全 文 ：　　收稿日期:2007 - 01 - 18;修回日期:2007 - 06 - 21
作者简介:周建中 ,男 ,中学一级教师 ,中国科学院 “中国物候观测网 ”课题组成员 ,从事青少年生物科技指导和组织科普活动 工作 ,长期
进行植物组织培养的研究活动 , E -m ail:suyuyang73@ yahoo. com. cn。
风信子试管苗芽体培养中的全息现象初探
周建中 ,郑思晨 ,陈　巍
(中国福利会少年宫 ,上海　200040)
摘　要:风信子试管苗 ,取其芽体及切块在离体培养时存在全息现象 ,主要表现为 ,在风信子芽体的不同位置的切
段上 , 不定芽发生的数量和频率呈梯度变化;在风信子芽体的不同大小的切段上 ,循着切段越小不定芽的分化数越
少这一规律变化 , 这些现象都遵循了生物全息律。适当的激素浓度对全息胚的表现具有一定的促进作用。
关键词:风信子;芽体切块;不定芽;全息现象
中图分类号:Q943. 1 文献标识码:A 文章编号:1008 - 9632(2007)05 -0047 - 03
　　全息胚(EC IWO)理论认为 ,生物体上的任何一个
部分都处于某个发育阶段的特化的胚胎 ,生物体是由
处于不同发育阶段的具有特化的全息胚组成的 [ 1] 。这
一理论的研究在组织培养中的报道不多 ,我们所研究
的有关风信子全息现象目前未见报道。本文以在植物
组织培养中获得的风信子试管苗芽体及切块为材料 ,
通过不定芽的诱导来观察和探讨其全息现象和全息规
律 [ 2] 。这对于提高组织器官的诱导率 ,通过大量分化
不定芽建立风信子的无菌繁殖体系和转基因实验系统
也有参考意义。
1　材料与方法
实验材料为风信子(Hyacinthus orientalis)外植体。
将其叶片用自来水冲洗 1d,用 75%的酒精漂洗 30s,转
入 6%的漂粉精片浸出液浸洗 20m in,再转入 3%的漂
粉精片浸出液浸洗 20m in,最后用无菌水冲洗 3次。将
材料切割成为 1 ×1cm左右的小块 ,接入 MS +6 -
BA0.8m g /L+NAA0.2m g /L的培养基上获得不定芽。
不定芽在 MS培养基上预处理三周后 ,方法 (1):从中
选取高为 2.5cm左右的小芽 ,从基部到顶部平均切成
三段 ,分成芽体上段 、中段 、下段 ,按正插 、倒插 、平放置
于 MS +6 -BA0.8m g /L+NAA0.2m g /L培养基上进行
诱导实验 , 50d后统计结果。方法 (2):选取高为
1.5cm左右的小芽一部分切成二等分和三等分取芽体
最上端 ,分成整芽 、1 /2芽体 、1 /3芽体 ,按正插方向分
别置于 MS +6 - BA0.8m g /L +NAA0.2mg /L和 MS基
本培养基上诱导实验 , 30d后统计结果。以上各处理
的蔗糖均为 30g /L、琼脂 8g /L , pH值 5.8。所有试验的
培养条件为:光 照 12h /d, 光强 1000lx, 温度 25℃
±2℃。
图 1　风信子芽体切割及接种示意园
Fig 1 Diagram of incised ollop and inoucla m ethod
47
第 24卷第 5期
2007年 10月 　
生 物 学 杂 志
JOURNAL OF BIOLOGY
　 Vo l.24　N o.5
O ct, 2007
2　结果与讨论
2.1　芽体不同位置 、不同接种方式的芽诱导的全息
现象
按方法 (1)接 种于 MS +6 - BA0.8mg /L +
NAA0.2mg /L培养基上的不同处理的材料 ,在切口上
先出现半透明至乳白色芽点 ,进而进一步分化为芽。
统计结果见表 1。
表 1　不同位置 、不同接种方式的芽诱导数
Tab le 1Num ber of induced buds at d ifferent parts and d irections
接种方式
inocu lated direction
接种位置
inocu lated part
诱导芽数(个 /块)
induced buds /part
上段 6. 7
正插 中段 7. 2
下段 9. 35
上段 3. 6
平放 中段 4. 0
下段 6. 3
上段 0
倒插 中段 0. 13
下段 3. 0
图 2　不同位置的芽诱导趋势
F ig 2 Poten tiali ty of bud form ation induced form d ifferent parts
表 1表明 ,不论材料按何方向(正插 、平放 、倒插)
进行培养 ,芽体切块从上到下的新生芽诱导数均逐渐
增大 ,即芽体数:上段 <中段 <下段呈现明显的梯度效
应。这与倪德祥教授用蒜瓣 、百合鳞片培养发现的规
律是一致的 [ 3] 。生物全息胚理论认为 ,生物体是由许
多 、大小 、属于不同层的 、具有不同发育程度和不同特
化的胚胎组成 ,在一个生物体中 ,构成整体的全息胚分
属于不同的层次 ,大的全息胚中又有小的全息胚 [ 4] 。
我们实验中的风信子幼芽则好比构成整体的一个全息
胚 ,而这个芽体三等分的每一段又可以看作芽体中的
小全息胚。既然都是全息胚 ,在条件适宜的情况下便
能萌芽生长。正如表 1所示 ,风信子的每一段在 MS +
6 -BA0.8mg /L+NAA0.2mg /L培养基中培养都有不
定芽产生。一个全息胚上的一个部分相对于整体上的
对应部分 ,总是和其所对应的部位生物学特性相似程
度较大 [ 5] 。在风信子试管苗的培养中 ,芽体基部是产
生新芽的场所 (见图 3),对整个芽体而言 ,越接近基
部 ,那么它的全息对应性就越强。所以会出现 ,在风信
子芽体上的不同切段 ,新芽诱导数自上而下呈梯度增
加 ,即便是他们的生长位置发生改变了也不影响这一
规律的表达 ,如图 2所示呈现三条向上的曲线。在试
验中 ,我们也发现每一段材料的远基端产生的芽体远
少于近基段 ,这一现象恰恰也说明了这种对应性。
图 3　风信子芽体基部分化不定芽
F ig 3 Adven tit iou s buds d ifferen tiated form basa l of
bud ofHyacin thu sorien ta lis
2.2　切块大小对全息现象的影响
按方法 (2)接种 于 MS +6 - BA0.8mg /L +
NAA0.2mg /L和M S基本培养基上的不同处理的两组
材料 ,新芽的诱导情况 ,见表 2。
表 2　切块大小对全息现象的影响
Tab le 2 E ffect of th e differen t of cut dollops on EC IWO phenom en a
培养基
m ed ium
切块大小
size of cu t do llop
萌动率%
startup
(%)
萌芽率
bud
(%)
诱导芽数(个
/块) induced
bud s /part
整芽 a bud 100 100 3. 0
MS+6-BA0.8mg /L二分之一 1 /2 bud 90 80 1. 9
+NAA0.2m g /L 三分之一 1 /3 bud 90 40 0. 7
整芽 a bud 50 50 1. 0
MS 二分之一 1 /2 bud 20 0 0
三分之一 1 /3 bud 0 0 0
表 3　在不同切块上诱导出第一个新芽的时间
Tab le3 Tim e of appearing th e f irst bud in the dif feren t cut do llop s
培养基
m ed ium
切块大小
size of cu t dol lop
开始萌芽时间
tim e of bud
整芽 a bud 第 14d
M S+6 - BA0. 8mg /L 二分之一 1 /2 bud 第 17d
+NAA0.2m g /L 三分之一 1 /3 bud 第 20d
整芽 a bud 第 17d
MS 二分之一 1 /2 bud ———
三分之一 1 /3 bud ———
　　注:“— ”为无变化(no change)
表 2表明 ,在两种培养基中 ,完整芽体的萌动率 、
萌芽率均高于分段芽体切块。在 MS +6 - BA0.8mg /L
+NAA0.2mg /L和M S培养基中 ,表现出了芽切块越小
其萌动率 、不定芽的诱导数越少的趋势 ,见图 4。这与
张颖清教授提出的全息胚的级越低 (切块越小),其独
立性越大 ,而与整体的联系越小 ,器官再生就越难的规
律相符 [ 6] 。本实验中 ,三分之一切段的材料之所以
萌芽数很少或没有 ,正是由于整体各部位在这样小
的全息胚上较难有精确的缩影定位。这就好像我
48
第 24卷第 5期
2007年 10月 　
生 物 学 杂 志
JOURNAL OF BIOLOGY
　 Vo l.24　N o.5
O ct, 2007
们平时熟知的全息照片的碎片越小其分辨率越低
的情况一样 [ 7] 。另外 ,风信子芽体切块大小对全息
律表达的难易程度还通过萌芽的时间得以证实 ,见
表 3。
图 4　不同大小的风信子芽体切段基部分化不定芽情况
F ig 4 Adven tit iou s buds d ifferen tiated form various incised
do llop ofHyacin thas oren ta lis
注:上排为 B81N21中的不定芽诱导情况, 下排为 MS中的不定芽诱
导情况 ,从左到右接种的材料分别是整芽 、二分之一芽体 、三分之一
芽体
2.3　激素对全息现象表达的影响
表 2、表 3还表明 ,当风信子不同大小的切块接入
M S+6 - BA0.8mg /L+NAA0.2mg /L和 MS两种培养
基中培养 30d后 ,在有激素的培养基中萌芽数明显高
于无激素的培养基中的材料 ,风信子不定芽二分之一 、
三分之一切段在 MS基本培养基中未见有不定芽的分
化 ,如图 4上下对照所示。从萌芽的时间上看 ,在有激
素的培养基中 ,不定芽的出现均早于无激素培养基中
的材料。全息胚理论的观点认为 ,全息胚具有生长性 、
滞育性和重演性 [ 8] 。本实验中 ,风信子整芽 ,芽的上 、
中 、下切段 ,芽的二分之一 、三分之一切段都可以看作
是一个个小的全息胚 ,在它们上面重新产生新芽 ,也就
是全息胚的重演性。而对材料的不同处理导致产生幼
芽的结果不同 ,说明全息胚的重演需要某种促进剂 [ 9]
或条件。本实验中 , 6 - BA、NAA这两种激素的适当
组合 ,就有可能是促使全息胚分化的促进剂。
通过上述实验证明 ,风信子试管苗在其离体的培
养过程中存在全息现象。当风信子芽体被切割成上 、
中 、下三段 ,在不同位置上不定芽的数量和频率呈梯度
变化;当风信子芽体被切割成大小不同的切段 ,其不定
芽的发生循着切段越小不定芽的分化越少这一规律变
化 ,这些都遵循生物全息律。而适当的激素浓度对风
信子全息胚的表达具有促进作用 ,这说明了全息胚现
象发生需要一定的条件。
有关风信子试管苗离体培养中的全息现象的研
究 ,对于我们更好地了解全息胚理论的真谛 ,拓宽全息
胚理论在离体培养中的研究范围 ,更好的运用全息知
识发挥实践作用具有一定的意义 ,同时也为这一理论
的科学性提供了又一佐证。
参考文献:
[ 1]张颖清 .全息生物学(上册)[ M ] . 北京:高等教育出版
社 , 1989.1.
[ 2] [ 4] [ 5] 张颖清 .生物全息学说和全息生物学 [ J] .潜
科学杂志 , 1985(4):17.
[ 3] 倪德祥 .生物全息律在植物组织培养中的应用 [ J] .潜
科学杂志 , 1985(4):39.
[ 6] [ 9] 周根余 , 沈光华 . 洋桔梗叶片培养中的全息现象
[ J] .植物生理学通讯 , 2000, 36(3):213、215.
[ 7] 张颖清 .全息胚学说医学应用(第二届国际全息生物学
学术论文集)[ C] . 北京:高等教育出版社 , 1992.671.
[ 8] 叶永在 .全息生物学原理与应用 [M ] .福州:福建科学
技术出版社 , 1988.39, 211.
A prmi ary study on ECIWO phenomena occurred in culture
ofHyacinthus orien talis′clone seedling
ZHOU Jian - zhong, ZHENG S i - chen, CHEN W ei
(ChinaWe lfare Institu te Children’ s Pa lace, Shanghai 200040, China)
Abstract:EC IWO phenomena occurs in cu lture o fHyacin thus orienta lis’ clone seedling w as studied, the re-
su lts w ere fo llow s:amount and frequency of induced buds we re gradua l in the d iffe rent part o f cu t dollop;the sm al-
ler cut dollop, the few er buds w ere induced;the prope r hormone concentra tion w as stimula tive to appear EC IWO
phenomena.
Keywords:Hyacinthus orientalis;incised dollop;adven titious bud;EC IWO phenomena
49
第 24卷第 5期
2007年 10月 　
生 物 学 杂 志
JOURNAL OF BIOLOGY
　 Vo l.24　N o.5
O ct, 2007