全 文 ：中国农学通报 2011,27(13):139-143
Chinese Agricultural Science Bulletin
基金项目：国家星火计划（2005EA780070）；广东省科技计划项目（2006B20101011）；湛江师范学院2009年博士启动项目（ZL0909）。
第一作者简介：马生健，男，1977年出生，湖南武冈人，讲师，博士，主要从事植物组织培养与转基因研究。通信地址：524048广东湛江师范学院生科
院办公室，E-mail：mashengjian1@163.com。
收稿日期：2011-01-21，修回日期：2011-05-09。
蝴蝶兰原球茎的增殖研究与解剖学观察
马生健，陈玉青，廖 婷，郭 志
（湛江师范学院生物科学与技术学院，广东湛江 524048）
摘 要：蝴蝶兰是名贵花卉，市场需求量大，工厂生产大多通过组织培养无性繁殖来达到扩增的目的。本
研究以蝴蝶兰（Phalaenopsis）的原球茎（Protocorm-like body，以下简称PLB）为外植体在VW + 3.0 mg/L
6-BA+ 0.2 mg/L NAA+ 20 g/L蔗糖+ 16 g/L琼脂+ 1 g/L活性炭中分别添加不同浓度（10%、15%、20%）的
有机物（椰乳、椰汁、马铃薯汁、香蕉泥、水解酪蛋白）进行培养，比较不同浓度的有机添加物对蝴蝶兰
PLB增殖的影响。结果表明：5种有机添加物中，对蝴蝶兰PLB增殖效果总体影响由好至差依次为椰
乳、椰汁、马铃薯汁、香蕉泥、水解酪蛋白。椰乳的最佳增殖浓度是 15%，椰汁的是 20%，马铃薯汁的是
10%，香蕉泥的是15%，而水解酪蛋白的10%、15%、20%这3个浓度都偏高，抑制了PLB的增殖。对蝴蝶
兰初生、次生各阶段PLB和由PLB所诱导分化的叶芽进行了切片观察，结果表明初生PLB的周边细胞
排列紧密，中间细胞则稀疏，没有规则；次生PLB的细胞则大小比较均一，次生PLB发生于初生PLB的
下半部，叶芽则发生在球茎的上半部区域，在初生PLB中还存在肾型的气孔和未知功能的棒状结构。
关键词：蝴蝶兰；原球茎；增殖；有机添加物；叶芽；组织结构
中图分类号：S6 文献标志码：A 论文编号：2011-0218
The Effect of Organic Compounds on the Propagation of Phalaenosis PLB
and Anatomical Observation
Ma Shengjian, Chen Yuqing, Liao Ting, Guo Zhi
(School of Life Science and Technology, Zhanjiang Normal College, Zhanjiang Guangdong 524048)
Abstract: The Phalaenopsis is a kind of expensive flower and its need is large in the marke, the tissue culture
of the Phalaenopsis can meet its great need of the market. The Phalaenopsis PLB as explants were inoculated
on the improved VW + 3.0 mg/L 6-BA + 0.2 mg/L NAA + 20 g/L surose + 16 g/L agar medium + 1 g/L active
carbon adding 5 different organic compounds (coconut milk, coconut juice, banana mud, potato, casein
hydrollysate) with different concentrations (10%, 15%, 20%). The results showed that 5 organic compounds
which had effect on PLB propagation from high to low were coconut milk, coconut juice, potato, banana mud
and casein hydrollysate, respectively. The best concentration of coconut milk for propagation was 15%, coconut
juice was 20%, potato juice was 10%, banana mud was 15%, but 10%, 15%, 20% were so high to casein
hydrolyzed, so restrained the propagation of Phalaenosis PLB. Primary protocorm-like body (PLB), secondary
PLB and leaf bud induced by PLB of Phalaenopsis were observed by free-hand section method, and their
connection and differentiation were analyzed. The results showed that the inner cells in primary PLB were big
and irregular and the cells in secondary PLB were compacted and homogeneous. Secondary PLB were formed
from the hyposphere of primary PLB, and leaf bud was formed from the episphere of primary PLB.
Semi-moon-shaped stoma and‘multi-rod structure’were found in primary PLB, and‘multi-rod structure’
function was unknown.
Key words: Phalaenosis; protocorm-like body; propagation; organic compounds; leaf bud; anatomical structure
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0 引言
蝴 蝶 兰（Phalaenopsis）属 热 带 亚 热 带 兰 科
（Orchidaceae）植物，花形奇特，姿态高雅，色彩鲜艳，花
期持久，素有兰花皇后之称。但蝴蝶兰为单茎性气生
兰，分株繁殖系数低，种子繁殖发芽率极低，所以难以
满足市场需求，故多采用组培繁殖种苗 [1-3]。1974年
Intuwong[4]利用蝴蝶兰茎尖诱导产生了PLB，再由PLB
分化幼苗，形成了完整的植株，从而成为蝴蝶兰种苗生
产最有效的方式之一。PLB可继续增殖形成新的
PLB，但增殖速度较慢、增殖时间较长，如果能提高蝴蝶
兰 PLB增殖率，就会大大提高蝴蝶兰的生产效率 [5]。
近年来关于蝴蝶兰PLB增殖的研究都有报道，分别以
蝴蝶兰的实生苗根尖、茎尖以及幼叶作为外植体诱导
PLB，再通过添加不同有机添加物和激素以及改变培
养基组分来促进PLB增殖[6-10]。笔者重点研究了不同
浓度与种类的有机添加物对蝴蝶兰PLB增殖的影响，
以期筛选出最适合蝴蝶兰 PLB增殖的有机添加物及
其浓度，以提高增殖率，节约工厂化生产成本，提高经
济效益。另外，笔者还对蝴蝶兰PLB和叶芽内部结构
进行了切片观察，为蝴蝶兰PLB在组织培养提供一些
理论和实践依据。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
研究室内试验于 2006年在湛江师范学院组织培
养室进行。
1.2 试验材料
蝴蝶兰（Phalaenopsis）组培无菌苗叶片诱导出的
初生PLB、次生PLB、叶芽。
1.3 试验方法
1.3.1 有机添加物与培养基的制备 有机添加物的制备
方法如下：（1）椰汁：购买新鲜的椰子，倒出里面的汁
液，3层纱布过滤；（2）椰乳：椰汁与椰肉以 1:2的比例
混合，用搅拌器搅拌制的乳状物；（3）香蕉泥：将香蕉去
皮后倒进搅拌机内搅拌成泥状；（4）马铃薯：将马铃薯
去皮后倒进搅拌机内搅拌成泥状；（5）水解酪蛋白：试
剂厂生产的酪蛋白水解产物。以改良VW（VW大量
元素、微量元素、铁盐、MS有机物质）+ 3.0 mg/L
6-BA + 0.2 mg/L NAA + 20 g/L 蔗糖+ 16 g/L琼脂+
1.0 g/L活性炭+上述其中1种有机添加物为培养基，每
种有机添加物各设3个浓度：10%、15%、20%，椰乳、椰
汁的此 3个浓度是体积比，香蕉泥、马铃薯、水解酪蛋
白的 3个浓度是质量体积比，配好的培养基调 pH至
5.0~5.2，分装，121℃，高压灭菌20 min，冷却，备用。
1.3.2 接种培养与结果统计 取绿色、不透明的PLB团
块作为外植体，切成约 4 mm×4 mm的小块，将这些外
植体小块接种到 1.3.1制备的培养基表面，每个处理 3
瓶。接种后将材料放入温度 (25±2)℃，光强 1200~
1500 lx，光照 12 h/天的培养室培养。培养 3天后开始
观察生长情况，60天后统计每瓶PLB的平均增殖量、
增殖率。
平均增殖量=(增殖后 PLB个数-接种 PLB个数)/
接种PLB个数；
增 殖 率 =( 增 殖 后 PLB 个 数/接 种 PLB 个
数)×100%。
1.3.3 PLB及叶芽的切片与显微观察 随机选择蝴蝶兰
初生、次生 PLB和叶芽做常规石蜡切片，显微观察与
摄影记录三者的形态特征。
2 结果与分析
2.1 不同有机添加物对蝴蝶兰PLB增殖的影响
不同有机添加物对蝴蝶兰 PLB增殖的影响结果
如表1。由表1可知，每种有机添加物对PLB增殖效果
不同，同一种有机添加物不同浓度对PLB增殖效果也
有差异。3种浓度的椰乳、马铃薯、椰汁、香蕉泥与对
照相比都能显著提高PLB的平均增殖量与增殖率，增
殖效果总体影响由好至差依次为椰乳、椰汁、马铃薯、
香蕉泥，不添加任何有机添加物的对照组的PLB的平
均增殖量与平均增殖率分别只有 0.40与 1.40%，而
15%椰乳的平均增殖量和增殖率最高，分别达 3.92和
4.92%，增殖效果最佳，椰汁的最佳增殖浓度是 20%，
马铃薯的是 10%，香蕉的是 15%；而 10%~30%的水解
酪蛋白对老PLB则表现出负增殖，即团块上的PLB生
长缓慢，部分 PLB则停止生长褐变死亡，且浓度越高
死亡现象越明显，这可能是由于水解酪蛋白10%~30%
浓度过高，引起培养基渗透压的显著降低，PLB细胞失
水死亡，还有可能是水解酪蛋白中含有大量的氨基酸
使PLB细胞氨基酸过剩产生毒害作用。
2.2 PLB及叶芽的切片与观察
由蝴蝶兰叶片诱导出来的初生PLB为黄白色（图
1），次生PLB则呈绿色（图 2）。次生PLB形成于初生
PLB的表面，通过不断分裂与增殖形成类似球体的细
胞群结构。对二者显微解剖结构发现，初生PLB的中
部细胞体积大而无规则，而周边细胞小，排列紧密，胞
间隙几乎看不到（图3）。初生PLB的周边细胞都是具
有分生能力的，PLB可能先在其表面形成分生区，然后
分裂、增殖产生新细胞。次生PLB的细胞大小比较均
一，细胞间排列紧密（图 4）。而且发现越靠近初生
PLB下半部，越容易形成球状突起（图5），次生PLB可
能就是由初生PLB下半部形成，而其上半部区域则只
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马生健等：蝴蝶兰原球茎的增殖研究与解剖学观察
是进行细胞的增殖，扩大原来球茎的面积。对PLB诱
导长出的叶芽切片观察发现，叶芽是由初生PLB上半
部长出（图 6），与次生PLB的发生位置刚好相反。在
蝴蝶兰初生PLB中发现存在气孔，由切片分析可知气
孔发生在球茎上半部区域，形状为典型的肾型（图
7）。在初生 PLB的内部还发现不少簇状排列的棒状
有机添加物
对照
椰汁
椰乳
香蕉泥
马铃薯
水解酪蛋白
浓度/%
0
10
15
20
10
15
20
10
15
20
10
15
20
10
15
20
接种PLB数/个
45
48
39
42
45
36
39
42
45
48
42
45
39
42
36
39
增殖后PLB数/个
63
147
138
162
180
177
168
96
111
99
129
126
93
21
15
9
平均增殖量
0.40
2.06
2.54
2.86
3.00
3.92
3.31
1.29
1.47
1.06
2.07
1.80
1.38
-0.50
-0.58
-0.77
平均增殖率/%
1.40
3.06
3.54
3.86
4.00
4.92
4.31
2.29
2.47
2.06
3.07
2.80
2.38
0.50
0.42
0.23
表1 有机添加物对蝴蝶兰PLB增殖的影响
注：添加水解酪蛋白时出现负增殖，这是因为培养后部分PLB死亡，不计入总数。
图1 初生PLB实体 图2 次生PLB实体 图3 初生PLB内部细胞的比较（×400）
图4 次生PLB细胞（×400） 图5 次生PLB的形成位置（×100） 图6 叶芽的形成位置（×100）
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结构，在高倍镜下可看到呈针状（图 8）或梭型（图 9），
在组织块中分布无规律性，与周围细胞似乎无结构上
的联系。
3 结论
（1）不同有机添加物种类对蝴蝶兰PLB增殖效果
影响有很大不同，同一类有机添加物不同浓度对其增
殖影响也有差异。总体影响由好至差依次为椰乳、椰
汁、马铃薯汁、香蕉泥、水解酪蛋白。椰乳的最佳增殖
浓度是 15%，椰汁的是 20%，马铃薯汁的是 10%，香蕉
泥的是15%，而水解酪蛋白的10%、15%、20%这3个浓
度都偏高，抑制了PLB的增殖。
（2）蝴蝶兰初生PLB与次生PLB解剖学观察组织
细胞有较大差异，初生 PLB的周边细胞排列紧密，中
间细胞则稀疏、没有规则，有些初生 PLB中还存在肾
型的气孔和未知功能的棒状结构；次生PLB的细胞则
大小比较均一，次生PLB发生于初生PLB的下半部，
叶芽分化发生在球茎的上半部区域。
4 讨论
4.1 有机添加物浓度与种类对蝴蝶兰组织培养的影响
椰汁、椰乳、香蕉、马铃薯等天然的有机物是组织
培养中常用的有机添加物，含有氨基酸、激素、酶等复
杂成分[11]。刘小燕等[12]研究表明，使用有机添加物对
蝴蝶兰 PLB增殖有影响，其中以椰乳增殖效果最好，
其次为马铃薯、香蕉，苹果对 PLB的增殖没有促进作
用。马生健等[13]研究表明，6种有机添加物对卡特兰
PLB增殖的促进作用由大到小依次为椰乳、马铃薯、椰
汁、香蕉泥、苹果汁、水解酪蛋白，15%的椰乳对PLB增
殖效果最佳，PLB的增殖率最高，增殖期间PLB的分化
率也最低。马杰等[14]研究表明，香蕉泥和椰乳对于蝴蝶
兰外植体PLB的形成具有明显的促进作用。陈勇等[15]
研究表明，在培养基中添加10%的椰汁能促进PLB增
殖。王静等[16]研究表明，只添加一种有机物，500 mg/L
水解酪蛋白的培养基中PLB增殖量最多，同时增殖的
PLB大而健壮，而且生长速度快。本研究结果表明，对
蝴蝶兰 PLB的增殖效果总体影响由好至差依次为椰
乳、椰汁、马铃薯、香蕉、水解酪蛋白，椰乳最佳增殖浓
度是15%，椰汁是20%，马铃薯是10%，香蕉是15%，而
3个浓度的水解酪蛋白都抑制了PLB的增殖，导致大
部分PLB死亡。椰乳是椰汁与椰肉的混合物，含有丰
富的营养和生理活性物质，如果糖、葡萄糖、蔗糖、蛋白
质、脂肪、维生素B、C、E以及Ca、P、Fe等微量元素和
矿物质，对 PLB的增殖非常有利，促使 PLB迅速增
殖。椰汁与椰乳相比，少了一些蛋白质、碳水化合物等
成分，对PLB的增殖相对于椰乳的差一些。马铃薯的
主要成分为淀粉、水、少量蛋白质及脂肪。另外，维生
素B1、C和K含量丰富，而且马铃薯具有即使遇热也不
流失维生素C的特点。马铃薯的营养成分较全，营养
结果也较合理，只是蛋白质、Ca和维生素A的量稍低，
这可能是造成马铃薯对 PLB增殖效果不及椰汁和椰
乳的原因。香蕉含丰富的碳水化合物、维生素K和维
生素A，但蛋白质和脂肪等含量偏低，其营养结构不及
以上3种有机添加物合理。水解酪蛋白是多种氨基酸
的混合物，其营养结构太单一，并且10%、15%、20%这
3个浓度都偏高，高浓度具有高渗透压，PLB易失水死
亡。
4.2 组织解剖学观察
笔者观察到的蝴蝶兰PLB结构特征与马生健等[17]
观察到的卡特兰、叶秀粦[18]观察到的石斛兰愈伤组织
外层细胞分裂形成PLB的特征相似，所观察到的蝴蝶
兰PLB的肾型气孔与马生健等[17]观察到的卡特兰幼叶
表面的气孔、王晓丽等[19]在蝴蝶兰的PLB的叶原基部
观察到的由2个保卫细胞组成的半月形的气孔结构的
报道的形状大体一致，张鹏等[20]在墨兰的组培所产生
的原球茎和丛生型内部结构也发现了类似的结构，推
图7 初生PLB中的气孔（×1000） 图8 针状棒状结构 图9 梭型棒状结构（×1000）
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马生健等：蝴蝶兰原球茎的增殖研究与解剖学观察
测此结构为大多单子叶兰科植物气孔所共有的结构；
棒状结构作为只存在于兰科的一种结构，目前还没有
有关其功能的报道，棒状结构可能是 PLB中具有支
持、输送水分和营养物质的一种功能结构，类似筛管或
导管的功能。
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