全 文 ：第 31 卷　第 2 期 河南师范大学学报(自然科学版) Vol.31　No.2
　2003 年 5 月 Journal of Henan Normal University (Natural Science) May.2003　
　　文章编号:1000-2367(2003)02-0099-04
光质和生长物质组合对怀山药
零余子脱分化和再分化的影响
郭君丽 ,陈明霞 ,李明军 ,张嘉宝
(河南师范大学生命科学学院 , 河南 新乡 , 453002)
摘　要:本文以怀山药优良品种“铁棍山药”为材料 ,研究了光质和生长物质的不同组合对零余子脱分化和再
分化的影响.结果表明:(1)在愈伤组织诱导过程中 6-BA 与 NAA 的组合优于 6-BA 与 2 , 4-D的组合;在 6-BA
2mg/ L(单位下同)+NAA 2 和 4 培养基上 , 愈伤组织在白光和红光下出现的比较早 , 诱导率在白光 、红光 、黄光 、蓝
光 、绿光及黑暗各条件下均能达到 100%.(2)在愈伤组织分化过程中 , 在相同条件下的蓝光分化率最高(为 100%),
红光和白光次之(分别为 95%和 91.7%), 绿光和黄光较低(分别为 84.4%和 75%), 黑暗最低(为 22.6%).
关键词:怀山药;零余子;光质;生长物质;愈伤组织;分化率;
中图分类号:Q945　　　　　　　　　　　　　　　　　　　文献标识码:A
怀山药(Dioscorea opposita Thunb)是我国著名的“四大怀药”之一 ,主产于河南温县 、武陟 、沁阳等地(古
怀庆府一带),具有健脾 、固精 、补肺和益肾等功效[ 1] ,是我国传统的中药材.20 世纪 90年代以来 ,我们研究
室对其组织培养进行了系统的研究[ 2 ～ 4] .光作为一种调控因子 ,自 1955年 De Capite[ 5]首次报道在植物组织
培养中的应用以来 ,已引起科学工作者的注意 ,并陆续有一些报道[ 6 ～ 8] .为了进一步探讨光和生长物质的不
同组合在组织培养中的调控作用 ,本文以怀山药零余子为材料 ,对其在脱分化与再分化中的作用进行了系统
的研究.
1　材料与方法
1.1　实验材料
怀山药优良品种“铁棍山药”试管苗形成的零余子.
1.2　实验方法
将零余子从无菌试管苗上取下 ,并在超净工作台上将其切成 0.5×0.5×0.3cm3 的小块 ,分别接种在含
有6-BA 、NAA 、2 ,4-D不同浓度配比的基本 MS 培养基上 ,并分别置于蓝光 、绿光 、黄光 、红光 、白光及黑暗
下培养 ,诱导愈伤组织.每种光质下 50块.
将在红光下 ,MS+6-BA 2+NAA 2培养基上诱导出的生长良好 、质地疏松的愈伤组织作为再分化的
材料 ,接种在 MS+6-BA 2+NAA 0.5分化培养基上 ,置各光质下培养 ,诱导植株再生.每种光质下 30 ～ 40
块.
培养室温度为 25±2℃,光照时间为 14h/d ,形成各种光质的荧光灯管的技术参数(波长范围和峰值由美
国产的光学多道分析仪和法国产的双光栅单色仪测得)见表 1.通过调整培养物与灯管之间的距离 ,使其辐
照度均大约为 3.1W/m2.
收稿日期:2002-11-07.
基金项目:河南省自然科学基金项目(编号:98401202);河南省科技攻关资助项目(编号:0123030900).
作者简介:郭君丽(1973 ～ )女 , 河南舞阳人 ,河南师范大学助教.
DOI :10.16366/j.cnki.1000-2367.2003.02.026
表 1　各种荧光灯的主要技术参数
项　目 黑暗 蓝光 绿光 黄光 红光 白光
波长范围(nm) - 410-455 470-600 520-680 610-690 410-690
波长峰值(nm) - 450 546 570 662 -
功 率(W) - 2×40 2×40 2×40 2×40 2×40
2　结果与分析
2.1　不同光质和生长物质组合对零余子愈伤组织诱导的影响
2.1.1　愈伤组织出现时间　在 6-BA 为 2 ,NAA和 2 , 4-D分别为 0.2 ～ 8的生长物质组合上培养的零余
子切块 ,在不同的光质条件下愈伤组织出现时间不同(表 2).
表 2　怀山药零余子在不同光质和生长物质组合下愈伤组织出现的时间(d)
培养基 黑暗 蓝光 绿光 黄光 红光 白光
6-BA 2 — — — — — —
6-BA 2+NAA 0.2 9 8 9 8 7 7
6-BA 2+NAA 2 8 8 9 8 5 6
6-BA 2+NAA 4 8 6 6 7 7 6
6-BA 2+NAA 8 9 7 7 8 7 8
6-BA 2+2 , 4-D 0.2 10 10 8 9 8 8
6-BA 2+2 , 4-D 2 9 6 7 7 6 7
6-BA 2+2 , 4-D 4 9 7 8 8 7 8
6-BA 2+2 , 4-D 8 11 10 11 9 9 8
　　由表 2可以看出:①除 6-BA 2外 ,其余的几种组合在 5 ～ 11d时均有愈伤组织出现.②在所有组合中 ,
以红光与 6-BA 2+NAA 2的组合出愈时间最早(5d),黑暗和绿光与 6-BA 2+2 ,4-D 8的组合出愈时间
最长(均为 11d),两种组合相差5d.③同一光质下 ,当NAA或 2 ,4-D浓度从0.2增加到8时 ,愈伤组织出现
的时间呈“晚-早-晚”的趋势 ,愈伤组织出现最早的培养基集中在 NAA 2和 4或 2 ,4-D 2和 4上 ,这说明
NAA 或 2 ,4-D浓度过低或过高均不利于愈伤组织的形成.④同一培养基上 ,不同光质对愈伤组织形成的
时间亦不同.总的来说 ,在红光和白光下愈伤组织出现的较早.
2.1.2　愈伤组织诱导率　怀山药零余子切块在不同光质及生长物质组合的培养基上培养 25d后愈伤组织
诱导率见表 3.
表 3　怀山药零余子在不同光质和生长物质组合下愈伤组织诱导率(%)(25d)
培养基 黑暗 蓝光 绿光 黄光 红光 白光
6-BA 2 — — — — — —
6-BA 2+NAA 0.2 90 66 70 80 96 50
6-BA 2+NAA 2 100 100 92 100 100 100
6-BA 2+NAA 4 100 86 100 86 100 100
6-BA 2+NAA 8 56 50 60 66 66 44
6-BA 2+2 , 4-D 0.2 96 50 66 66 74 40
6-BA 2+2 , 4-D 2 100 100 100 100 100 100
6-BA 2+2 , 4-D 4 100 88 90 100 100 100
6-BA 2+2 , 4-D 8 50 58 82 86 80 68
　　表 3表明:①同一光质条件下 ,随 NAA或 2 , 4-D浓度的增加 ,愈伤组织诱导率均出现“先增后减”的趋
势 ,说明适当的 NAA 和 2 ,4-D浓度有利于诱导率的提高 ,最高可达 100%.②各光质条件下 6-BA 2+
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NAA 2和 4有利于愈伤组织诱导率的提高 ,而以红光与 6-BA 2+NAA 2组合最佳.③NAA 与 2 , 4-D比
较 ,二者诱导率差异并不显著.但观察发现 NAA和 2 ,4-D对愈伤组织的质地和出愈量影响不同:NAA与 6
-BA组合的培养基上出愈量大且质地疏松 ,尤其是在黄光 、红光下 ,而 2 , 4-D与 6-BA组合的培养基上出
愈量较小且质地致密.
2.2　不同光质和生长物质组合对愈伤组织分化的影响
将红光下 MS+6-BA 2+NAA 2 培养基上诱导形成的愈伤组织(培养 25d)接种在 MS +6-BA 2+
NAA 0.5的分化培养基上 ,并置于各种光质下培养.
5d时 ,愈伤组织无明显变化.6d后 ,蓝光 、红光 、白光下的愈伤组织表面迅速增生大量无色或淡黄色透明
状的愈伤组织.随后 ,绿光 、黄光下的也有所增生 ,但量较少.黑暗下的变化不明显.12d时 ,首先在红光下观
察到芽体的出现 ,以后其它光质下也陆续有芽体形成.45d时统计结果见表 4.
表 4　不同光质对怀山药零余子愈伤组织分化的影响 (45d)
光质 分化率 平均芽数/块 最多芽数/块 平均苗高(cm) 芽形
黑暗 22.6% 1.5 2 0.4 单芽
蓝光 100% 3 5 5.0 单芽
绿光 84.4% 5 8 0.8 丛生芽
黄光 75% 4.2 7 3.8 单 、丛生芽
红光 95% 7 14 1.2 丛生芽
白光 91.7% 6 12 4.0 丛生芽
　　由表 4可知 ,蓝光 、红光 、白光下愈伤组织的分化率较高 ,尤其是在蓝光下 ,分化率最高 ,可达到 100%;
绿光 、黄光下次之;而黑暗下分化率最低 ,仅达 22.6%.从芽数来看 ,无论是平均芽数或是最多芽数 ,均为红
光下最多 ,其次为白光 、绿光 、黄光 、蓝光 ,黑暗下最少.从苗高来看 ,蓝光最高 ,其它光质次之 ,而黑暗下则最
低.从芽形上看 ,各光质下也有差异 ,绿光 、红光 、白光下多形成丛生芽 ,而其它光质下则形成单个植株.总体
看来 ,白光和红光对愈伤组织分化的效果较佳.
3　讨　论
3.1　光质和生长物质对愈伤组织诱导的影响
在本实验中 ,同一光质条件下的不同的生长物质浓度对铁棍山药零余子愈伤组织的诱导表现出差异性 ,
而同一生长物质一定浓度下的不同光质对愈伤组织出现的时间早晚和诱导率大小也不同.所以光质和生长
物质共同影响着铁棍山药零余子愈伤组织的诱导.二者的效应并不是简单的叠加 ,而是存在着交互作用 ,光
质的效应可以随着生长物质浓度不同而改变.这在毛地黄[ 9]中也有报道:在 NAA 1时 ,黄光 、绿光 、蓝光有不
同程度抑制愈伤组织的生长 ,而 NAA 0.5时 ,在黄光下 ,这种抑制作用被不同程度的解除 ,甚至逆转成促进
作用.Bergmann等[ 10]和 Beauchesne等[ 11]曾在蓝光对烟草愈伤组织生长的效应中得出截然相反的结论 ,虽
然这种矛盾曾被归因于使用了蓝光谱区内不同波长和不同辐照度 ,但应指出 ,他们的实验所用的生长物质也
不同 ,前者用了 0.1ppm 2 ,4-D ,而后者加了 2ppm 生长素和 0.2ppm 激动素 ,因此不能排除由于生长物质不
同所造成的相反结果.
植物生长物质对植物离体培养中的细胞分化和形态建成有明显的调节作用[ 12] .尤其是生长素类和细胞
分裂素类的平衡对于诱导原基的形成非常重要[ 13] ,如在本实验中仅加 6-BA的情况下 ,培养至 30天 ,各光
质下均未出现愈伤组织 ,说明生长素类对铁棍山药零余子愈伤组织的诱导是不可缺少的 ,同时也说明了光质
的调控不能替代生长素类的作用.倪德祥等[ 14]在对锦葵生根的实验中发现光质不能替代细胞分裂素类的作
用.所以在植物组织培养中 ,光质和培养基成分共同影响着外植体的生长发育 ,但光质的调控作用不能替代
植物生长物质的作用.
3.2　光质对芽分化的影响
在本实验中 ,黑暗中芽的发生频率明显低于其它光的发生频率 ,说明光对芽的发生有促进作用 ,这在董
101第 2 期　　　　　　　　　郭君丽等:光质和生长物质组合对怀山药零余子脱分化和再分化的影响
崇楣[ 15]的研究中也有报道.而与其它光质相比 ,白光和红光则表现出明显的促进作用 ,分化率比较高 ,这与
张丕方[ 16] 、车生泉[ 17] 等的报道相一致.这可能与白光和红光下铁棍山药零余子愈伤组织中过氧化物酶
(POD)含量较高(另文发表)有关.实验早已证明 , POD是芽分化的指示酶[ 18 ,19] ,光质通过调控 POD活力而
影响光形态建成反应.
参　考　文　献
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The Effect of Combination of Light Qual ity and Plant Growth Substance on
Dedifferentiation and Redifferentiation in the Bulbil of DioscoreaOpposita
GUO Jun-li , CHEN Ming-xia , LI Ming-jun , ZHANG Jia-bao
(College of Life Science , Henan Normal University , Henan Xinxiang , 453002 , China)
Abstract:This paper deals w ith the effect of combination of light quality and plant grow th substance on the dedifferentiation
and redifferentiation in the bulbil of T iegun Dioscorea Thund.Results showed that:During the callus induction , the combination of
6-BA and NAA is superio r to that of 6-BA and 2 , 4-D;calli s production is earlier , the rate of callus production can be reached to
100% under all light quality.During differentiation of calli , under the same condition , the rate of differentiation is hightest in blue
light(100%), in red light and white light(95%and 91.7%), in g reen light and yellow light(84.4% and 75%), and lowest in
dark(22.6%).
Key words:dioscorea opposita;bulbil;light quality;plant grow th substance;the rate of differentiation
102 河南师范大学学报(自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　　　2003年