全 文 ：收稿日期:2006-09-17;修回日期:2007-01-11
基金项目:西华师范大学科研启动项目(06B032)
作者简介:刘金平(1972-),男 ,山西人 ,博士, 主要从事牧草及
草坪草育种与种质资源教学与研究.
文章编号:1673-5021(2007)02-0050-04
扁穗牛鞭草组织培养体系建立
刘金平1 , 2 ,张新全2
(1.西华师范大学生命科学院 ,四川南充 637002;2.四川农业大学草业科学系 ,四川 雅安 625014)
　　摘要:以扁穗牛鞭草茎段为外植体, 进行组织培养体系研究 ,结果表明:初代培养最佳配方为 MS+6-BA1.0mg/ L+
NAA0.1mg/ L,芽诱导率可达 100%;继代增殖最佳增殖配方为 MS+6-BA1.5mg/ L +NAA0.2mg/ L ,增殖系数为 5.4;生
根阶段以 1/2MS+IBA0.2mg/ L为最佳的生根培养基配方,生根效果最好,生根率最高;初代培养生根苗与增殖后生根培养
苗移栽成活率都在 97%以上。
关键词:扁穗牛鞭草;组织培养;外植体
中图分类号:S543　　　　文献标识码:A
　　扁穗牛鞭草〔Hemarthria compressa (L.F.)
R.Br.〕是禾本科牛鞭草属多年生根茎型草本植物 ,为
热带 、亚热带优质饲用及水土保持草种。近年来 ,我国
学者对扁穗牛鞭草野生资源分布 、生态类型 、生产性
能[ 1 ～ 4] 、适应性 、抗逆性和遗传基础[ 5 ～ 8] 等方面进行了
研究。野生资源使扁穗牛鞭草自然结实率低 、难以形
成植物学意义上的种子 ,多以营养体进行繁殖 ,这就给
资源收集 、共享 、运输 、保存带来不便 ,营养体在运输过
程容易发热变质 、丧失活力 ,并且用常规异地栽培法进
行种质资源保存不仅需要大量投入 ,也容易受到环境
条件 、保存年限等因素的限制 ,所以探寻方便 、安全的
种质资源保护 、保存方法是急待解决的问题。
试验采用组织培养的方法 ,采用外植体(茎)※
愈伤组织※丛芽※生根培养 ※完整小植株 ※炼苗
※移栽的技术线路 ,对不同初代 、继代培养基的结
果进行比较 ,分析适合扁穗牛鞭草组织培养组成 ,建
立培养再生体系 ,探讨种质资源保护 、保存的可行方
法 ,为扁穗牛鞭草无性繁殖与迅速扩繁提供理论和
技术依据 。
1　材料与方法
1.1　初代培养
初代培养以`广益 幼嫩茎为外植体 。外植体
在用自来水冲洗 30min 后切成 1 ～ 1.5cm 小段 ,用
0.1%的升汞溶液浸泡 3min , 用无菌水冲洗 5 ～ 6
次 ,吸干表面水分后接种。初代培养基本培养基为
MS 附加琼脂 5g/ L 、蔗糖 3%, pH 5.8 ～ 6.0。激素
水平如表 1进行组合 。每处理每次接种 10管 ,设 3
次重复。测定分化率(未污染外植体分化数/未污染
外植体总数×100%)。
表 1　初代培养试验因子水平
Table 1 The table of factor and level in initial culture
处理
Treatment
水平 Level(mg/ L)
1 2 3 4 5
NAA 0 0.05 0.1 0.5 1
6-BA 0 0.5 1.0 1.5 2
1.2　继代培养
材料为初代培养得到的芽苗 。基本培养基为
MS附加琼脂 5g/L 、蔗糖 3%,pH 5.8 ～ 6.0 ,激素 6
-BA(0.5 mg/ L 、1.5 mg/ L 、2.5 mg/L)、NAA
(0.05 mg/L 、0.2 mg/ L 、0.5 mg/L)。每处理每次
接种 9瓶 ,每瓶接种 1 株。统计和计算增殖系数
(30d后统计的芽苗数/接种时的芽苗数),并观察试
管苗质量 。
1.3　生根培养
采用 3cm以上生长粗壮的无根试管苗 。基本培
养基为 1/2MS ,分别附加 IBA(0 、0.1 、0.2 、0.5mg/L)
和 NAA(0.1、0.2 、0.5mg/L),附加糖 20g/L ,琼脂
5g/ L ,每处理每次接种 20瓶 ,每瓶 1株芽苗 , 30d观
察并测量生根率 、平均根长 、平均根数。
生根率=生根株数/接种株数×100%
平均根长=生根单苗根总长/生根单苗总根数
平均根数=生根总数/生根株数
1.4　炼苗与移栽
由于牛鞭草生命力较强 ,生根容易 ,移栽易成
活 ,所以将初代培养已生根的芽苗和生根培养后的
—50—
第 29 卷　第 2 期　　　　　　　　　　中　国　草　地　学　报　　　　　　　　　　2007 年 3 月
　 Vol.29　No.2　 　　　　　　　　　Chinese Journal of G rassland　　　　　　　　　　Mar.2007 　
试管苗开瓶炼苗 3 ～ 4d ,然后洗去培养基室内放置
1d ,最后移栽在消毒处理后的 20%河沙+30%腐熟
锯末+50%园土的基质。
　移栽成活率(%)= 30d时未死亡植株总数/移栽植株总数×100
1.5　数据统计
采用 Excell和 SPSS for Window s10.0统计分
析软件对试验观察数据资料进行数据统计 、方差分
析和差异显著性测验 。
2　结果与分析
2.1　初代培养(启动培养)
接种 5d 后 ,各处理外植体开始出现愈伤组织 ,
逐渐形成浅绿色芽点(芽原基与根原基);15d 后开
始从不定根中心形成明显突起(芽原基);30d 后分
化出蜷曲的芽苗。初代培养试验结果见表 2 。
表 2　初代培养结果
Table 2　Results of initial culture
处理
Treatment
愈伤组织诱导率
Cal lus induction
percen tage(%)
15d 30d
不定根分化率
Root ing
percentage(%)
15d 30d
不定芽分化率
Adventi ti ou s b ud formation
percen tage(%)
15d 30d 60d
MS+NAA 0mg/ L+BA 0mg/ L 0.00 0.00 30.00 56.67 0.00 10.00 46.67
MS+NAA0.05mg/ L+BA0.5 mg/ L 53.33 53.33 13.33 26.67 0.00 6.67 30.00
MS+NAA0.05mg/ L+BA1.0 mg/ L 93.33 56.67 13.33 40.00 0.00 10.0 50.0
MS+NAA0.05mg/ L+BA1.5 mg/ L 93.33 56.67 20.00 93.33 0.00 26.67 56.67
MS+NAA0.05mg/ L+BA2.0 mg/ L 56.67 53.33 13.33 43.33 0.00 3.33 6.67
MS+NAA0.1mg/ L+BA0.5 m g/ L 43.33 10.00 40.00 76.67 0.00 16.67 50.00
MS+NAA0.1mg/ L+BA1.0 m g/ L 100.00 76.67 13.33 36.67 0.00 0 40.00
MS+NAA0.1mg/ L+BA1.5 m g/ L 80.00 10.00 20.00 80.00 0.00 36.67 83.33
MS+NAA0.1mg/ L+BA2.0 m g/ L 60.00 20.00 13.33 30.00 0.00 0 3.33
MS+NAA0.5mg/ L+BA0.5 m g/ L 80.00 86.67 20.00 33.33 0.00 0 30.00
MS+NAA0.5mg/ L+BA1.0 m g/ L 60.00 0.00 13.33 90.00 0.00 10.00 76.67
MS+NAA0.5mg/ L+BA1.5mg/ L 83.33 26.67 46.67 80.00 0.00 16.67 90.00
MS+NAA0.5mg/ L+BA2.0 m g/ L 40.00 23.33 23.33 36.67 0.00 3.33 20.00
MS+NAA1.0mg/ L+BA0.5 m g/ L 53.33 23.33 20.00 60.00 0.00 20.00 33.33
MS+NAA1.0mg/ L+BA1.0 m g/ L 56.67 0.00 30.00 56.67 0.00 30.00 43.33
MS+NAA1.0mg/ L+BA1.5 m g/ L 33.33 0.00 50.00 86.67 0.00 10.00 76.67
MS+NAA1.0mg/ L+BA2.0 m g/ L 31.33 0.00 24.00 37.33 0.00 0.00 21.33
　　对 15d 、30d的愈伤组织诱导率进行的方差分
析结果见表 3 ,说明 15d时 NAA 与 BA 浓度对诱
导率无显著影响 。30d 时 6-BA 对诱导率有显
著影响(P<0.05),而 NAA 对诱导率无显著性差
异 。
激素浓度对不定根分化率无显著影响;在
15d 、3 0d时不定芽诱导率差异不显著 , 而在 60d
时 NAA 处理间表现出显著不同(P <0.05),随
着 NAA 浓度的升高 , 不定芽诱导率呈上升趋
势 。
对 30d时 6-BA 处理对愈伤组织诱导率进行
新复极差(SSR)多重比较 ,结果表明 6-BA 浓度为
2.0 mg/L 时效果最差 , 6 -BA 1.0mg/ L 对愈伤组
织诱导效果最好 , 6 -BA 0.5mg/L 与 6 -BA
1.5mg/ L 差异不显著。而 NAA 处理 0.1mg/L 与
0mg/L 、0.05mg/L 、0.5mg/L 之间差异呈极显著 ,当
NAA为 0.1mg/ L 时芽分化率最高。综合分析 ,确
定 MS+NAA1.0mg/L +BA 0.1mg/ L 茎诱导出芽
的最佳培养基配方。
2.2　继代培养(增殖培养)
将初代培养得到的 3cm 左右的芽苗接种到增
殖培养基中 , 20d后统计芽苗的增殖系数 , 结果
见表 4 。
—51—
刘金平　张新全　　扁穗牛鞭草组织培养体系建立
表 3　愈伤组织 、不定根 、不定芽诱导率的方差分析
Table 3　Rate of callus induction and rooting and adventitious bud
变异来源
Variance source
愈伤组织诱导率
Callus induction rate
15d　　　　　　30d　 　 　
NAA　6-BA　NAA　6-BA
不定根诱导率
Root ing rate
15d　　　　　　30d　 　 　
NAA　6-BA　　NAA　6-BA
不定芽诱导率
Adven tit ious bud rate
15d　　　　　　30d　 　
NAA　6-BA　　 N AA　6-BA
平方和
Sum of squares
自由度
df
均方
Mean square
F
P
2263.557
3
754.519
5.660
0.094
2717.309
3
905.770
6.795
0.075
675.243
3
225.081
1.983
0.294
4496.095
3
1498.698
13.206
0.031
275.282
3
91.761
1.515
0.371
270.696
3
90.232
1.490
0.376
1750.399
3
583.466
2.951
0.199
788.459
3
48.506
1.329
0.410
656.161
3
218.720
1.304
0.416
300.590
3
100.197
0.598
0.659
3103.144
3
1034.381
9.767
0.047
594.933
3
198.311
1.872
0.310
表 4　6-BA与 NAA对继代增殖系数的影响
Table 4　Ef fect of 6-BA and NAA on
multiplication rate of subculture
处理
T reatmen t(m g/ L)
BA　　　NAA
增殖系数
Mult iplicat ion
rate(%)
平均苗高
Length(cm)
0.5 0.05 1.85 2.54
0.5 0.2 2.44 3.40
0.5 0.5 2.29 2.65
1.5 0.05 4.59 4.34
1.5 0.2 5.44 5.23
1.5 0.5 3.48 4.0
2.5 0.05 4.29 3.78
2.5 0.2 4.11 3.65
2.5 0.5 3.74 3.39
对增殖系数进行方差分析 ,说明 6-BA 、NAA 、
6-BA+NAA 处理浓度间存在极显著差异;多重比
较结果(表 5)说明 , 6-BA 处理间均达到极显著水
平 , 6 - BA 1.5mg/L 处 理 增殖 最 高;NAA
0.05mg/L 与 NAA 0.2mg/L 间差异不显著 , 与
NAA 0.5mg/L 间达到极显著水平 , 说明低浓度
NAA 对增殖起促进作用 ,过高浓度抑制芽苗增殖 ,
0.2mg/ L NAA为增殖的最适浓度 。综上所述 ,增
殖培养最佳组合为 MS+6-BA 1.5mg/ L +NAA
0.2mg/ L。
2.3　生根培养
采用1/2 MS分别附加NAA(0.1 、0.2 、0.5mg/ L)
和 IBA (0.1 、0.2 、0.5mg/L)进行生根培养 ,选取无
根苗转入生根培养基中培养 。30d 后统计生根情
况。结果表明(表 6):各处理都能诱导牛鞭草幼苗生
根 ,但生根率有显著差异;低浓度处理较易生根 ,而
高浓度处理对生根有抑制作用 。 IBA 浓度为
0.2mg/ L 时生根最早 ,15d左右可形成发达的根系 。
表 5　6-BA处理新复极差分析结果
Table 5　SSR analysis of the four levels of 6-BA
处理Treatment(mg/ L) 增殖系数(%)
Multiplication rate
差异显著性 Signifi can ce level
0.05　　　　0.01
6-BA 0.5 1.432 c C
1.5 3.519 a A
2.5 3.073 b B
NAA 0.05 2.939 d D
0.2 2.961 d D
0.5 2.124 e E
表 6　不同生长调节剂对生根的影响
Table 6　Effect of different growth regulators on rooting
处理
T reatment
(mg/ L)
生根率
Root ing
percentage(%)
生根时间
Rooting
tim e(d)
根长
Root
length(cm)
平均根数
Root
number
0 41.67 17 2.94 5.50
NAA0.1 61.67 18 2.73 8.0
NAA0.2 65.0 14 3.81 14.7
NAA0.5 40.0 21 2.22 3.83
IBA0.1 78.33 14 3.37 6.85
IBA0.2 98.67 12 5.55 10.05
IBA0.5 38.33 17 2.35 2.98
2.4　炼苗与移栽
对生根苗进行了炼苗与移栽 ,结果说明初代培养
生根苗的成活率97.8%,表现为植株低矮 ,叶片较少;而
生根培养试管苗成活率 100%,且植株壮 ,叶片多 ,株型
紧凑。可见 ,两种生根苗移栽成活率差异不大 ,但植株
表型与生长速度不同 ,是因为增殖生根苗较壮 ,而初代
培养生根苗较弱小 ,造成两种植株自身营养物质积累不
同 ,导致了植株表型与生长速度不同;或许由于两种苗
来源于不同培养基 ,体内激素含量差异也是导致植株表
—52—
中国草地学报　2007年　第 29 卷　第 2 期
型与生长速度不同的原因 ,有待于进一步研究。
3　结论
以扁穗牛鞭草茎段为外植体进行组织培养 ,初
代培养最佳配方为 MS+6-BA 1.0mg/ L +NAA
0.1mg/ L ,芽诱导率可达 100%;继代增殖最佳增殖
配方为MS+6-BA 1.5mg/L +NAA 0.2mg/ L ,增
殖系数为 5.4;生根阶段以 1/2MS +IBA 0.2mg/L
为最佳的生根培养基配方;初代培养生根苗与增殖
后生根培养苗移栽成活率都在 97%以上。
利用组织培养体系进行种质资源的收集与保存 ,
采用适当的培养基与培养条件 ,可以加速或者减慢材
料的生长速度 ,这为种质资源的快速扩繁或长期保存
提供了可行的办法。尤其对于营养繁殖为主的扁穗
牛鞭草种质资源 ,其变异往往来自芽的变异 ,通过组
织培养可以在人工控制的生态条件下对变异芽进行
筛选与快速扩繁 ,并且可以通过培养基与培养条件的
变化诱导新的变异。所以 ,组织培养是种质资源保
护 、优异性状保存与扩繁 、新品种(系)选育的重要手
段 ,应当加强建立与健全组织培养体系的研究。
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Establishment of Tissue Culture System for Hemarthria compressa
LIU Jin-ping1 , 2 ,ZHANG Xin-quan2
(1.College of L i fe S cience , West Normal Universi ty , N anchong　737002 ,China;
2.Department of Grassland , S ichuan Agricul tural Universi ty , Y aan 　625014 ,China)
Abstract:The stems w ere used as explants to establish the sy stem of t issue cul ture fo r Hemarthria com-
pressa.The resul t show ed that:MS+6-BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L gave rise to the best result in indu-
cing advent itio us buds f rom explants , in w hich the inducement rate could be 100%, and M S + 6 -
BA1.5mg/ L +0.2mg/ L NAA was fav orable to the proliferat ion of buds , in w hich the mul tiplication rate
could be 5.44.The roo ting rate could be 100% on 1/2MS + IBA 0.2mg/ L.Bo th surviv al rates of adven-
tit ious buds and pro liferation buds w ere highe r than 97%.
Key words:Hemarthria compressa;Tissue cul ture ;Explants
【责任编辑　刘天明】
—53—
刘金平　张新全　　扁穗牛鞭草组织培养体系建立