全 文 ：北方园艺 2007(7):181 ～ 184 ·生物技术 ·
彩 叶 草 组 织 培 养 研 究
胡 国富 , 魏 　琪 , 胡 宝忠
(东北农业大学生命科学学院 ,哈尔滨 150030)
　　摘　要:以唇形科鞘蕊花属彩叶草(Coleus blumei Benth.)叶片为外植体 ,进行组织快繁的研
究。结果表明:叶片组织培养中 ,最适宜的消毒处理为消毒剂采用 0.1%升汞溶液 ,加入 3～ 4滴
吐温 80 ,消毒时间为 5 min ,总体污染率低于 20%;最适的愈伤组织诱导及继代培养基为
1/2MS+2.0 mg/ L 6-BA+1.0 mg/ L NAA 的组合 ,其平均诱导率为 72%;最适分化培养基是
1/2MS+1.0mg/L 6-BA+0.5mg/ L NAA的组合 ,其平均分化率为85.4%;彩叶草不定芽的最适
生根培养基是 1/2MS+0.5 mg/ L NAA组合 ,其平均生根率为 92.5%。
关键词:彩叶草(Coleusblumei Benth.);组织培养
中图分类号:S 681.903.6　文献标识码:A　文章编号:1001-0009(2007)07-0181-04
　　彩叶草(Coleus blumei Benth.)的繁殖可采用播种或
扦插等常规育苗方法 ,但这些方法受到季节限制 ,速度
慢 ,质量常常参差不齐 ,难以满足市场需求。而采用水
培技术培育彩叶草的方法较为适合家庭室内栽培 ,不适
合园林栽种。因此 ,应用植物组织培养技术来快速繁殖
彩叶草 ,是一种较为理想的方法。该技术成本适中 ,方
法简便 、易学 ,繁殖系数高 ,繁殖量大 ,品质均一性好 ,能
较好地保持母本植株的优良性状 ,是一种较为成熟的方
法 ,在许多花卉的繁殖中应用 ,且应用效果良好 。彩叶
第一作者简介:胡国富(1974-),黑龙江人 ,农学博士 ,讲师,现任教
于东北农业大学生命科学学院 ,研究方向为植物生殖生物学与分
子生物学。
通讯作者:胡宝忠。
收稿日期:2007-04-12
草的组织培养虽然已有所报道 ,但主要是采用对茎段诱
导产生愈伤组织后 ,再分化长成植株 ,所需时间长。而
且利用茎段作为外植体会伤害母本植株 ,因此 ,还需对
其它器官如叶等外植体进行研究 ,来获得更好的繁殖
途径。
1　材料与方法
1.1　试验材料
试验选取不同发育时期的彩叶草栽培植株及营养
生长阶段的叶片(所用材料 ,中文品名为彩叶草 ,中文品
种为奇才 ,颜色为天鹅绒 ,产地为美国泛美 ,国外供应商
为美国伯爵种子公司(Bodger Seeds ,Ltd.),进口单位为
大连华晟景观设计有限公司)。
1.2　试验方法
以下所用培养基均含有蔗糖3%,琼脂8 g/L ,pH5.8 ,
并置于121℃高温高压蒸气灭菌20min ,灭菌后的培养基
Study on the Industrialized Rapid Clonal Propagation Technology of
Aphelandra squarrosa cv“Dania”
LI Yong-wen , LI Hong
(Baoding Vocational and Technical College ,Hebei , 071051)
Abstract:Selects the vigorous and healthy branch of Aphelandra squarrosa cv“Dania” as explants carried on the industrialized
rapid clonal propagation technology research.The results showed that plant hormone combination of 6-BA0.5 mg/L+NAA
0.2mg/ L is best for callus induction and Adventitious buds differentiation.6-BA 0.3mg/L +NAA0.1mg/L is suitable for
continuous cultivation , the coefficient of reproduction is up to 6～ 8.NAA 0.5mg/L+IBA 0.1mg/L is good for rootage ,roo-
ting rate was 100%,and completely meets the demands of the industrialized rapid clonal propagation technology.
Key words:Aphelandra squarrosa cv “Dania”;Plant tissue culture;Rapaid clonal propagation
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·生物技术· 北方园艺 2007(7):181～ 184
在阴暗处放置3 d ,再进行接种。培养条件 ,均采用光照培
养 ,每天光照 14 h ,光照强度2 000lm/m2 ,温度(25 ±2)℃。
1.2.1　外植体的获取　彩叶草全身被毛 ,在消毒剂的水
溶液中容易产生气泡 ,阻碍了消毒剂对外植体的消毒 ,
从而引起大量外植体的污染。在所做的 3个处理中 ,只
有处理 3基本不存在污染 、外植体伤害小 ,应用效果较
好。该处理是消毒剂采用0.1%升汞溶液 ,加入 3 ～ 4滴
吐温 80 ,消毒时间为5min。
1.2.2　愈伤组织的诱导　试验应用四因素三水平的正
交表设计试验 ,共设 9种处理方式(见表 1),并以空白的
基本培养基1/2MS作为对照。经3次重复试验后 ,重新
设置 9种处理方式(见表 2),同样以空白的基本培养基
1/2MS作为对照 ,重复2次。
1.2.3　继代培养　设 3种处理 ,方式如下:a:1/2MS+
1.0mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA;b:1/2MS+2.0 mg/ L
6-BA +1.0 mg/ L NAA;c:MS +2.0 mg/ L 6-BA +
1.0mg/L NAA+0.5 g ·L-1活性炭。
1.2.4　分化培养　设 3种处理 ,方式如下:d:1/2MS+
1.0mg/L 6-BA +0.5mg/L NAA;e:1/2MS+1.0mg/ L
6-BA+0.01 mg/ L NAA;f:1/2MS+2.0 mg/L 6-BA+
1.0mg/L NAA。
1.2.5　不定芽的生根培养　设有 4种处理 ,方式如下:
g:1/2MS;h:1/2MS +0.5 mg/L NAA;i:1/2MS +
1.0mg/L NAA;j:1/2MS+1.5 mg/ L NAA 。
　　表 1　　L9(34)正交设计的处理方案
处理号 基础培养基 种类
质量浓度
/ mg·L-1
NAA质量浓度
/mg·L-1
1 MS 2 ,4-D 0.5 0.0
2 MS KT 1.0 0.1
3 MS 6-BA 2.0 0.5
4 1/ 2MS 2 ,4-D 1.0 0.5
5 1/ 2MS KT 2.0 0.0
6 1/ 2MS 6-BA 0.5 0.1
7 1/ 4MS 2 ,4-D 2.0 0.1
8 1/ 4MS KT 0.5 0.5
9 1/ 4MS 6-BA 1.0 0.0
　　表 2　　　　　第二次处理方案
处理号 基础培养基
6-BA 质量浓度
/mg·L-1
NAA质量浓度
/ mg·L-1
A MS 1.0 0
B MS 2.0 0.5
C MS 4.0 1.0
D 1/2MS 1.0 0.5
E 1/2MS 2.0 1.0
F 1/2MS 4.0 0
G 1/4MS 1.0 1.0
H 1/4MS 2.0 0
I 1/4MS 4.0 0.5
1.2.6　驯化与移栽　当不定芽长出的 4条～ 5条 ,长约
3～ 4 cm的健壮的不定根时 ,将培养瓶(不打开封口膜)
放置于室温下并利用日照进行培养一星期左右 ,打开封
口膜练苗 ,3～ 4 d后进行移栽 ,移栽所用的土壤是1/2草
炭土加 1/2沙以及少量有机肥。一周内罩塑料布保湿
并时常喷雾加湿 ,成活后移入盆中。
2　结果与分析
2.1　最适培养基组合筛选
2.1.1　最适愈伤组织诱导培养基筛选　为筛选出最适
愈伤组织诱导培养基 ,研究设计了第一组方案 ,其试验
结果见表 3。只有在含有3种浓度 6-BA的培养基中 ,彩
叶草叶片均产生愈伤组织 ,诱导率均超过 60%,效果较
好;但形成的愈伤组织在形成后容易褐化死亡 ,因此 ,需要
适时将愈伤组织切下移至增殖培养基内。由此 ,以6-BA
　　表 3　　L9(34)正交设计处理的结果
处理号 叶片接种数
形成愈伤
的叶片数
诱导率
/ %
叶片
死亡数
叶片死亡
率/ %
0 25 0 0.0 25 100.0
1 25 0 0.0 25 100.0
2 26 0 0.0 25 96.2
3 26 16 61.5 10 38.5
4 26 0 0.0 26 100.0
5 26 0 0.0 26 100.0
6 26 20 76.9 6 23.1
7 27 0 0.0 27 100.0
8 32 5 15.6 26 81.3
9 29 20 69.0 9 31.0
　　表 4　　　　　9种处理的比较
处理号 基础培养基
6-BA 质量
浓度/mg·L-1
NAA质量
浓度/mg·L-1
诱导率/ %
1 2
平均诱导
率/ %
A MS 1.0 0.0 16.0 0.0 8.0
B MS 2.0 0.5 56.4 41.7 49.1
C MS 4.0 1.0 69.2 65.0 67.1
D 1/2MS 1.0 0.5 52.6 66.7 59.7
E 1/2MS 2.0 1.0 64.0 80.0 72.0
F 1/2MS 4.0 0.0 10.5 25.0 17.8
G 1/4MS 1.0 1.0 16.0 34.0 25.0
H 1/4MS 2.0 0.0 14.6 35.7 25.2
I 1/4MS 4.0 0.5 15.0 34.5 24.8
　　注:0-对照组 ,Note:0-control group
与NAA为主要植物生长调节剂设计了第二组方案 ,共9
个处理 ,以1/2MS基础培养基为对照。统计接种一个月
时的愈伤组织诱导率和叶片的死亡率 ,试验结果见表 4 ,
由表 4可知 ,接种的叶片在B 、C 、D、E 4种处理的培养基
内愈伤组织形成数量较大。在实际操作中 ,由处理C和
E诱导出的愈伤组织质地良好 ,易于切离及继代培养。
特别是 E处理中 ,愈伤组织诱导效果为最好。而且 ,处
理 C内激素的含量相对较高 ,从而产生组织染色体变异
的可能性也相对较高[ 1] 。因此 ,综合多种因素 ,研究认
为 E处理 ,即1/2MS+2.0 mg/ L 6-BA+1.0mg/L NAA
的组合 ,为最适的愈伤组织诱导培养基 ,其具有诱导率
高 、所诱导形成的愈伤组织质地良好 、外植体死亡率较
低等优点。
2.1.2　愈伤组织继代培养基筛选　将诱导出的愈伤组
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北方园艺 2007(7):181 ～ 184 ·生物技术 ·
织取下 ,切成大小相近的小块 ,接种在 3种培养基组合
内 ,进行继代培养基的筛选 ,并重复实验 3次 ,统计生长
一个月时的结果。在 b号继代培养基内愈伤组织的生
长状态最好 ,增殖速度较快 ,且死亡率低于 10%。而 a
培养基内接种的愈伤组织容易褐化死亡 ,同时死亡率高
于40%,生长较为缓慢;c号培养基内的绝大多数的愈伤
组织都褐化死亡 ,基本没有体积或质量上的增长。综合
多方因素 ,试验确定 b号培养基 ,即 1/2 MS+2.0 mg/ L
6-BA+1.0 mg/L NAA的组合是愈伤组织的最适继代
培养基。而且 ,该组合与诱导培养基的组合相同。
2.1.3　分化培养基筛选　分化培养基的筛选是在 3个
组合中进行 ,统计培养45d时分化出不定芽的愈伤组织
数 ,结果见表5。由结果可见 ,愈伤组织的最适分化培养
基组合是 a 号培养基 ,即 1/2MS +1.0 mg/L 6-BA+
0.5mg/L NAA ,该分化培养基内培养的愈伤组织分化
速度快 ,所分化出的不定芽数量大 ,而且健壮 ,适于进行
生根培养。
　　表 5　　　　　分化培养基的比较
处理号 愈伤组织数
分化数 分化率/ %
1 2　 3　　 1　　　2　　　　3 　 分化情况
a 30 23 26 28 76.7 86.7 93.3 分化迅速 ,不定芽健壮
b 30 10 17 11 33.3 56.0 36.7 分化缓慢 ,不定芽弱小
c 30 1 1 4 3.3 3.3 13.3 分化极其缓慢 ,有不定根分化
2.1.4　生根培养基筛选　当不定芽长至 2 cm左右时 ,
将其从愈伤组织上取下 ,进入生根培养阶段。对于生根
培养基的筛选是在4种培养基内进行的 ,以培养 20 d时
生根的不定芽数量为比较标准 ,结果见表 6。其中 e号
培养基内形成的不定根长而粗壮 ,根排列的密度适中 ,
同时 ,不定根上着生有较多的根毛 ,由此形成的完整植
株比较健壮 ,有利于驯化移栽。所以 ,研究认为 e号培
养基的组合 ,即 1/2MS +0.5 mg/ L NAA ,是最为适合
进行彩叶草不定芽生根培养的培养基。
　　表 6　　　　生根培养的比较
处理号 不定芽数 生根的不定芽数 生根率/ %
1 2 3 1 2 3
生根情况
d 40 23 20 22 57.5 50.0 55.0 生根较快,根细
e 40 37 34 40 92.5 85.0 100.0 生根迅速 ,根长而健壮
f 40 36 34 40 90.0 85.0 100.0 生根快 ,根短且密集
g 40 19 16 20 47.5 40.0 50.0 生根较慢 ,不定芽易死亡
2.2　再生植株的驯化与移栽
当不定芽分化出4至5条 ,长4 cm左右的健康的不
定根时 ,对这些健壮的再生植株进行练苗及移栽。彩叶
草再生苗在移栽时 ,对土壤的要求不高 ,需要透气性好 ,
土壤肥沃即可。因此 ,其在含 1/2草炭土加1/2沙以及
少量有机肥的土壤中就可以很好的生长 ,经驯化的再生
苗在培养一周后就可以适应外界的条件 ,成活率可以达
到 90%以上 ,生长状态良好。在培养 5 ～ 6个月后 ,部分
再生苗可开花并结实。
3　讨论
3.1　外植体的选择
研究采用了彩叶草的叶片为外植体 ,诱导愈伤组织
并培养后再分化形成完整的再生苗的方法。有少量的
研究者以彩叶草的茎段和种子的上胚轴 ,而诱导形成丛
生芽的方法 ,来完成快速繁殖[ 2 , 3] 。试验使用叶片作为
外植体是较为适宜的 ,可以降低组织培养对母体植株的
伤害 ,操作简单。而且由叶片诱导愈伤组织的途径可以
长时间的进行培养 ,适于彩叶草的大量快速繁殖 ,是一
种较为合适的方法与途径。
3.2　组织培养过程中的污染问题
污染是植物组织培养过程中三大难题(污染 、褐化
以及玻璃化现象)之一。植物组织培养中的污染危害很
大 ,包括在早期导致第一代培养的失败 、增殖效率的降
低 、培养材料生长的减缓 、玻璃苗的增加等;在后期会导
致试管苗移栽困难和死亡 ,甚至有的污染也会引起培养
物的遗传变异。而且 ,存在于无病症的健康植物组织中
的内生休眠病原菌 ,一旦寄主遇到恶劣的环境或外界微
生物干扰时能够重新活动 ,引起病害。因此 ,在实践中
降低污染意义重大[ 4] 。
通常污染是由于环境不洁 、培养基和培养材料消毒
不彻底 、操作不当 、操作人员或工具带菌等原因引起
的[ 5 ,6] 。一般地解决办法就是预先进行消毒剂种类 、浓
度以及消毒时间的筛选实验。同时 ,经常对接种室和超
净工作台进行消毒 、灭菌;规范操作规程以及提高操作
水平 ,来降低操作污染和环境污染[ 7-9] 。
研究彩叶草体表着生大量的表皮毛和腺毛 ,在消毒
剂的水溶液中 ,较容易产生气泡 ,阻碍消毒剂与外植体
表面的接触 ,从而降低了消毒剂的灭菌效果 ,增大了外
植体的污染率。因此 ,首先进行了消毒处理的筛选工
作 ,并筛选出最为适宜的处理方法。该方法使用了浓度
较低的升汞溶液作为消毒剂 ,并在其中加入表面活性剂
吐温-80。这样的处理可以在较短的时间内完成消毒过
程 ,并降低幼嫩的叶片被消毒剂杀死的机率 ,同时表面
活性剂可以减少叶片表面气泡的产生 ,有辅助并促进消
毒剂发挥作用的功能。所以这种处理方法在研究中被
采用。
3.3　组织褐化与活性碳的使用
一般认为 ,褐化主要是因为多酚氧化酶(PPO)作用
于天然底物酚类物质 ,使其被氧化成醌类物质 ,呈红褐
色 ,并抑制许多酶的活性 ,从而影响植物材料的正常生
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·生物技术· 北方园艺 2007(7):181～ 184
长 ,严重时可导致培养物的死亡[ 10] 。
在彩叶草叶片的愈伤组织诱导以及愈伤组织继代
的过程中 ,都出现了不同程度的褐化。特别是在使用
MS基础培养基的组合中 ,褐化现象最为严重。研究设
计了加入活性炭的继代培养基 ,但褐化现象并未解决 ,
还引起了愈伤组织的大量死亡 ,效果不佳。这主要是因
为活性碳的吸附作用没有选择性 ,在吸附有害物质的同
时也吸附了培养基中的生长调节物质 ,使其失去功能 ,
而影响愈伤组织的正常生长[ 11] 。因此 ,研究通过加快转
瓶速度 、及时更换培养基的方法减轻了愈伤组织继代培
养中的褐化现象。
3.4　再生苗玻璃化
植物组织培养中 ,常常可以观察到分化形成一些半
透明状的畸形试管植物 ,这类植物体被称为“玻璃苗” ,
是植物组织培养中常见的现象 ,称为“玻璃化现象” 。
目前可考虑的具体措施有:培养基采用固体培养
基 ,且琼脂浓度不低于 0.8%;使用透气性良好的封口膜
封装培养瓶 ,尽量保持较好的通气性;筛选适宜的碳源
种类及浓度;注意细胞分裂素和生长素的配比以及植物
生长调节剂和 K+之间的配合 ,争取兼顾不定芽增殖系
数和控制玻璃苗的发生[ 12 ,13] 。
在彩叶草组织培养中 ,所获得的再生苗中有少量的
玻璃苗出现。这些玻璃苗表现为植株弱小;半透明状;
节间变长;茎 、叶水质 、脆弱易碎;叶片皱缩成纵向卷曲;
叶表缺少角质层和毛状物。这与其它植物产生的玻璃
苗在形态特征上基本相同[ 14] 。
研究在培养过程中 ,采用的方法有:加强培养瓶内
空气流通 ,即用灭菌的脱脂棉棉塞代替塑料封口膜;加
强光照 ,适当延长光照时间和增强光照强度;适当增大
琼脂和蔗糖的浓度 ,来提高培养基内的渗透压等等。实
践中这些方法被证明具有相当的作用 ,可有效的降低玻
璃苗的发生数量 ,并且提高了再生苗的质量和抗性。
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Study on the Plant tissue culture in Coleus blumei Benth.
HU Guo-fu , WEI Qi , HU Bao-zhong
(1.Life Science Collage of Nor theast Agricultural university , harbin , 150030)
Abstract:The study of the plant tissue culture const ructed rapid propagation system of Coleus blumei Benth.with its
leaves as the explants.From this research , the main results were as follows:
In the investigation of plant tissue culture with leaves of Coleus blumei Benth., the optimum disinfection method was u-
sing 0.1% solution of mercuric chloride as the disinfectant with 3-4 drop of Tween-80 , and the disinfection last 5 min.
The rate of pollution with this method was below 20%.The optimum culture medium of inducement callus and sub cul-
ture was 1/2MS+2.0mg/L 6-BA+1.0mg/L NAA , and its average rate of inducement was 72%.The optimum culture
medium of differentiation culture was 1/2MS+1.0mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA , and its average rate of differentiation
was 85.4%.The optimum culture medium of rooting culture was 1/2MS+0.5 mg/ L NAA , and its average rate of roo-
ting w as 92.5%.
Keywords:Coleus blumei Benth., tissue culture
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