全 文 ：第 37卷 第 3期 东　北　林　业　大　学　学　报 Vol.37No.3
2009年 3月 JOURNALOFNORTHEASTFORESTRYUNIVERSITY Mar.2009
须苞石竹组织培养和快速繁殖 1)
　　　　　　 李　欣　张彦妮　　　　陈立新　　　　岳　桦
(东北林业大学 ,哈尔滨 , 150040)　　　　(黑龙江省农业科学院)　　　　(东北林业大学)
　　摘　要　以须苞石竹(Dianthusbarbatus)的种子获得的无菌苗的茎节 、茎段和叶片为外植体 , 通过在 MS基本
培养基中加入不同质量浓度的 6-BA和 NAA, 筛选最佳外植体和最佳培养基配方。结果表明:以茎节和叶片为外
植体 ,有利于须苞石竹的快速繁殖;初代培养时 , 在 MS+6-BA1 mg/L+NAA0.4mg/L培养基上 , 分化率最高;继
代培养时 ,在 MS+6-BA1mg/L+NAA0.05mg/L培养基上 , 分化率最高 , 且明显高于其它配方;最适宜的生根培
养基为 MS+0.1mg/LNAA。
关键词　须苞石竹;组织培养;植株再生;快速繁殖
分类号　S681.5TissueCultureandRapidRegenerationofDianthusbarbatus/LiXin, ZhangYanni(SchoolofLandscapeArchitecture,NortheastForestryUniversity, Harbin150040, P.R.China);ChenLixin(HeilongjiangProvincialAcademyofAgriculturalSci-ences);YueHua(NortheastForestryUniversity)//JournalofNortheastForestryUniversity.-2009, 37(3).-12 ～ 13, 52AseriesofexperimentsontissuecultureandrapidpropagationofDianthusbarbatuswerecarriedoutusingstemno-dus, stemsegmentandleavesfromthesterileseedlingsasexplantsinordertoscreenoutbetterexplantsandsuitablecul-turemedium.TheregenerationsystemofD.barbatuswassetupthroughaddinghormone6-BAandNAAintoMSbasicculturemedium.ResultsshowedthatthestemnodesandleavesofD.barbatuswerebetterinoculationexplantscomparedwithotherpartsoftheplant.ThedifferentiationrateoftheadventitiousbudwasthehighestonMSculturemediumsupple-mentedwith1mg/L6-BAand0.4mg/LNAAduringtheinitialculture, whilethatwasthehighestonMSwith1mg/L6-BAand0.05mg/LNAAduringserialsubculture.MSwith0.1mg/LNAAwastheoptimalrootingmedium.Keywords　Dianthusbarbatus;Tissueculture;Plantregeneration;Rapidpropagation
　　石竹科(Carrophylaceae)植物是重要的观赏园艺植物 ,全
世界共 75个属 , 约 2 000种 ,我国有 30属 388种 , 分布于全国
各地 [ 1] 。因此 ,研究工作者正致力于开发多种石竹科植物 ,
提高石竹科植物的利用价值 [ 2] 。其中香石竹(Dianthuscaryo-
phylus)、中国石竹(Dianthuschinensis)和美国石竹(Dianthus
barbatus)是它的 3个重要观赏种 [ 3] , 常被用作庭院花坛栽培 ,
也可做成盆花 、鲜切花等。目前 , 一些学者对香石竹和中国石
竹的研究较多 , 包括鲜切花保鲜 [ 4] 、基因转化 [ 5-7] 、组织培
养 [ 8-9] 、原生质体培养 [ 10]等方面 , 而对美国石竹的研究甚少。
笔者通过比较不同激素种类或浓度对须苞石竹不同外植体诱
导和分化的影响 ,旨在初步建立须苞石竹组织培养再生体系 ,
为须苞石竹的规模化生产和遗传转化等奠定基础 ,提供一定
的科学依据。
1　材料与方法
供试材料为须苞石竹种子 , 采自于东北林业大学花卉研
究所圃地。将须苞石竹种子用体积分数为 75%的酒精消毒
30s, 用无菌水冲洗 2 ～ 3次 , 然后用质量分数 1%的次氯酸钠
分别消毒 10、12、15min, 再用无菌水冲洗 4 ～ 5次 , 然后接种
在 MS培养基中培养。
诱导和分化培养:将须苞石竹无菌苗的茎 、叶 、茎节剪成
1cm的小段 , 置于不同质量浓度(A1:MS+6-BA 1 mg/L+
NAA0.2mg/L;A2:MS+6-BA1 mg/L+NAA 0.4 mg/L;A3:
MS+6-BA1mg/L+NAA0.8mg/L;A4:MS+6-BA1.5mg/L+
NAA0.2mg/L;A5:MS+6-BA1.5mg/L+NAA0.4 mg/L;A6:
MS+6-BA1.5mg/L+NAA0.8mg/L;A7:MS+6-BA2mg/L+
NAA0.2mg/L;A8:MS+6-BA2mg/L+NAA0.4mg/L;A9:MS+
1)黑龙江省青年基金(QC06C004)。
第一作者简介:李欣 ,女 , 1982年 12月生 ,东北林业大学园林学
院 ,硕士研究生。
通信作者:张彦妮 ,东北林业大学园林学院 ,副教授。
收稿日期:2008年 3月 11日。
责任编辑:张建华。
6-BA2mg/L+NAA0.8mg/L)的诱导培养基中进行诱导分化
培养 。
继代增殖培养:将初代培养基中得到的愈伤组织 、膨大茎
段 、高度 2cm以下的不定芽继代到新的培养基中 , 进行继代
增殖培养 , 培养基质量浓度为———B1:MS+6-BA1 mg/L+
NAA0.01mg/L;B2:MS+6-BA1mg/L+NAA0.05mg/L;B3:
MS+6-BA1mg/L+NAA0.1mg/L;B4:MS+6-BA2 mg/L+
NAA0.01mg/L;B5:MS+6-BA2mg/L+NAA0.05mg/L;B6:
MS+6-BA2mg/L+NAA0.1mg/L;B7:MS+6-BA3 mg/L+
NAA0.01mg/L;B8:MS+6-BA3mg/L+NAA0.05mg/L;B9:
MS+6-BA3mg/L+NAA0.1mg/L)。
生根培养:将继代培养所分化的高度为 2cm的健壮不定
芽在 3种质量浓度的生根培养基(C1:MS+NAA0.1 mg/L;
C2:1/2MS+NAA0.1mg/L;C3:1/4MS+NAA0.1mg/L)中
进一步诱导生根 ,得到完整植株。
2　结果与分析
2.1　无菌苗获得
将须苞石竹种子消毒后 ,接种于 MS培养基中 ,观察种子
出苗及污染情况。
经 20d累计观察统计 ,须苞石竹种子在 NaClO中消毒 12
min时 ,效果最好 ,得到了 95%的出苗率,且出苗后无污染,见表 1。
表 1　种子不同消毒时间的处理效果
消毒时
间 /min
接种种子
数 /粒
发芽
数 /粒
污染
数 /粒
出苗
率 /%
污染
率 /%
10 20 17 4 85 20
12 20 19 0 95 0
15 20 10 0 50 0
2.2　诱导与分化培养
2.2.1　叶片愈伤组织的诱导与分化培养
以无菌苗的叶片为外植体 ,将其放在诱导和分化培养基
(A1 ～ A9)上培养。 20d后 , 6-BA和 NAA对须苞石竹叶片愈
伤组织和不定芽的诱导情况见表 2。
DOI :10.13759/j.cnki.dlxb.2009.03.014
表 2　叶片愈伤组织和不定芽的诱导
培养基
类型
接种未污染的
外植体数 /个
产生愈伤的外
植体数 /个
愈伤组织
诱导率 /%
产生不定芽的
外植体数 /个
不定芽分
化率 /%
A1 30 30 100 4 26.67
A2 30 30 100 14 46.67
A3 30 30 100 6 20.00
A4 30 30 100 4 13.33
A5 30 30 100 4 13.33
A6 30 30 100 6 20.00
A7 36 33 91.67 8 26.67
A8 36 33 91.67 6 20.00
A9 30 25 83.33 4 13.33
　　由表 2可知 ,叶片在 A1 ～ A6培养基中的愈伤组织诱导
率均为 100%。在 6-BA的质量浓度为 1mg/L、NAA的质量浓
度为 0.4mg/L时 , 叶片的不定芽分化率最高 , 为 46.67%;当
6-BA的质量浓度为 1.5 mg/L、NAA的质量浓度为 0.8 mg/L
时 ,不定芽的分化率为 20%;当 6-BA的质量浓度为 2mg/L、
NAA的质量浓度为 0.2mg/L时 , 不定芽的分化率最大 , 为
26.67%。由此可知 ,以须苞石竹叶片为外植体时 ,选用 A2培
养基作为诱导和分化培养基比较适宜。
2.2.2　茎段愈伤组织的诱导和分化培养
以无菌苗的茎段为外植体 , 将其放在附加不同质量浓度
的 6-BA和NAA的MS培养基 (A1 ～ A9)上培养 , 2 0d后 ,
6-BA和 NAA对须苞石竹茎段愈伤组织和不定芽的诱导情况
见表 3。
表 3　茎段愈伤组织的诱导
培养基
类型
接种未污染的
外植体数 /个
产生愈伤的外
植体数 /个
愈伤组织诱
导率 /%
A1 36 15 41.67
A2 35 15 42.85
A3 36 32 88.89
A4 38 17 44.70
A5 36 24 66.67
A6 36 32 88.89
A7 36 24 66.67
A8 36 8 22.22
A9 36 28 77.78
　　由表 3可知 ,茎段在所有的培养基上只形成了愈伤组织 ,
均未产生不定芽。在 A1 ～ A6培养基中 , 当 6-BA的质量浓度
不变时 ,茎段愈伤组织诱导率随着 NAA质量浓度的增加而增
加,在 NAA的质量浓度为 0.8mg/L时达到最大, 为 88.89%。在
6-BA的质量浓度为 2 mg/L时 , 茎段愈伤组织的诱导率随
NAA质量浓度的升高先降低后增加 , 在 NAA的质量浓度为
0.8mg/L时达到最大 , 为 77.78%。
2.2.3　茎节愈伤组织的诱导与分化培养
以无菌苗的茎节为外植体 , 将其放在同时附加不同质量
浓度的 6-BA和 NAA的 MS培养基(A1 ～ A9)上培养 , 20 d
后 , 6-BA和 NAA对须苞石竹茎节愈伤组织和不定芽的诱导
情况见表 4。从表 4看出 , 在 6-BA质量浓度不变的情况下 ,
随着 NAA质量浓度的提高 , 不定芽的分化率下降。当以茎节
为外植体时 ,适宜诱导不定芽的培养基为 A1和 A2或 A4;适
宜诱导愈伤组织的培养基为 A3和 A5或 A6。
2.3　继代增殖培养
已有研究表明 ,在 MS培养基中加入 1mg/L2, 4-D, 须
苞石竹无菌苗可不经过愈伤组织直接生成不定芽 [ 11] 。在本
试验中发现 ,愈伤组织上生成的不定芽要比无菌苗各部分直
接生的芽健壮 ,且生芽数量多。
2.3.1　叶片的继代增殖培养
将初代培养获得的小于 2cm的芽及愈伤组织在培养基
(B1 ～ B9)上进行继代培养 , 继代培养增殖情况见表 5。
表 4　茎节愈伤组织和不定芽的诱导
培养基
类型
接种未污染的
外植体数 /个
产生愈伤的外
植体数 /个
愈伤组织
诱导率 /%
产生不定芽的
外植体数 /个
不定芽分
化率 /%
A1 36 28 77.78 16 44.44
A2 36 32 88.89 16 44.44
A3 36 36 100 4 11.11
A4 36 32 77.78 16 44.44
A5 36 36 100 12 33.33
A6 36 36 100 8 22.22
A7 36 32 88.89 12 33.33
A8 36 28 77.78 8 22.22
A9 36 32 88.89 4 11.11
表 5　叶片在不同培养基上的继代增殖情况
培养基类型 接种外植体数 /个 40d后不定芽数量 /个 增殖倍数
B1 18 10 0.56
B2 15 24 1.60
B3 16 10 0.63
B4 14 10 0.70
B5 15 18 1.20
B6 14 7 0.50
B7 14 16 1.14
B8 12 17 1.42
B9 15 9 0.60
　　研究结果表明 , 在 6-BA质量浓度不变的情况下 , 随着
NAA质量浓度的增大 ,增殖倍数先增加后降低 ,在 6-BA的质
量浓度为 1mg/L、NAA的质量浓度为 0.05mg/L时, 不定芽的
增殖倍数最多。由此可知 ,以须苞石竹叶片为外植体时, 选用
B2培养基作为叶片产生不定芽的继代增殖培养基比较适宜。
2.3.2　茎段的继代增殖培养
初代培养时 ,茎无不定芽生成 , 只有愈伤组织生成 , 继代
培养增殖情况如表 6。由表 6可知 , 在 6-BA的质量浓度为 2
mg/L时 ,茎段不定芽的增殖系数随着 NAA质量浓度的提高
先减少后增加 ,在 NAA的质量浓度为 0.1mg/L时达到最大 ,
为 2.75, 不定芽多为翠绿色 ,粗壮。总体来说 ,茎段继代后产
生的不定芽和增殖倍数相对较少 , 只有在 B3、B4和 B6培养
基上有不定芽的分化 ,且生成的不定芽生长情况差别不大 , 其
余培养基上均未出现不定芽。
表 6　茎段在不同培养基上的继代增殖情况
培养基类型 接种外植体数 /个 40d后不定芽数量 /个 增殖倍数
B1 4 0 0
B2 8 0 0
B3 4 4 1.00
B4 6 2 0.33
B5 8 0 0
B6 4 11 2.75
B7 2 0 0
B8 7 0 0
B9 6 0 0
2.3.3　茎节的继代增殖培养
由表 7可知 , 在 NAA质量浓度为 0.1mg/L时 ,不定芽的
增殖系数随着 6-BA质量浓度的提高而增加。研究还发现 ,在
培养过程中除了产生不定芽外 , 有的还产生了少量根。 在所
有培养基中 ,丛生芽均为绿色。若以增殖为目的 , 应选用 B2
作培养基较为适宜。 (下转 52页)
13第 3期　　　　　　　　　　　　　　　李　欣等:须苞石竹组织培养和快速繁殖　　　　　　　　　　
3　结论
春季温度骤降诱导杨树枝皮内的酚类物质含量总体呈上
升趋势 ,芽萌动期枝皮酚类物质的升高幅度最大。在温度骤
降诱导下 ,不同抗冻能力的杨树 , 其酚类物质的变化差异较
大:抗冻能力较强的小黑杨木质素含量变化显著;抗冻能力较
弱的黑林三号和抗冻能力一般的黑林五号 ,则是缩合单宁和
总酚含量变化显著。同一生育时期 ,温度骤降的幅度与杨树
体内酚类物质的响应程度存在一定的相关性。
无论是杨树种类不同还是生育时期的差异 , 酚类物质的
变化均与温度骤降有较明显的关系 , 表明酚类物质在杨树春
季温度骤降过程中可能发挥了积极的生理作用。
参　考　文　献
[ 1] 　孟婷婷 ,倪健 ,王国宏.植物功能性状与环境和生态系统功能
[ J] .植物生态学报 , 2007, 31(1):150-165.
[ 2] 　马英姿 ,梁文斌 ,陈建华.经济植物的抗寒性研究进展 [ J] .经济
林研究 , 2005, 23(4):89-94.
[ 3] 　郑红 , 郑凯.气候变暖对黑龙江省灾害气候影响及减灾对策
[ J] .自然灾害学报, 2003, 12(4):150-154.
[ 4] 　陆佩玲 ,于强 ,贺庆棠.植物物候对气候变化的响应 [ J] .生态学
报 , 2006, 26(3):923-929.
[ 5] 　阎秀蜂 ,王洋 ,李一蒙.植物次生代谢及其与环境的关系 [ J].生
态学报 , 2007, 27(6):2554-2562.
[ 6] 　PennycookeJC, CoxS, StushnofC.RelationshipofColdacclima-
tion, totalphenoliccontentandantioxidantcapacitywithchiling
toleranceinpetunia(Petunia×hybrida)[ J] .Enviromentaland
ExperimentalBotany, 2005, 53(2):225-232.
[ 7] 　WróbelM, KaramacM, AmarowiczR, etal.Metabolismofphe-
noliccompoundsinVitisripariaseedsduringstratificationanddur-
inggerminationunderoptimalandlowtemperaturestressconditions
[ J] .ActaPhysiologiaePlantarum, 2005, 27(3):313-320.
[ 8] 　JanasKM, CvikrovaM, PalagiewiczA, etal.Constitutiveelevated
accumulationofphenylpropanoidsinsoybeanrootsatlowtempera-
ture[ J] .PlantScience, 2002, 163:369-373.
[ 9] 　MarznnaS, MieczyslawK, AlinaK.Lowtemperature-induced
modificationincelultrastructureandlocalizationofphenolicsin
winteroilseedrape(BrasicanapusL.var.oleiferaL.)leaves
[J].AnnalsofBotany, 2002, 90:637-645.
[ 10] 　王海波 ,李疆.短时间高温处理下桃芽酚类物质及相关酶活性
与休眠解除的关系 [ J] .果树学报 , 2006, 23(3):365-369.
[ 11] 　李春明 ,王洋 , 于文喜.杨树中缩合单宁含量的变化 [ J].林业
科技 , 2007, 32(5):17-18.
[ 12] 　赵天锡 ,陈章水.中国杨树集约栽培 [ M] .北京:中国科学技术
出版社 , 1994:120-123.
[ 13] 　ButlerLG, PriceML, BrothertonJE.Vanilinassayforproan-
thocyanidins(condensedtannins):modificationofthesolventfor
estimationofthedegreeofpolymerization[J].Agric.FoodChem,
1982, 30:1087-1098.
[ 14] 　魏建华 ,赵华燕.毛白杨 CCoAOMTcDNA片段的克隆与转基因
杨木质素含量的调控 [ J] .植物学报 , 2001, 43(11):1179-
1183.
[ 15] 　GrahamHD.StablizationofthePrussianbluecolorinthedeter-
minationofPolyPhenols[ J].AgricFoodChem, 1992, 40:801-
805.
[ 16] 　席先蓉 ,李寿星.蒲黄及不同炮制品中总黄酮和多糖含量分析
[ J].中国中药杂志 , 2000, 25(1):25-28.
[ 17] 　石碧 ,狄莹.植物多酚 [ M].北京:科学技术出版社 , 2000:124-
134.
(上接 13页)
表 7　茎节在不同培养基上的继代增殖情况
培养基类型 接种外植体数 /个 40d后不定芽数量 /个 增殖倍数
B1 9 12 1.33
B2 4 30 7.50
B3 7 15 2.14
B4 8 11 1.38
B5 5 20 4.00
B6 6 15 2.50
B7 4 10 2.50
B8 3 5 1.67
B9 7 19 2.71
2.4　生根培养
将 2cm高的丛生不定芽切成单株 ,除去基部的愈伤组织
或略带愈伤组织 ,转接到生根培养基上培养 , 已有研究表明 ,
在 MS培养基中加入 NAA(1mg/L)和 IBA(2mg/L), 可以促
进香石竹无菌苗根的生长 [ 12] 。
本试验比较了无菌苗在 3种生根培养基(C1:MS+NAA
0.1mg/L, C2:1/2MS+NAA0.1 mg/L, C3:1/4MS+NAA0.1
mg/L)上的生根效果。 30d后统计各处理的生根率及根的生
长情况发现:大量元素的浓度对须苞石竹根的形成具有显著
的影响。当 NAA质量浓度一定时 , 随着 MS培养基中大量元
素浓度的减少 ,生根率下降 。
适宜须苞石竹无菌苗生根的培养基为 MS+0.1 mg/L
NAA, 在该种培养基上生成的根比较多 , 且均匀而细长 , 植株
长势良好。
3　结论与讨论
对须苞石竹种子消毒时 , 用次氯酸钠消毒 12min效果较
好。培养基质量浓度不同 , 对愈伤组织和不定芽的诱导效果
也不同 ,即随着 NAA质量浓度的增大 , 外植体加粗。 叶片和
茎节的培养好于茎段。
初代培养时 ,培养基 MS+6-BA1mg/L+NAA0.4mg/L
的分化率最高;继代培养时 , 培养基 MS+6-BA1mg/L+NAA
0.05mg/L的分化率最高 , 且明显高于其它配方。 须苞石竹
的叶片最容易产生愈伤组织 , 叶片产生愈伤组织的时间要比
茎节产生愈伤组织的时间短。最适宜的生根培养基为 MS+
0.1mg/LNAA, 根均匀而且细长 , 移栽后植株长势良好。
参　考　文　献
[ 1] 　中国科学院《中国植物志 》编辑委员会 [ M].中国植物志.北京:
科学出版社, 1996.
[ 2] 　陈利萍 ,王艳菊 , 葛亚明.石竹科植物的组织培养与细胞工程
[ J].细胞生物学杂志 , 2005, 27(5):545-548.
[ 3] 　裘文达.园艺植物组织培养 [ M] .上海:上海科学技术出版社 ,
1986.
[ 4] 　张云 ,郭维明,韩亮.N-月桂酰乙醇胺对香石竹切花瓶插效应的
影响 [ J] .园艺学报 , 2006, 33(2):422-425.
[ 5] 　蔡友铭 ,张露 ,张博.利用 RAPD标记对中国石竹属植物亲缘关
系的研究 [ J] .南京林业大学报 , 2002, 26(4):31-34.
[ 6] 　KantiaA, KothariSL.Higheficiencyadventitiousshootbudfor-
mationandplantregenerationfromleafexplantsofDianthuschinen-
sisL.[ J] .ScientiaHorticulturae, 2002, 96:205-212.
[ 7] 　FukuiY, TanakaY, KusumiT, etal.Arationalefortheshiftincol-
ourtowardsblueintransgeniccarnationflowersexpressingtheflavonoid
3′, 5′-hydroxylasegene[J] .Phytochemistry, 2003, 63:15-23.
[ 8] 　李明.中国石竹离体成花 [ J].植物生理学通讯 , 2001, 37(5):
423.
[ 9] 　黄冬华 ,周群 ,陶秀花.矮生香石竹的组织培养和快速繁殖 [ J] .
中国农学通报 , 2007, 23(9):103-106.
[ 10] 　CasanovaE, ValdésAE, ZukerA, etal.rolC-transgeniccarnation
plants:adventitiousorganogenesisandlevelsofendogenousauxinand
cytokinins[ J].PlantScience, 2004, 167(3):551-560.
[ 11] 　PareekA, KothariSL.Directsomaticembryogenesisandplantre-
generationfromleafculturesofornamentalspeciesofDianthus
[ J].ScientiaHorticulturae, 2003, 98:449-459.
[ 12] 　JainA, KantiaA, KothariSL.Denovodiferentiationofshootbuds
fromleaf-calusofDianthuscaryophylusL.andcontrolofhyper-
hydricity[ J].ScientiaHorticulturae, 2001, 87(4):319-326.
52 　　　　　　　　　　　东　北　林　业　大　学　学　报　　　　　　　　　　　　　　　第 37卷