乙酸
培养基处理的沙打旺组培根生长量比加入吲哚丁酸（IBA）或6-苄基氨基嘌呤（6-BA）处理的大，且根生长量
随其浓度升高而增加，当萘乙酸浓度为0.6mg／kg时继续增加激素浓度根生长则出现减少趋势，维生素含量
变化对沙打旺组培根生长量影响较小；由图1和表1可知，无Ca2+培养基中沙打旺组培根生长明显受到抑
制，随Ca2+浓度增加其根生长量增加，Ca2+浓度为0.5mmol／L时根生长量达最大，Ca2+浓度继续增加，则根
生长量有所下降；在缺 Mg2+、Cu2+、Fe2+、Mn2+和Zn2+的培养基中，沙打旺组培根均有较大生长量，Zn2+、
Cu2+、Mg2+浓度变化对根生长量影响效果不明显，随Fe2+浓度升高根生长量先增加后减少，浓度为
0.050mmol／L时根干物质量最大。
表1 Ca2+与Mg2+浓度对沙打旺组培根生长、组培过滤液对小麦与沙打旺胚根生长的影响*
Tab.1 InfluenceofCa2+andMg2+concentrationsontheculturedrootgrowthof
A.adsurgensandradiclelengthsofwheatandA.adsurgens
处 理
Treatments
浓度／mmol·L-1
Concentrations
沙打旺组培根干物质量／g
Rootdryweigtof
A.adsurgens
小麦最长胚根长／cm
Wheatlongest
radicle
沙打旺胚根长／cm
A.adsurgens
radicle
CaCl2·2H2O 0.0 0.023c 1.4c 0.2bcd
0.5 0.198a 2.9b 0.4bc
1.0 0.164ab 2.5b 0.3bcd
1.5 0.171ab 2.7b 0.2bcd
2.0 0.151b 2.7b 0.5b
CK - 4.4a 0.7a
MgSO4·7H2O 0.0 0.174a 3.1b 0.4c
0.5 0.182a 3.2b 0.5bc
1.0 0.166a 2.6c 0.5bc
1.5 0.169a 3.2b 0.7b
2.0 0.171a 2.6c 0.6bc
CK - 4.2a 1.3a
*表中相同字母者表示处理间在0.05水平差异不明显。
图1表明随无机
磷浓度增加，小麦胚
根生长受抑程度增
幅较小，沙打旺胚根
生长在无机磷浓度
为1.1mmol／L处受
抑程度最强；以不同
强度B5组培过滤液
处理小麦和沙打旺
种子，与对照相比其
胚根生长受强烈抑
制，沙打旺在0.75倍
B5组培过滤液中受
抑程度最大，小麦在
标准B5组培过滤液
中受抑程度最大；保
持 NH+4／NO-3 水平
为1:42，调节 N 含
量，小麦和沙打旺胚
根生长受抑程度均随N含量增加而增强，保持N含量不变，NH+4／NO-3 值增大时沙打旺胚根生长受抑程度
先减弱后增强，小麦胚根生长随NH+4／NO-3 值增大而受抑程度先增强后减弱，NH+4／NO-3 为1:63时小麦胚
根生长受抑程度最强。小麦和沙打旺胚根生长在以蔗糖为C源的组培过滤液中受抑程度最小，在葡萄糖中
受抑作用最强；不同浓度蔗糖组培过滤液中小麦和沙打旺胚根生长受抑程度先减弱后增强，在蔗糖浓度为
0.15mmol／L时小麦和沙打旺胚根生长受抑程度最强。培养基中激素为萘乙酸时小麦和沙打旺胚根生长在
各不同浓度处理中受抑程度均大于以吲哚丁酸或6-苄基氨基嘌呤为激素的培养基，沙打旺和小麦胚根生长
受抑程度在萘乙酸浓度为0.8mg／kg时最强；维生素浓度变化时小麦和沙打旺胚根生长受抑程度均先增强
后减弱继之又增强，在浓度为0.168mg／kg组培过滤液中受抑程度最大。图1和表1表明调节培养基中
Mg2+、Ca2+和Fe2+浓度，沙打旺和小麦胚根生长受抑程度均表现为先减弱后增强，无Mg2+、Ca2+和Fe2+时
沙打旺和小麦胚根生长受抑程度较强；Mn2+、Cu2+和Zn2+浓度对沙打旺和小麦胚根生长受抑程度均表现为
先增强后减弱继之又增强的趋势。
3 小结与讨论
改变培养基成分可明显影响沙打旺组培根生长和根分泌物产生。增加N含量组培根生长表现为先增
38 中 国 生 态 农 业 学 报 第13卷
加后减少趋势，但高N含量组培根分泌物对供试材料抑制作用增强，这与牟金明等［9］报道一致。保持N含
量不变，组培根生长和根分泌物对供试材料抑制作用还受NH+4／NO-3 值的影响，在以NH+4 为单一N源或
NO-3 占极高比率时均强烈抑制组培根生长和供试材料胚根生长。蔗糖为根生长发育的良好C源，葡萄糖
为对照C源时加蔗糖处理组培根生长量为加葡萄糖处理的7倍，这与 WhiteP.R.［11］研究结果一致。维生
素含量变化对组培根生长和根分泌物产生均影响较小，表明沙打旺的愈伤组织能够合成维生素［10］。激素浓
度对组培根生长影响很大，对根分泌物影响较小。无激素时根生长有限，加入吲哚丁酸或萘乙酸时，在低浓
度中组培根生长良好，说明吲哚丁酸和萘乙酸等生长素类物质有利于沙打旺组培根生长。若加入6-苄基氨
基嘌呤激素则组培根变粗加重，但无新根生长［10］。无机磷缺少时抑制组培根生长但对根分泌物产生影响较
小，Mg2+对组培根生长及分泌物产生均作用较小，此结果与MaY.Q.等［12］报道相同。缺少或有充足Fe2+
或Ca2+的组培液中，组培根生长和供试材料胚根生长均受抑制作用。无Fe2+或Ca2+时组培根最先出现无
活力根，对供试材料胚根生长产生明显抑制作用，这是由醌类物质生成所致［10，13］。Mn2+、Cu2+和Zn2+浓度
变化使组培根生长和供试材料胚根生长间有一定相关性，即根生长量大则供试材料胚根生长受抑程度强。
组培根适宜生长的培养基成分（以1L标准B5培养基为基础调节，下同。）为KNO32660.5mg、（NH4）2SO4
84.1mg、CaCl2·2H2O75.0mg、MgSO4·7H2O125.0mg、FeSO4·7H2O13.9mg、MnSO4·4H2O5.0mg和萘乙
酸0.6mg。根分泌物对沙打旺和小麦胚根生长产生抑制作用最强的培养基组分为KNO34565.9mg、
（NH4）2SO448.1mg、MnSO4·4H2O5.0mg、肌醇150.0mg、烟酸1.5mg、盐酸吡哆辛1.5mg、盐酸硫胺
15.0mg、萘乙酸0.8mg和蔗糖50.0g。
参 考 文 献
1 芦满济，杜福成等.低温半干旱黄土丘陵区荒坡沙打旺种植条件和生产力研究.中国草地，1994（4）：21~24
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3 孙 辉，徐爱菊.沙打旺组织培养的再生植株之组织学研究.中国草地，1992（6）：6~11
4 罗建平，贾敬芬，顾月华.沙打旺悬浮培养细胞原生质体的体细胞胚胎发生再生植株.实验生物学报，1999，32（4）：401~408
5 罗建平，顾月华，王圣兵等.抗坏血酸对沙打旺原生质体分离和培养中膜损伤及相关酶活性的影响.植物生理学报，1999，25（4）：343
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