全 文 ：收稿日期:2006-12-06
*国家自然科学基金中国西部环境与生态重大研究计划(90202016)资助和岩溶动力学重点实验室开放基金资助
* *通讯作者. E-mail:yulongjiang@hu st . edu. cn
栗茂腾 ,男 , 1972年生 ,博士 ,副教授.工作单位:华中科技大学生命科学与技术学院 ,武汉 430074
药用植物刺山柑快繁再生体系的建立*
栗茂腾** 　王艳婷　甘　露　李　红　付春华　余龙江**
(华中科技大学生命科学与技术学院 ,武汉 430074)
摘要　以药用植物刺山柑种子为材料 ,探讨了不同生长调节剂对种子萌发 、芽诱导增殖和生根的影响。结
果表明:利于种子萌发的启动培养基为 MS 附加 1. 0 mg /L 6-BA 和 2%蔗糖。从无菌苗上切取下胚轴进行不定
芽诱导 ,其最适芽诱导增殖培养基为:MS+ 0. 10 mg / L 6-BA + 0. 02 mg / L NAA ,在该培养基上其增殖率可
达 5～ 6 倍。利于生根的培养基为 MS 附加 1. 00mg /L IBA 和 100 mg /L 活性炭。本研究初步建立了刺山柑组
织培养及植株再生体系。
关键词　刺山柑;无菌苗;下胚轴;组织培养;植株再生
中图法分类号　Q 813. 1 +2∶S 567. 23+9　　文献标识码　A　　文章编号　1000-2421(2007)01-0025-05
　　刺山柑为白花菜科山柑属植物 ,主要分布于西
班牙 、地中海湾地区 ,在我国新疆 、甘肃 、西藏等地也
广有分布[ 1] 。刺山柑具有发达的根系和木质部 ,能
够高效利用地下水资源 ,被认为是典型的荒漠植物
之一[ 1 , 2] 。刺山柑含有挥发油 、生物碱类 、类黄酮
类 、萜类以及芥子油甙等物质[ 3 ～ 5] ,其叶 、果 、根皮均
可入药 ,在抗菌 、抗炎 、抗氧化 、抗高血压 、降血糖血
酯 、利尿 、治疗痛风和风湿等方面均有一定的功
效[ 6 ～ 8] 。野外调查发现 ,由刺山柑为建群种所形成
的荒漠植物群落多呈小面积零星分布 ,群落的层次
结构极其简化 ,群落的种类组成也十分贫乏[ 1] 。刺
山柑现有种群数量稀少以及种子萌发相对困难等特
点导致了该资源的匮乏。采用组织培养方法可以快
速繁殖刺山柑种苗 ,对生态保护和资源利用等方面
都具有重要的意义。目前 ,通过组织培养的方式对
药用植物刺山柑进行快速繁殖的研究还未见报道 。
本试验对刺山柑种子萌发 、芽的诱导 、继代增殖 、培
养苗生根进行了初步研究 ,期望为深入研究刺山柑
组织培养技术 、建立和完善刺山柑的快繁体系奠定
基础 。
1　材料与方法
1. 1　材　料
试验材料刺山柑(Capparis sp inosa L. )种子取
自新疆喀什。
1. 2　无菌苗获得
萌发预试验显示 ,刺山柑种子在自然条件下 ,萌
发率极低且萌发过程受种皮阻碍的影响较大 ,故在
接种前将种子去除种皮。去皮种子首先以 70%的
酒精浸泡 30 s ,然后用 0. 1%氯化汞消毒 12 min ,无
菌水冲洗 3 ～ 4次后接种于启动培养基中。启动基
本培养基为 MS 培养基附加不同浓度的蔗糖以及不
同浓度的 6-BA或 GA 3 。播种30 d后考察材料的萌
发以及成苗情况 ,统计标准参照张风娟等方法[ 10] 。
萌发率=萌发的种子数 /接入的种子数×100%
　　平均萌发天数=各种子萌发的总时间 /萌发的种子数
成苗率=成苗的种子数 /接入的种子数×100%
1. 3　诱导及继代增殖培养
无菌条件下切取试管苗的下胚轴成 1 ～ 2 cm 的
小苗转接到增殖培养基上 。将再生的高于 1 cm 的
芽苗分割成单芽 ,接种在生根培养基上 。在 1 /2MS
基本培养基上 ,添加了 IBA 与活性炭的组合 ,设计
二因子三水平的完全试验 ,每处理接种 40 个芽苗 ,
30 d后统计生根情况 。在诱导试验的基础上 ,进一
步设计了 6-BA 、NAA 的浓度配比以分析激素对芽
苗增殖的影响 。每处理接种 30 ～ 40个下胚轴小段 ,
2次重复 。培养 30 d 后 ,统计平均芽数 、芽生长系
数 ,统计方法参照赖家业等报道[ 11] ,统计数据为 2
次试验结果的平均值 。
第 26卷 第 1期
2007 年　2 月
华　中　农　业　大　学　学　报
Journal of H uazhong Ag ricultural Univ ersity
Vo l. 26　No . 1
Feb. 2007 , 25 ～ 29
平均芽数=增殖后有效芽数 /接种芽数
芽生长系数=高于 2 cm 芽数 /接种芽数
1. 4　生根培养
试验选取生长健壮的芽苗 ,切成2 cm 左右的小
苗 ,接于生根培养基中。生根培养 30 d后统计生根
率和平均生根数[ 12] 。
　　　　生根率=(生根的芽苗数 /接种芽苗数)×100%
平均生根数=生根条数 /生根的芽苗数
2　结果与分析
2. 1　刺山柑种子无菌培养过程中的萌发 、生长情况
培养约 5 d后 ,种胚开始萌动 ,胚体积明显增
大。培养 2 周后 ,部分胚变绿 ,随后伸展出 2 片子
叶 ,也有部分胚先伸展出根 ,根前端附生大量白色根
毛。随着培养时间的延长 ,下胚轴不断伸长 ,根部有
紫色分泌物 ,并发出黄褐色根 。
图 1　不同浓度的蔗糖对刺山柑萌发的影响
Fig. 1　The influence of different concentration of
sucrose on the germination of Capparis spinosa L.
　　研究表明 ,刺山柑种子在离体培养过程中 ,较低
浓度的蔗糖有助于提高种子的萌发效率(图 1 ,图 2-
a)。自然情况下刺山柑种子具有一定程度的休眠 ,
为打破休眠 ,本试验加入了系列浓度梯度的 6-BA
或GA 3 。
方差分析表明 , 6-BA 或 GA 3对解除刺山柑种
子休眠 、促进萌发以及成苗都有极显著作用(表 1)。
从表 1可以看出 , 6-BA 在 0 ～ 2. 0 mg /L 的浓度范
围内 ,对刺山柑种子萌发率和成苗率都有显著作用 ,
萌发率随浓度的提高而提高 ,但有效苗率(成苗率 /
萌发率)却呈下降的趋势 ,在无激素诱导情况下 ,萌
发率很低 ,但有效苗率高(表 1)。权衡萌发率 、平均
萌发天数以及成苗率等因素 ,当 6-BA 浓度为 1. 0
mg /L 时 ,既能保证较高的萌发率 ,又能使有效芽苗
保持较高的比例 。添加一定浓度的 GA 3对萌发和
成苗也有不同程度的促进作用 ,但效果没有 6-BA
明显(表 1)。因此 ,添加的外源激素应维持在一定
浓度范围内 ,若浓度太高 ,易出现下胚轴徒长以及无
芽苗(图 2-b)等问题 。
表 1　不同激素种类及浓度对刺山柑种子萌发的影响1)
Table 1　The influence of different hormones on the seed
germination of Capparis spinosa L.
激素
Horm on e
浓度 /(mg L- 1)
Concent ration
萌发率 /%
Germination
rate
平均萌发
天数 /d
Aver. days
成苗率 /%
S eedling
rate
6-BA 0 9. 7 c 12. 9 a 8. 3 d
0. 5 23. 1 b 13. 0 a 18. 2 c
1. 0 34. 8 a 12. 3 a 26. 8 a
2. 0 36. 2 a 13. 8 a 23. 0 b
GA 3 0 8. 4 c 13. 0 ab 7. 2 c
1. 0 21. 1 b 14. 9 a 15. 3 a
2. 0 26. 3 a 12. 2 a 12. 1 a
5. 0 23. 4 ab 11. 4 b 14. 5 a
　　1)LSD 多重比较 ,同列中不同小写字母表示 5%水平上差异显
著,下同 Dif ferent capital and sm al l letters in each lin e indicate sig-
ni ficant di ff erence at 5%w ith LSD
2. 2　下胚轴诱导培养
取萌发后的无菌苗下胚轴 ,切段后接于芽诱导
培养基。我们在 MS +NAA (0. 01 mg /L)的基础
上 ,通过添加不同浓度的 6-BA 来研究其对诱导产
生丛生芽的影响。不添加 6-BA 无法诱导丛生芽的
产生 ,当 6-BA 浓度维持在 0. 05 ～ 0. 50 mg /L 时 ,丛
生芽的增殖量较大 ,且芽苗生长情况较佳(表 3 ,图
2-c);随着 6-BA 浓度的增大 ,产生的丛生芽数量虽
居多 ,但大量呈簇聚集生长 ,形态矮小 、细弱 。
表 2　不同激素组合对下胚轴诱导产生丛生芽的影响1)
Table 2　The influence of di fferent hormone
combinations on hypocotyls regeneration
编号
No.
激素 /(mg L - 1)
Hormone
6-BA NAA
增殖系数
Propagating
coeff icient
芽生长系数
Bud g row th
coef fi cient
芽苗生长情况
G row th
situation of bud
1 0. 00 0. 01 0 0 +
2 0. 02 0. 01 2. 4 0. 5 ++
3 0. 05 0. 01 4. 7 2. 3 +++
4 0. 10 0. 01 5. 3 2. 6 +++
5 0. 50 0. 01 4. 3 2. 4 ++
6 1. 00 0. 01 4. 1 1. 7 +
7 2. 00 0. 01 4. 1 1. 4 +
8 3. 00 0. 01 4. 2 1. 4 +
　　1) +++ 苗粗壮浓绿;++苗纤细淡绿;+苗纤弱;下同
+++, ++ and + rep resent the seeding s w ere w ith erromenus and
thick green , tenellous and pea green and w eaker characteri sti cs;th e
sam e as follow s
26 　　 华 中 农 业 大 学 学 报 第 26 卷　
方差分析显示 , 6-BA 的使用对诱导丛生芽增殖有极
显著的促进作用(P<0. 01)。
2. 3　丛生芽增殖培养
研究表明 , 6-BA 与 NAA 配合使用对诱导丛生
芽增殖有极显著的促进作用(图 2-d),且在选定的
6-BA 浓度范围内 , NAA 对增殖的影响也极其显著
(P<0. 01)。当 6-BA 浓度在 0. 05 mg /L 时 ,随着
NAA浓度的增大 ,丛芽的增殖情况下降;6-BA浓度
在0. 10 ～ 0. 50 mg /L 范围内 ,不管 NAA 任何变动 ,
丛芽均能维持一定的增殖水平(表 4)。因此 , 6-BA
与 NAA 的比例须高于一定水平才能有效促进芽的
增殖 ,在 6-BA 浓度为 0. 05 或 0. 10 mg /L 时 ,当其
浓度与 NAA的比例控制在 5∶1 左右使芽苗的增
殖情况较理想 。当 6-BA 达到 0. 50 mg /L ,虽增殖
系数较高 ,但丛芽密生 ,有效苗数减少。综合来看 ,
MS+6-BA 0. 10 mg /L +NAA 0. 02 mg /L 的激素
组合既有利于高增殖率的形成 ,又能保证芽苗的正
常生长。
图 2　刺山柑下胚轴再生与田间移栽情况图示
Fig. 2　The hypocotyl regeneration and field transplanting of Capparis spinosa L.
　　a.启动培养基上种子正常萌发 Seed s germinate normally on th e init ial medium;
b . NAA 偏高时 ,种胚大量生根且出现无芽苗(箭头所示) Lots of root s germinated and in some cases th e plant w ithout shoot w hen the
seeds on the m edium w ith a high con cen t rat ion of NAA (ar row show s);
c.诱导培养基上的下胚轴分化出丛生芽 Bu shy shoots germinated f rom hypocotyl on induct ion medium;;
d.增值培养基上丛芽倍增现象 Bu shy shoots on m ult iplicat ion medium;
e.叶沿及芽苗基部有紫色物质产生(箭头所示)T he pu rple sub stance ap peared in the leaf tip and the basal of seedling (arrow sh ow s);
f .芽在生根培养基上生根(箭头所示)The seedings wi th root s (arrow sh ow s) ;
g 和 h.移栽到塑料杯和试验田的材料生长良好 The transp lan ted p lan ts in plast ic cup and ex perimental f ield are grow well
27　第 1 期 栗茂腾等:药用植物刺山柑快繁再生体系的建立 　
表 3　不同增殖培养基对芽苗增殖的影响
Table 3　The influence of shoot propagation on
various propagation mediam
编号
No.
激素 /(mg L- 1)
Hormone
6-BA NAA
增殖系数
Propagating
coeff icient
芽生长系数
Bud g row th
coef fi cient
芽苗生长情况
Grow th situation
of bud
1 0. 05 0. 01 4. 9 2. 6 +++
2 0. 05 0. 02 3. 0 1. 9 +
3 0. 05 0. 04 2. 3 1. 0 +
4 0. 10 0. 01 4. 9 2. 1 +++
5 0. 10 0. 02 5. 7 3. 3 +++
6 0. 10 0. 04 5. 2 3. 3 ++
7 0. 50 0. 01 4. 2 2. 4 ++
8 0. 50 0. 02 4. 0 2. 1 +
9 0. 50 0. 04 3. 7 2. 8 +
2. 4　生根培养
观察发现在生根诱导培养 1 周后 ,部分芽苗在
与培养基接触的部位膨大 ,并有紫色物质产生(图
2-e)。3周后 ,这些芽苗出现棕黄色的根 ,苗株茎杆
增粗 ,叶片变肥厚 ,颜色浓绿(图 2-f)。另外也有部
分芽苗生出蛛网状的白色气生根 ,不生根的芽苗在
切口处形成块状物 ,并逐渐变黑。研究表明:IBA 与
活性炭的选取对生根率的提高均有显著作用(P <
0. 01),其中活性炭的作用极其显著 ,且二者的配合
使用对生根也有极显著作用(表 4),在 IBA 试验的
3个浓度中 ,当选取2. 00 mg /L 时 ,生根率明显低于
其他 2个 。本研究中也验证了在未添加活性炭
表 4　不同生根培养基对生根的影响
Table 4　The influence of various rooting
编号
No.
添加物 /(mg L - 1)
Additive
IBA
活性炭
Act ive carbon
生根率 /%
Rooting
rate
平均生根数
Average
root number
1 0. 50 0 29 2. 3
2 0. 50 100 38 2. 5
3 0. 50 300 35 3. 0
4 1. 00 0 37 2. 8
5 1. 00 100 41 3. 2
6 1. 00 300 22 3. 4
7 2. 00 0 12 2. 3
8 2. 00 100 15 3. 4
9 2. 00 300 20 3. 0
的试验组分里 ,生根情况不及添加组。而在活性炭
为 100 mg /L 时 ,生根情况较佳。综合来看 , 1. 00
mg /L 的 IBA 与 100 mg /L 活性炭配合使用效果较
好。为了研究生根植株的生长情况 ,我们首先将生
根植株移栽到塑料杯中 ,观察发现 ,85%的移栽植株
可以正常生长(图 2-g),此外 ,部分生长正常的植株
移栽到试验田中的植株也生长良好(图 2-h)。
3　讨　论
利用组织培养方法对珍稀植物进行快繁研究 ,
不仅可以克服种子繁殖中存在的诸多问题 ,而且可
以克服常规繁殖速度慢 、繁殖率低的缺点。马淼
等[ 13]成功地实现了沙生植物罗布麻的快繁工作 ,计
巧灵等[ 14]获得了新疆紫草再生植株 ,从而实现了紫
草的人工栽培 。目前 ,在刺山柑资源比较缺乏的条
件下 ,开采野生资源是不现实的 ,大面积种植是解决
该问题的主要途径之一 ,在种子萌发难以得到足够
数量种苗的情况下 ,通过组织培养的方式对种苗进
行快繁是解决该问题的主要途径。在植物组织培养
中 ,常利用 6-BA来解除种子休眠 ,如耿星河等[ 15] 就
是利用 6-BA 与低浓度的 NAA的配合使用 ,改善其
种子的萌发情况 。本研究采用的浓度为 1. 0 mg /L
的 6-BA ,并选取 2%的蔗糖添加量能够很好促进种
子的萌发 ,使萌发率由原先不足 10%的情况 ,提高
了3倍多。采用低水平的激素浓度组合(6-BA 0. 10
mg / L +NAA 0. 02 mg / L)获得的芽数量多 ,增殖
系数高达到 5 ～ 6倍 ,且芽苗发育正常。由生根试验
结果来看 , IBA 、活性炭的配合使用对生根情况有交
互促进作用。本研究建立的刺山柑组织培养再生体
系 ,为今后深入研究刺山柑的组织培养工作提供了
良好的借鉴 ,对刺山柑的保护和利用亦具有一定的
现实意义和理论价值 。
参　考　文　献
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Establishment of Hypocotyl Regeneration System of Capparis spinosa L.
LI M ao-teng 　WANG Yan-ting　GAN Lu　LI Hong　FU Chun-hua　YU Long-jiang
(College of L i fe Science and Technolog y ,
Huaz hong Universi ty o f S cience and Technology , Wuhan 430074 ,China)
Abstract　In this paper the seeds of Cap paris spinosa L. w ere taken as mate rials. T he effects o f
dif ferent plant g row th regulators on germination , induction , multiplication and roo ting of explants w ere
discussed. The results show ed that the best medium for seed germination w as M S+1. 0 mg /L6-BA +
2% sucrose , the M S medium combined w ith 0. 10 mg /L6-BA and 0. 02 mg /L NAA was suitable for
shoo t multiplicat ion , and the multiplicat ion rate w as about 5 ～ 6 t imes. The MS medium supplemented
wi th 1. 00 mg /L 6-BA and 100 mg /L act ivated charcoal was the best for ro oting. T he regene ration sy s-
tem of Capparis spinosa L. has been preliminari ly established.
Key words　Capparis spinosa L. ;sterile seedling ;hypocotyl;t issue culture;plant regeneration
(责任编辑:张志钰)
29　第 1 期 栗茂腾等:药用植物刺山柑快繁再生体系的建立