全 文 ：基金项目:中国林业科学研究院亚热带林业研究所重点项目(RISF060703)。
作者简介:平秀敏(1983-),女 ,硕士研究生 ,主要从事植物快繁殖技术方面的研究。 ＊通讯作者　　收稿日期:2008-10-15
红星凤梨组织培养与快速繁殖
平秀敏 1, 2　田　敏1＊　李纪元 1　段红平2
(1中国林科院亚热带林业研究所 ,浙江富阳　311400;2云南农业大学农业与生物技术学院 ,云南昆明　 650201)
摘　要:以红星凤梨为试材 ,研究了生长调节物质 、外植体类型 、抑菌剂等对离体不定芽再生的影响。在 MS+TDZ2.0
mg· L-1 +NAA0.5 mg· L-1培养基上 ,腋芽 、顶芽和叶片均可以诱导再生不定芽 ,腋芽和顶芽的不定芽再生频率相差
不大 , 均为 37.2% -53.3%,但叶片不定芽再生频率较低 , 仅为 2.8%-13.3% MS+0.2-0.5mg· L-1TDZ+0.05mg
· L-1NAA+100g· L-1椰子水为适宜的不定芽增殖培养基;试管苗生根的适宜培养基为 MS+IBA2.0 mg· L-1 +
100g· L-1椰子水;不定芽继代培养时 ,在灭菌后的培养基中加入 25 -50mg· L-1青霉素 G钠能有效控制内生菌的
污染。
关键词:红星凤梨;组织培养;快速繁殖
中图分类号　S668.3　　　文献标识码　A　　　文章编号　1007-7731(2008)23-103-03
TissuecultureandrapidpropagationofGuzmanialingulata
PingXiuminetal.　(1ResearthInstituteofSubtropicalForestry, CAF, Fuyang311400, China;2FacultyofAgronomyand
Biotechnology, YunnanAgriculturalUniversity, Kunming650201, China)
Abstract:GuzmanialingulataprotocormswereusedasmaterialstoestablishtheprotocormculturingsystemofGuzmanialin-
gulata.Theefectsofgrowthregulators, variedexplantsandablastintotheregenerationofadventitiousshootswerestudied
.Adventitiousshootscouldbeefficientlyinducedfromaxilarybud, terminalbudorleavesinthemediumconsistsofMS+
TDZ2.0 mg.l-1 + 0.5mg.l-1 NAA.Theregenerationfrequenciesofadventitiousbudsinducedfromaxilarybudsandter-
minalbudsarequitesimilar, bothofwhichwere37.2% -53.3%, whilethatoftheleaveswasonly2.8%-13.3% .The
mediumoptimumforthepropagationofadventitiousbudsconsistsofMS+0.2-0.5mg· L-1TDZ+0.05mg· L-1NAA+
100g.L-1coconutwaterextract, andthemediumoptimumfortherootageofthetest-tubeseedlingwasMS+IBA2.0mg·
L-1 +100g.L-1 coconutwaterextract.Endophytecanbeeffectivelycontroledbyaddinginaxenicmediumwith25-50mg
· L-1 penicilinGsodium.
Keywords:Guzmanialingulata;Adventitiousshoot;Regeneration;Tissueculture;Rapidpropagation
　　红星凤梨(Guzmanialingulata)属于凤梨科铁兰属 ,别
名为帝王星 ,原产于美国南部至美洲热带地区的常绿附生
草本。红星凤梨株型较小 ,叶光滑 ,叶片翠绿光亮 ,手感柔
软 ,较窄 ,叶缘无刺 ,呈松散的莲座状;红色穗状花序由叶
筒中央抽出 ,花茎直立 ,花茎高出叶丛 20cm以上 ,花茎上
螺旋着生许多鲜红的苞片 ,构成星形的花序。红星凤梨任
何时候都开花 ,花白色 ,花几乎藏在鲜红色的星形花苞内 ,
十分诱人 ,花期长达半年之久 ,是一种花 、叶两美的观赏植
物 [ 1] 。红星凤梨具有很高的观赏价值 ,深受大众喜爱 ,是
近年来国内外市场价格昂贵需求量较大的一种室内花卉。
该植物通常以分株方式繁殖 ,繁殖系数低 ,不能满足市场
需求。通过组织培养快速繁殖可在短期内向市场提供大
量种苗 。
1　材料与方法
1.1　材料　优质温室盆栽红星凤梨 。
1.2　试验方法　选用优质红星凤梨腋芽 、顶芽和叶片用
自来水冲洗后蒸馏水冲洗 3次 ,将腋芽和顶芽剥除其最外
层的芽鳞片 ,然后用 70%乙醇表面消毒 10s,用 0.1 %
HgCl2溶液浸泡消毒 6 -10min,表面消毒后的腋芽 、顶芽
用镊子除去老化的组织后接种于不同的生长培养基上诱
导不定芽 ,接种时每瓶接一个。表面消毒后的叶片将叶鞘
切成 0.5cm×0.5cm大小接种到 MS附加各种激素组合的
培养基上诱导芽的分化 。
1.3　培养条件　25±2℃、16h光照 /8h黑暗条件下;光照
强度为 2500Lx。基本培养基为 MS、1/2MS和 N6 。添加
30%蔗糖 , 5%琼脂粉 ,以及不同的外源添加物 、不同抑菌
剂和不同的激素种类及浓度组合。 pH值为 5.8。
2　结果与分析
2.1　不定芽的分化　试验选用四种激素组合 ,分别是 6
-BA+KT组合 、TDZ+KT组合 、6-BA+IAA组合和 TDZ
+NAA组合(表 1)。实验结果表明 , TDZ诱导不定芽的
分化率明显高于 6-BA和 KT, IAA和 NAA的作用无明显
差异。 MS培养基中附加 TDZ2.0 mg· L-1和 0.5 mg·
L-1NAA时 ,三种外植体不定芽的分化频率均较高 ,腋芽 、
顶芽 、叶片的分化率分别为 53.3%、45.6%、13.3%(10号
培养基)。在附加植物激素的培养基上 ,腋芽 、顶芽和叶片
均可以诱导产生不定芽 ,不同外植体分化频率不同 。其中
腋芽和顶芽的分化频率相差不大 ,均为 37.2%-53.3%,
103安徽农学通报 , AnhuiAgri.Sci.Bul.2008, 14(23)
DOI :10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2008.23.070
但叶片再生频率较低 ,仅为 2.8%-13.3%。由于红星凤
梨顶芽材料有限无法满足组培的需求 ,腋芽较多 ,而叶片
分化率低 ,因此红星凤梨快速繁殖的最佳外植体为腋芽。
表 1　不同外植体与激素对不定芽分化的影响
序号
植物生长调节剂(mg· L-1) 分化率(%)
TDZ 6-BA KTIAANAA 腋芽 顶芽 叶片
1 3.0 3.0 14.9±3.4a 14.3±3.1a 3.9±2.1b
2 4.0 2.0 17.3±1.2a 12.5±1.4a 2.8±1.2a
3 5.0 1.0 11.6±1.8a 17.8±2.3b 3.3±1.3a
4 2.0 3.0 38.5±2.2a 36.7±2.6a 9.1±1.0b
5 3.0 2.0 16.4±2.5c 13.3±3.9c 5.7±1.8b
6 4.0 1.0 37.2±3.2a 41.7±1.5b 7.9±1.0a
7 2.0 2.0 24.4±2.4b 25.6±2.2a 5.7±1.2b
8 2.0 1.0 31.2±3.3a 31.1±3.1b 8.9±2.7a
9 2.0 0.5 35.7±2.8a 21.6±2.7a10.0±2.5a
10 2.0 0.5 53.3±1.7c 45.6±2.8b13.3±2.2a
11 3.0 0.2 10.2±1.1b 17.3±3.1b11.5±2.9a
12 4.0 0.1 17.8±1.8b 12.6±1.6c 4.4±3.7b
　　注:1.培养基以 MS为基础;2.表中数据为三次重复平均值 ±
标准误差;3.数值后的不同字母表示差异显著性(p<0.01)。表 2、
4、 5同。
2.2　不定芽的增殖与复壮
2.2.1　不同浓度的 TDZ与 NAA组合对不定芽继代增殖
的影响　将从外植体诱导出的丛生芽进行切割 ,使之成为
单芽 ,在不同的培养基上培养 ,每瓶接种 2-5个芽。为了
找到最大的增殖系数 ,同时又让苗长得比较粗壮 ,有利于
生根 ,获得健壮的再生植株。设置了不同浓度的 TDZ和
NAA来进行不定芽的继代培养 。结果表明(表 2),在无激
素的培养基上 ,芽苗长势较差 , NAA浓度为 0.1mg· L-1
时 ,芽苗长势较差 ,低浓度的生长素(NAA)对不定芽的增
殖效果明显 , NAA浓度降低到 0.05时 ,芽苗长势较好。
TDZ对不定芽的增殖效果影响较为显著 ,低浓度的 TDZ
有利于不定芽的增殖 ,当 TDZ浓度从 0.2-0.5mg· L-1
时 ,不定芽的增殖倍数相对较高 ,芽苗长势相对较好 。当
TDZ浓度升高到 1.5 mg· L-1或 2.0mg·L-1以上时 ,不
定芽的增殖倍数明显降低 ,芽苗长势较差 。因此 ,一定浓
度的植物生长调节剂对不定芽的增殖继代是必需的 ,其中
细胞分裂素(TDZ)的最适质量浓度为 0.2 -0.5mg·
L-1 ,生长素(NAA)的最适质量浓度为 0.05 mg· L-1。
表 2　不同浓度的 TDZ与 NAA组合对芽增殖效果的影响
序号
TDZ
(mg· L-1)
NAA
(mg· L-1)
芽高
(cm)
平均增殖
倍数 芽的形态 效果
1 0 0 1.4a 2.9±0.23a 黄绿色 ,芽弱 差
2 0.2 0.1 1.5a 3.0±0.17a 黄绿色 ,芽弱 差
3 0.2 0.05 2.8d 4.9±0.56c 绿色 ,健壮 好
4 0.5 0.05 1.8b 3.6±0.15ab嫩绿色 ,健壮 较好
5 1.5 0.05 2.6c 3.1±0.22a 淡绿色 ,健壮 一般
6 1.5 0.05 1.6a 3.3±0.04a 淡绿色 ,芽弱 差
7 2.0 0.05 1.1b 3.2±0.02a 褐绿色 ,芽弱 差
2.2.2　外源添加物对观赏凤梨不定芽增殖的影响　选择
MS、1/2MS两种培养基。红星凤梨不定芽在分别含椰子
水 100g· L-1 、马铃薯 100g· L-1、香蕉汁 100g· L-1的培
养基上的增殖效果如表 3所示。由表 3可以看出 , MS和
1/2MS对不定芽的增殖效果无明显影响 ,但加入椰子水后
的增殖倍数与对照之间差异显著 ,与加香蕉汁和马铃薯汁
的培养基之间差异却并不显著。添加物的种类不同对培
养效果也不同 ,添加椰子水的培养基比添加香蕉汁或马铃
薯汁的培养基更能促进不定芽的增殖。另外试验还发现
有添加物的培养基上的丛生芽普遍比未添加营养物的培
养基上的丛生芽生长长势要好。
表 3　添加物对红星凤梨不定芽增殖的影响
培养基 添加物 扦插无菌苗数 平均增殖倍数 芽高(cm)
MS 150 3.80±0.22a 2.3
椰子水 150 4.25±0.17b 2.9
香蕉汁 150 3.85±0.13a 2.4
马铃薯汁 150 3.84±0.11a 2.2
1/2MS 150 3.80±0.22a 2.8
椰子水 150 4.15±0.08b 3.7
香蕉汁 150 3.77±0.23ab 3.1
马铃薯汁 150 3.85±0.22a 2.9
　　注:1.表中数据为三次重复平均值 ±标准误差;2.数值后的不
同字母表示差异显著性(p<0.01)。
2.2.3　不同控制污染措施对不定芽继代培养的影响　在
继代过程中 ,外植体附近经常出现的黏液或混浊水迹 ,这
可能是内生菌引起的污染。为了获得无菌苗 ,提高诱导
率 ,就必须控制内生菌的污染。本试验选用不同的抑菌剂
加入灭菌后的培养基 ,在保证外植体能正常分化的前提下
尽可能减少内生菌污染 。结果表明(表 4),使用各种抑菌
剂都在一定程度上减轻了内生菌的污染 ,同时也增加了丛
生芽的黄化率。卡那霉素不仅对内生菌无抑制作用 ,而且
对丛生芽有害 ,头孢霉素和羧苄青霉素的抑菌效果也不明
显 ,但对丛生芽无抑制作用 ,青霉素 G钠抑菌效果最好 ,培
养基中青霉素 G钠浓度达 20-50 mg· L-1 ,污染的培养
基基本表现无菌状态 ,并且丛生芽黄化率最低 ,生长状况
较好。
表 4　不同控制污染措施对不定芽继代培养的影响
处理
(mg·
L-1)
卡那霉素 头孢霉素 羧苄青霉素 青霉素 G钠
污染率
(%)
黄化率
(%)
污染率
(%)
黄化率
(%)
污染率
(%)
黄化率
(%)
污染率
(%)
黄化率
(%)
5 43.4 3.8 38.6 0 43.9 0 27.3 0
20 33.6 15.6 43.5 14.7 41.5 11.5 6.4 0
50 37.8 24.3 13.6 53.7 33.6 17.3 1.3 0
80 12.4 76.3 22.3 63.3 25.8 28.7 0 11.3
100 2.6 87.2 14.7 77.6 13.3 29.4 0 33.6
2.3　生根及移栽　不定芽长至 3cm左右 ,即可切下转接
到生根培养基上 ,进行不定根的诱导。从不定芽形成的再
生苗在附加 100g·L-1椰子水和不同浓度 IBA或 NAA的
MS培养基上 7-14d后就会产生 2-6根不定根。成为完
整的再生苗 。 20d后统计生根情况及 IBA、NAA对观赏凤
梨生根情况的影响(表 5),红星凤梨生根比较困难 ,不定
芽在无 IBA和 NAA的 MS培养基上培养时 ,一个月后仍
然无根形成 。低浓度的 NAA和 IBA对观赏凤梨不定根有
104 安徽农学通报 , AnhuiAgri.Sci.Bul.2008, 14(23)
明显的促进作用 ,但较高浓度的 NAA和 IBA对根的形成
有不利的影响 。同时在红星凤梨不定根形成中发现 ,加入
NAA形成的根细长纤弱 ,加入 IBA时形成的根粗短健壮 ,
其中 MS+IBA0.50mg.L-1 +100g.L-1椰子水培养基最适
合生根 ,不仅粗壮且多 ,生根率达 90%。待生根苗长到 5
-6cm时 ,打开瓶盖 ,炼苗 2-3d后 ,洗去小苗根部的培养
基 ,移栽入营养土中 ,成活率可达 95%。
表 5　不同激素的浓度配比对生根的影响
生长
素
浓度
(mg· L-1)
根长
(cm) 平均根数
生根率
(%)
开始生根
时间(d) 生根效果
NAA 0 0 0 0 0 无根 ,效果差
0.05 1.23±0.79a1.50±0.52a 16.5 15 根少 , 细长纤弱 ,效果差
0.10 1.01±0.27a2.12±0.75b 38.2 14 根多 , 长 , 效果一般
0.50 0.98±0.84a1.70±0.55a 47.8 11 根多 , 细长 , 效果一般
1.00 1.14±0.21a1.42±0.14a 26.1 17 根少 , 细长纤弱 ,效果差
IBA 0 0 0 0 0 无根 ,效果差
0.05 0.42±1.05a1.31±0.84a 21.4 9 根少 , 粗短 , 效果一般
0.10 0.36±0.87a1.00±0.89a 12.6 13 根少 , 粗短 , 效果一般
0.50 0.65±0.09b3.75±0.75c 48.7 14 根多 , 粗短健壮 ,效果好
1.00 0.49±0.15a1.21±1.05a 19.1 7 根少 , 粗短 , 效果一般
3　讨论
许多学者在研究观赏凤梨再生时发现 ,外植体类型 、
生长调节物质 、基因型等均不同程度影响不定芽的诱导。
Mathews[ 2]等从无菌小植株切取完整叶子 ,置于 MS+NAA
1.8 +IBA2.0+KT2.1(或 BA2.2)培养基中培养 ,则在外
植体切端增生愈伤组织 ,并于其上分化成芽 , BA比 KT诱
导出更多的芽 。Wakasa[ 3]等以休眠腋芽 、小冠芽 、小裔芽
进行培养 ,在 MS+肌醇 l00mg/L+3%蔗糖基础上添加
NAA2.0和 BA2.0,得到球状体(一类特殊愈伤组织),转
至仅含 BA2.0的培养基上长成苗 ,再移至不含激素的培
养基上生根。桂意云等 [ 4]将擎天凤梨的短缩茎切块接种
到诱导培养基上 ,经 25d培养长生不定芽 ,以固体培养基
MS+6-BA2.0 mg.L-1 +NAA0.1 mg· L-1为佳。徐立 [ 5]
等以彩叶凤梨为材料发现 , MS+KT4.0 mg· L-1 +IAA0.1
mg· L-1为最好的分化和增殖培养基 。
本试验以红星凤梨为材料研究发现 ,在同一种培养基
MS+TDZ2.0 mg· L-1 +NAA0.5 mg· L-1上 ,顶芽 、腋芽
和叶片三种外植体的再生均达到最佳(再生频率分别为
53.3%, 45.6%和 13.3%),但考虑到外植体来源 ,取材 、时
间限制和诱导分化率等因素 ,最佳的外植体是腋芽。选择
外植体对观赏凤梨快速繁殖是十分重要的 ,同一属凤梨不
同种 ,同一种凤梨不同品种 ,同一品种不同器官 ,同一器官
不同生理状态 ,对外界诱导反应的能力及分化再生能力是
不同的 。如不同基因型 、不同年龄 、不同生理状态的外植
体对培养基的反应不同 。
细胞分裂素(TDZ)是诱导外植体分化的关键因子 ,适
宜浓度的 TDZ(2.0mg·L-1)能促进不定芽的分化 ,而低
浓度的 TDZ(0.2 -0.5 mg· L-1)有利于不定芽的增殖 。
MS+TDZ0.2 -0.5 mg· L-1 +NAA0.05 mg· L-1 +100g
·L-1椰子水为最佳的增殖培养基 。 MS+IBA0.50 mg·
L-1 +100g· L-1椰子水为最佳的生根培养基 。TDZ在观
赏凤梨组织培养中的利用少见报道。 TDZ作为一种人工
合成的激素 ,具有细胞分裂素和生长素的双重功能 ,它在
植物体内及其稳定 ,比 BA具有更高的活性 [ 6-7] 。培养基
中加入一定浓度的有机添加物如椰子水 、马铃薯汁和香蕉
汁对不定芽的诱导均有一定的促进作用 ,这可能是由于这
些有机添加物中含有一定浓度的植物激素所致 。
试验研究中遇到的最主要的问题就是严重的污染问
题 ,污染率往往高达 70% -80%。污染率高的原因之一
是由于凤梨的特殊结构 ,大多数附生风梨叶片排列成莲座
状 ,基部形成一个不漏水的叶筒。由于叶筒长期贮水 ,生
长点长期处于水浸状态 ,使细菌侵入到组织内部 ,导致外
植体消毒困难 [ 8] 。外植体消毒时间短 ,成活率低 ,往往接
种 30d后内源菌还不断表现出来;消毒时间长又易杀伤生
长点 ,造成严重褐变 ,影响成活率;此外凤梨喜生长在湿润
偏酸性的土壤中 ,而湿润土壤为许多微生物的繁殖与生长
提供了有利条件 ,不仅表面易污染 ,外植体内部也易污染 。
为了降低污染率 ,必须选择合适的消毒剂和消毒时间 ,同
时为提高消毒效果 ,在外植体处理过程中要尽可能剥尽其
基部叶片 ,但是又不能伤及嫩茎组织。继代过程中在灭菌
后的培养基中加入 25-50mg· L-1青霉素 G钠能有效的
控制内生菌的污染 ,这种控制不定芽内生菌污染的措施在
观赏凤梨再生研究中属首次报道。
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-127
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(责编:陶学军)
105安徽农学通报 , AnhuiAgri.Sci.Bul.2008, 14(23)