全 文 ：药用植物刺山柑茎段组织培养研究
马生军 ,曹锐 ,韩 晶 ,朱金芳 ,王 颖 ,韩雪玲
(新疆农业大学药学院 ,乌鲁木齐　830052)
摘　要:以药用植物刺山柑初秋茎段为外植体 , 研究了不同灭菌时间对刺山柑无菌外植体建立的影响及不同
激素 、不同浓度组合对刺山柑丛生芽的诱导 、增殖 、壮苗和生根的影响。结果表明:外植体灭菌采用 0.1%升
汞消毒8 min 效果最佳 , 其污染率和死亡率分别为5.6%和 6.3%;诱导丛生芽的最适培养基为MS+6-BA 0.6
mg/ L, 其侧芽萌发率可达 90%;增殖的最佳培养基为MS+6-BA 0.6 mg/ L+IAA 0.2 mg/L , 其增殖倍数可达到
4.5倍;壮苗培养基以MS+NAA 0.2 mg/L+GA3 0.2 mg/ L效果较好 , 长势比较旺盛 ,平均株高 、平均芽数均较
高;诱导生根的最佳培养基为 MS+IBA 0.5 mg/ L+0.1%活性炭 , 生根率达 65%, 基部几乎无愈伤 , 且根数较
多。
关键词:刺山柑;茎段;组织培养
中图分类号:S567.9　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-4330(2009)02-0293-06
Study on Tissue Culture of Stem Segment in Medicinal Plant
Capparis spinosa L.
MA Sheng-jun ,CAO Rui ,HAN Jing ,ZHU Jing-fang ,WANG Ying ,HAN Xue-ling
(College of Pharmaceutical Sciences , Xinjiang Agricultural University , Urumqi 830052 ,China)
Abstract:This paper analyzed the influence of different sterilization time on institution of asepsis explant of
Capparis spinosa L.and the effects of combinations of various hormone and different concentration on the induction ,
proliferation , strong seeding , as well as rooting of Capparis spinosa L., using its early autumn stem segment as the
explant.The results showed that explant sterilizated with 0.1% HgCl2 for eight minutes were the best , and
the pollution rate was about 5.6% and the death rate was about 6.3%.In addition , the best culture
medium for inducing bushy shoots was MS+6-BA0.6 mg/L , and the germination rate of lateral bud was
up to 90%;The best culture medium for multiplication was MS+6-BA0.6 mg/L+IAA0.2 mg/L , and
the multiplication times was about 4.5 more than before.Furthermore , the best culture medium for strong
seeding was MS+NAA0.2 mg/L+GA30.2 mg/L , the growth situation of bud was best , the mean height
was high and the number of strain greater.For rooting , MS+IBA0.5 mg/L+0.1%active carbon had a
better effect , and the rate of rooting was up to 65%.What s more , there were hardly callus and more
number of root on the base of bud.
Key words:Capparis spinosa L.;stem segment;tissue culture
刺山柑(Capparis spinosa L.)又名野西瓜 、槌果藤 、老鼠瓜 ,维吾尔语称:开派 、菠里科果 、卡盘 ,为白
花菜科(Capparidaceae)山柑属匍匐藤本植物 ,是荒漠 、半荒漠 、干旱 、半干旱地区极有栽培价值的抗旱植
物。该植物主要分布于欧洲 、北美 、大洋洲 、亚洲西部 ,我国新疆 、甘肃 、内蒙古 、西藏等省区均有分布。
新疆主要分布于各沙区 ,其中以吐鲁番盆地沙漠最多[ 1 ,2] 。
现代研究发现该植物含有挥发油 、芥子油苷类 、生物碱 、萜类 、黄酮类 、氨基酸 、多糖等多种成分 ,具
有保肝 、抗炎 、抗过敏 、抗菌杀虫 、抗风湿 、免疫调节 、降血糖 、降血脂等多种生物活性 。其根皮 、茎皮 、叶 、
果均可入药。味辛 、苦 ,性温 ,能够散气 ,燥湿 ,消肿 ,镇痛。在民间广泛用于治疗急慢性风湿性关节炎 、
肩周炎 、痛风 、坐骨神经痛以及各种疮疡肿毒 ,还可用于利尿和抗高血压 ,是一种传统维药[ 3～ 10] 。随着
收稿日期:2008-09-28
基金项目:新疆自然科学基金项目(200821105)
作者简介:马生军(1977-),男 ,新疆人 ,讲师 ,硕士 ,研究方向为药用植物与生药学 ,(E-mail)mshj@sina.com
通讯作者:王颖(1957-),女 ,甘肃武威人 ,教授 ,研究方向为药理与毒理学 ,(E-mai l)wy2028@yahoo.com.cn
新疆农业科学　2009 ,46(2):293-298
Xinjiang Agricultural Sciences
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
对刺山柑资源研究的不断深入 ,我国对刺山柑资源需求也在不断的扩大。目前有关刺山柑种子组织培
养的研究 ,仅见少量报道[ 11 , 12] ,但有关其茎段组织培养的研究尚未见 。
1　材料与方法
1.1　材 料
供试材料来源于雅玛里克山初秋时刺山柑的幼嫩茎段 ,该地位于新疆乌鲁木齐市西郊 ,地理坐标为
N 43°47′、E 87°33′,海拔 887 m , 生境为砾石质山坡。
1.2　方 法
1.2.1　无菌外植体的建立
秋季清晨从山上采集带腋芽的刺山柑幼嫩茎段 ,剪去叶片 ,保留叶柄基部 5 mm 左右 ,用软毛刷蘸
取饱和的洗衣粉水轻轻刷洗干净 ,并浸泡 ,时间不能太长 ,再用自来水冲洗 30 ～ 60 min ,剪成 10 cm 左右
长短(约 7 ～ 10个芽),放入烧杯中 ,转入超净工作台中用 75%酒精不断地摇动灭菌处理 30 s ,倒掉酒精 ,
再用 0.1%升汞溶液分别灭菌 5 、8和10 min ,然后用无菌水摇洗 4 ～ 5次 ,每次摇洗时间不少于 1 min ,倒
去无菌水 ,进一步将茎段剪成 1.5 ～ 2.0 cm 长(带有 1 ～ 2个腋芽),放到灭菌滤纸上 ,吸干表面水分 ,接
种在已灭菌的初代培养基中。
1.2.2　培养基及培养条件
以MS为基本培养基 ,蔗糖20 g/L ,琼脂 8 g/L ,分别附加不同种类及浓度的激素 ,调 pH 值至 5.8 ,激
素均在高压灭菌前加入 ,高压灭菌条件为121℃保持 20 min。不同培养基对照设置如下:
(A)初代培养基:Ⅰ MS;Ⅱ MS+GA31.0 mg/L;Ⅲ MS+6-BA0.2 mg/L;ⅣMS+6-BA0.6 mg/L。
(B)继代增殖培养基:Ⅰ MS+6-BA0.6 mg/L+IAA0.2 mg/L;Ⅱ MS+6-BA0.4mg/L+IAA0.2 mg/
L;Ⅲ MS+6-BA0.3 mg/L+IAA0.1 mg/L。
(C)壮苗培养基:Ⅰ MS +NAA0.2 mg/L;Ⅱ MS+NAA0.2 mg/L+GA30.2 mg/L;Ⅲ MS+6-BA0.4
mg/L;ⅣMS+6-BA0.4 mg/L+NAA0.2 mg/L。
(D)生根培养基:Ⅰ 1/2 MS;Ⅱ 1/2 MS+IBA0.5 mg/L;Ⅲ 1/2 MS+IBA1.0 mg/L;Ⅳ 1/2 MS+IBA
0.5 mg/L+0.1%活性炭 。
培养条件:培养温度(25±2)℃,光照周期 12 h/d ,光照强度 1 500 ～ 2 000 lx ,光源为日光灯。每瓶接
种4 个外植体 。
2　结果与分析
2.1　不同灭菌时间对刺山柑无菌外植体建立的影响
参照杨秀等[ 13]报道方法 ,刺山柑无菌外植体建立时 ,采用 0.1%升汞溶液 ,进行不同灭菌时间的实
验 ,15 d后进行统计 。结果表明 ,0.1%升汞灭菌 8 min时 ,外植体污染率 、死亡率均较低 ,分别为 5.6%
和6.3%;当处理时间延长到 10 min时 ,污染率降低到 5.0%,但死亡率却升高到 8.8%;当处理时间为 5
min时 ,污染率达 16.9%,死亡率也高达 19.4%。由此说明:处理时间过长或过短对外植体消毒都不利 ,
时间过短灭菌不彻底;时间过长 ,升汞对外植体不仅有一定的毒害作用 ,而且还可能使缓苗期延长 。因
此 ,对刺山柑茎段的组织培养来说 ,用 0.1%升汞灭菌 8 min效果最好。表 1
表 1　不同灭菌时间对刺山柑无菌外植体建立的影响
Table 1　The influence of different sterilization time on institution of asepsis explant of Capparis Spinosa L.
编号
No.
灭菌时间(min)
Sterilization time
外植体数(个)
No.of explants
污染数(个)
No.of pollution
死亡数(个)
No.of death
污染率(%)
Pollution rate
死亡率(%)
Death rate
Ⅰ 5 160 27 31 16.9 19.4
Ⅱ 8 160 9 10 5.6 6.3
Ⅲ 10 160 8 14 5.0 8.8
　　注:污染率(%)=(污染数/外植体数)×100;死亡率(%)=(死亡数/外植体数)×100.
Note:Pollution rate(%)=(No.of pol lution/ No.of explants)×100;Death rate(%)=(No.of death/No.of explants)×100.
2.2　不同激素及浓度组合对刺山柑初代培养的影响
参照何志祥等[ 14]方法 ,将外植体灭菌后接种到初代培养基上 ,观察发现各处理腋芽开始萌动时间
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为7 d左右 ,而后逐渐生长 ,伸长。接种 20 d时 ,在MS培养基和MS+6-BA 0.2 mg/L上的茎段的萌芽
率相对较低 ,且萌发 、生长较慢 ,丛生芽少。在加有 6-BA 0.6 mg/L 和GA3 1.0 mg/L的起始培养基上 ,
刺山柑的生长状况良好 ,其中 ,以MS+6-BA 0.6 mg/L 侧芽萌发率最高 ,达 90%,芽苗生长更健壮 ,丛
生芽产生较多;认为MS+6-BA 0.6 mg/L培养基是刺山柑丛生芽诱导的最适培养基 。图 1 ,表 2
图 1　刺山柑的初代培养
Fig.1　Primary culture of Capparis Spinosa L.
表 2　不同激素及浓度组合对刺山柑初代培养的影响
Table 2　The influence of different hormone and concentration combinations on
primary culture of Capparis Spinosa L.
编号
No.
培养基种类
Type of media
外植体数(个)
No.of explants
出芽数(个)
No.of shoots
出芽率(%)
Shoot rate
芽苗生长情况
Growth situation of bud
Ⅰ MS 120 85 70.8 +
Ⅱ MS+GA 3 1.0 mg/ L 120 97 80.8 +++
Ⅲ MS+6-BA 0.2 mg/ L 120 88 73.3 ++
Ⅳ MS+6-BA 0.6 mg/ L 120 108 90.0 ++++
　　注:出芽率(%)=(出芽数/外植体数)×100.Note:Shoot rate(%)=(No.of shoots/ No.of explants)×100.+:表示叶色淡绿 ,苗较细
弱 ,生长较慢 ,丛生芽较少;++:表示叶色绿 ,苗较弱 ,生长较慢 , 丛生芽少;+++:叶色浓绿 ,苗粗壮 ,生长快 , 丛生芽少;++++:表
示叶色浓绿 ,苗较粗壮 ,生长较快 ,丛生芽较多。
2.3　不同浓度的激素组合对刺山柑增殖培养的影响
参照贺雅婷 、杨振德等[ 15 ,16]报道 ,将在初代培养基上培养了 25 d的健壮芽苗 ,切割成单芽接种在增
殖培养基上 ,进行增殖培养。30 d后观察发现 ,在 MS+6-BA 0.6 mg/L+IAA 0.2 mg/L 和 MS+6-BA
0.4 mg/L+IAA 0.2 mg/L 培养基上芽苗生长情况均较好 ,但在MS+6-BA 0.6 mg/L+IAA0.2 mg/L培
养基上生长的芽苗增殖倍数最高 ,可达 4.5 倍 。MS+6-BA 0.3 mg/L+IAA 0.1 mg/L 培养基上生长的
芽苗增殖倍数最低 ,为 3.1倍 。可见 ,生长素一定的情况下 ,6-BA与 IAA的比例较大(3∶1)更有利于刺
山柑组培苗的增殖。但如果激素浓度偏小 ,也会相应降低组培苗的增殖倍数。图 2 ,表 3
图 2　刺山柑的增殖培养
Fig.2　Proliferation culture of Capparis Spinosa L.
·295·2期　　　　　　　　　马生军等:药用植物刺山柑茎段组织培养研究　　　　　　　　　　
表 3　不同浓度的激素组合对刺山柑增殖培养的影响
Table 3　The influence of hormone combinations with different concentration
on proliferation culture of Capparis Spinosa L.
编号
No.
MS+激素(mg/ L)
MS+Hormone
6-BA IAA
外植体数(个)
No.of explants
丛生芽总数(个)
Total no.of bushy shoots
丛生芽增殖倍数
Proliferation times
of bushy shoots
芽苗生长情况
Growth
situation of bud
Ⅰ 0.6 0.2 120 540 4.5 +++
Ⅱ 0.4 0.2 120 456 3.8 ++
Ⅲ 0.3 0.1 120 372 3.1 +
　　注:丛生芽增殖倍数=丛生芽总数/外植体数 , +:表示叶色绿 ,苗较弱 , 丛生芽较少;++:表示叶色浓绿 ,苗茁壮 ,丛生芽多;++
+:叶色浓绿 ,苗茁壮 ,丛生芽较多
Note:Proliferation times of bushy shoots=Total no.of bushy shoots/ No.of explants
2.4　不同培养基对刺山柑组培苗壮苗培养的影响
参照赖家业等[ 17]报道 ,将在增殖培养基中生长 30 d的丛生芽 ,分割成小段(2 ～ 3 个芽/段)转接到
壮苗培养基中 , 30 d后统计平均芽数和平均株高 ,结果表明 ,在MS+NAA 0.2 mg/L+GA3 0.2 mg/L培养
基上的芽苗长势旺盛 ,叶色浓绿 ,平均株高最高 ,可达 3.6 cm;在 MS+6-BA 0.4 mg/L+NAA 0.2 mg/L
培养基上培养的芽苗长势也较旺盛 ,但平均株高 、平均芽数相对较低;而在MS+NAA 0.2 mg/L和MS+6
-BA 0.4 mg/L 培养基中培养的芽苗平均株高 、平均芽数均较低 。说明生长素和分裂素搭配使用比单
激素使用更利于壮苗培养 。综上可知 ,MS+NAA 0.2 mg/L+GA3 0.2 mg/L 培养基为刺山柑壮苗的最佳
培养基。图3 ,表 4
图 3　刺山柑的壮苗培养
Fig.3 Strong seedling culture of Capparis Spinosa L.
表 4　不同激素组合对刺山柑组培苗壮苗培养的影响
Table 4　The influence of different hormone combinations on strong
seedling culture of Capparis Spinosa L.
编号
No.
培养基种类(mg/ L)
Type of
media
外植体数(个)
No.of
explants
增殖后有效芽数(个)
Useful no.of
shoot after
prolif erating
平均芽数(个)
Mean no.
of shoot
平均株高(cm)
Mean height
of strain
芽苗生长情况
Growth
situation of bud
Ⅰ MS+NAA 0.2 mg/ L 120 348 2.9 2.1 +
Ⅱ MS+NAA 0.2 mg/ L+GA 3 0.2 mg/ L 120 396 3.3 3.6 +++
Ⅲ MS+6-BA 0.4 mg/ L 120 360 3.0 2.4 ++
Ⅳ MS+6-BA 0.4 mg/ L+NAA 0.2 mg/ L 120 372 3.1 2.8 +++
　　注:平均芽数=增殖后有效芽数/外植体数 , +:表示叶色淡绿 ,苗较细弱 ,较矮;++:表示叶色绿 ,苗较弱 , 矮;+++:叶色浓绿, 苗
粗壮 ,较高
Note:Mean no.of shoot=Useful.No.of shoot after proliferating/ No.of explants
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2.5　生根培养
将经过壮苗培养的芽苗转接到生根培养基中进行生根培养 ,生根培养基以 1/2 MS为基本培养基 ,
分别添加不同浓度的生长素及 0.1%活性碳。30 d后观察 ,结果表明 ,经壮苗培养后的芽苗接种在各生
根培养基上均可诱导出根 ,形成完整植株 。但不同培养基上的情况存在差异 。其中 ,在不加激素的 1/2
MS培养基上生长的芽苗生根率 、平均根长 、平均生根数均最低 ,生根率仅为 12.5%,而且根的长势较差
(根细 、少);添加 IBA 0.5mg/L和 IBA 1.0 mg/L的 1/2MS 培养基上的生根效果明显好于不加激素的1/
2 MS培养基 ,生根率 、平均根长 、平均根数均有提高 ,可见 IBA对根系的发育有明显的促进作用 ,但当
IBA浓度为 1.0 mg/L时 ,各指标比0.5 mg/L时均有所下降 ,说明过高浓度的 IBA会对组培苗生根产生
抑制作用。在 1/2MS+IBA 0.5 mg/L培养基上再添加 0.1%活性炭发现 ,芽苗生根率 、平均根长 、平均
根数均有所提高 ,生根率可达 65%,平均根数为 3.8 个 ,平均根长达 1.8 cm ,且根的生长情况较好 ,表现
为根粗 、愈伤少 。由此可见 ,在适当生长素及浓度基础上 ,适当添加活性炭有利于刺山柑组培苗的生根。
图4 ,表 5
图 4　刺山柑的生根培养
Fig.4　Rooting culture of Capparis Spinosa L.
表 5　不同激素组合对组培苗生根的影响
Table 5　The influence of different hormone combinations on rooting
编号
No.
1/ 2MS+激素(mg/ L)
1/ 2MS+Hormone
IBA
活性炭
Activecarbon
外植体数(个)
No.of explants
生根苗数(个)
Bud no.of
rooting
生根率(%)
Rooting
rate
平均根长(cm)
Mean length
of root s
平均根数(个)
Mean no.of
roots
生根情况
Rooting
situation
Ⅰ 0 0 120 15 12.5 0.5 1.8 +
Ⅱ 0.5 0 120 68 56.7 1.2 2.6 ++
Ⅲ 1.0 0 120 47 39.2 1.0 2.3 ++
Ⅳ 0.5 0.1% 120 78 65.0 1.8 3.8 +++
　　注:生根率(%)=(生根苗数/外植体数)×100;平均根数=根数/生根苗数 , +:表示根纤弱;++:表示根纤细;+++:表示根粗壮
Note:Rooting rate(%)=Bud no.of rooting/ No.of explants×100;Mean no.of roots=No.of roots/ Bud no.of rooting
3　结论与讨论
通过对一些药用植物 ,特别是一些濒临灭绝的贵重药用植物进行组织培养的研究 ,不仅可以克服其
在生长发育过程中受到外界环境条件的束缚和自身的缺点 ,而且对扩大和保护自然资源也具有十分重
要的意义 。姜傲芳等[ 18]以薜荔茎段为外植体 ,成功获得了薜荔再生植株 ,高培元等[ 19]通过对金钗石斛
茎段的组织培养 ,实现了金钗石斛的快繁工作 。实验以刺山柑茎段为外植体 ,研究了不同培养基对刺山
柑生长的影响。通过试验发现:
3.1　刺山柑无菌外植体建立时 ,采用 0.1%升汞溶液 ,消毒 8 min效果最佳 ,其污染率和死亡率分别为
5.6%和 6.3%,时间稍短 ,杀死率较低 ,但染菌率较高 ,时间稍长则结果相反 。这与杨秀[ 13]等作红叶石
楠组织培养实验时的结论相一致。
3.2　丛生芽诱导培养基以MS+6-BA 0.6 mg/L效果最好 ,其出芽率最高 ,可达 90%,且萌芽较快 。
·297·2期　　　　　　　　　马生军等:药用植物刺山柑茎段组织培养研究　　　　　　　　　　
3.3　继代增殖及壮苗培养中 ,在生长素一定的情况下 ,6-BA 与 IAA 的比例较大(3∶1),更有利于刺山
柑组培苗的增殖 ,丛生芽发育正常 ,增殖倍数最高 ,可达 4.5 倍。但如果激素浓度偏小 ,也会降低组培苗
的增殖系数。刺山柑壮苗培养基以 MS+NAA 0.2 mg/L+GA3 0.2 mg/L效果最佳 ,长势比较旺盛 ,平均
株高 、平均芽数也均较高 。由此说明生长素和分裂素搭配使用比单激素使用更利于刺山柑组培苗的壮
苗培养。
3.4　生根培养结果表明 ,刺山柑组培苗在加与不加生长激素的培养基上均可诱导生根 ,但加生长素
(IBA)的培养基对根系的发育有明显的促进作用 。IBA浓度为 0.5 mg/L 时 ,芽苗生根率 、平均根长 、平
均根数分别为 56.7%、1.2 cm、2.6 个 ,但当 IBA浓度达到 1.0 mg/L 时 ,各指标均有所下降 ,说明过高浓
度的 IBA会对组培苗生根产生抑制作用[ 20～ 22] 。在 1/2 MS+IBA 0.5 mg/L 培养基上再添加 0.1%活性
炭发现 ,芽苗生根率 、平均根长 、平均根数均再次提高 ,生根率可达 65%,平均根长达 1.8 cm ,平均根数
为3.8个 。由此可见 ,在合适生长素浓度的基础上 ,适当添加活性炭有利于刺山柑组培苗的生根。
实验初步建立了刺山柑的组织培养再生体系 ,为药用植物刺山柑资源的可持续利用提供了参考依
据。
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