全 文 ：收稿日期：2010－04－29
基金项目：广西科技攻关项目（桂科能0630006，桂科能0815011）；广西农业科学院基本科研业务专项项目（200814基）；广西大学
博士创新基金项目（200810593090101D020）
作者简介：严华兵（1979－），男，湖北孝感人，博士研究生，助理研究员，研究方向为生物技术。*为通信作者。
一般认为，在植物组织培养过程中，植物生长
和分化是受内源激素调控，外源激素是通过调控内
源激素变化或平衡起作用。 因此，了解植物离体器
官生长发育过程中内源激素变化规律及其与生长
发育的关系，有助于阐明器官分化、脱分化及生长
发育的生理生化机理，为有效调控植物离体器官诱
导形成提供理论依据。
到目前为止，马铃薯、甘薯、魔芋、彩色芋等植
物试管块根或块茎诱导形成过程中的内源激素含
量的变化及各种内源激素的相互协调已有报道［1~3］，
特别是马铃薯试管薯形成过程中不同内源激素变
化研究，是长期以来研究马铃薯块茎发育机理的重
点［4，5］。 然而，从国内外研究来看，有关山薯等薯蓣
属植物试管薯或试管零余子形成过程中内源激素
变化研究鲜有报道［6，7］。 因此，本文以“桂淮2号”优
良山薯品种为研究对象，在成功诱导山薯试管零余
子 ［8］的基础上，对试管零余子形成过程进行观察，
并对其内源激素含量变化进行研究，为阐明山薯试
管零余子诱导形成及发育机理奠基基础。
1 材料与方法
1． 1 材料处理与培养
在山薯组培继代苗中挑选长势良好的无菌组
培苗，去掉顶芽、基部节间，剪取未长腋芽的节间茎
段， 接种到MS＋2．0 mg ／ L 6－BA＋1．0 mg ／ L NAA＋80
g ／ L蔗糖＋5．0 g ／ L琼脂＋1．5 g ／ L活性炭的固体培养基
中进行山薯试管零余子诱导。 从培养第0 d开始，每
山薯试管零余子形成过程中几种内源激素的变化
严华兵1，杨丽涛2，董伟清1，闭志强1，李杨瑞3 *
（1 广西农业科学院生物技术研究所，南宁 530007；2 广西大学农学院，南宁 530005；3 广西农业科学院，南宁 530007）
摘要：以“桂淮2号”优良山薯品种为研究对象，利用酶联免疫检测（ELISA）技术研究山薯试管零余子形成过程中
内源激素的变化。结果表明，在试管零余子形态建成过程中，内源GA3、ABA、IAA、ZR和JA含量均在培养第20 d明显上
升，20~40 d期间有不同程度的下降。在培养后期，ABA、IAA、ZR和iPA含量逐渐上升，而GA3含量逐渐降低。内源激素
间的平衡水平也呈现出一定规律性变化，ABA/GA3、ZR/GA3和iPA/GA3表现为培养0~20 d先降低、后期持续上升的趋
势，而IAA/GA3、JA/GA3从起始培养开始呈逐渐上升的趋势。
关键词：山薯；试管零余子；内源激素
中图分类号：S632.103+.53 文献标识码：A 文章编号：1002－8161（2010）09－0893－04
Changes in several endogenous hormones during in vitro
formation of Dioscorea fordii Prain et Burk bulbils
YAN Hua－bing1，YANG Li－tao2，DONG Wei－qing1，BI Zhi－qiang1，LI Yang－rui3 *
（1 Bio-technology Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007， China; 2 Agricultural
College, Guangxi University, Nanning 530005, China; 3 Guangxi Academy of Agricultural Sciences, Nanning 530007, China）
Abstract: The present experiment has been conducted to study the changes in several endogenous hormones during
the in vitro formation of Dioscorea fordii Prain et Burk (variety Guihuai 2) bulbils using ELISA. The results showed a signif-
icant increase in GA3, ABA, IAA, ZR and JA contents at the 20th day of culture, followed by a decrease from 20-40th day.
During the late stage of culture, contrary to GA3 content, ABA, IAA, ZR and iPA contents increased gradually. The balance
among different endogenous hormones also changed regularly. Ratio of ABA/GA3, ZR/GA3 and iPA/GA3 decreased initially
during first 20 days, then kept rising during the later stages. IAA/GA3 and JA/GA3 increased gradually from the initial stage
of culture.
Key words: Dioscorea fordii Prain et Burk; bulbil in vitro; endogenous hormone
广西农业科学 2010，41（9）：
Guangxi Agricultural Sciences
893-896
893· ·
a b c d e
20 d取样1次，分别于0、20、40、60、80 d 5个时期对
整株组培苗进行取样，重复3次。取样时去掉组培苗
基部褐化组织，每个样取1．0 g左右，称重后速冻于
－80℃冰箱保存。 试验期间的培养温度为（28±1）℃，
光周期为12 h/12 h（白天 ／黑夜 ），光照强度为40
μmol·m－2·s－1。
1． 2 内源激素的提取、纯化及测定
赤霉素 （GA3）、吲哚乙酸 （IAA）、茉莉酸甲酯
（JA）、脱落酸（ABA）、玉米素核苷（ZR）、异戊烯基腺
嘌呤（iPA）等内源激素的提取、纯化及测定均采用
酶联免疫吸附法（ELISA），参考吴颂如等 ［9］方法以
及中国农业大学开发的植物激素ELISA检测试剂盒
说明书。
1． 3 统计分析
根据ELISA检测试剂盒说明书，利用Excel、SAS
等软件对激素测定结果进行统计分析。
2 结果与分析
2． 1 内源激素标准曲线的建立
根据ELISA测定方法， 将测定的6种激素的OD
值经In［（B ／ B0） ／ （1－ B ／ B0）］转换后作为纵坐标，激
素标样各梯度浓度的自然对数作为横坐标， 获得
logit曲线， 经过计算获得各内源激素的工作曲线。
结果表明，各激素标准浓度的线性关系良好（表1），
可用于各样品内源激素浓度分析计算。
表 1 内源生长物质的工作曲线
Table 1 Working curve of endogenous growth regulators
标样
Standard sample
线性方程
Linear equation
相关系数
Correlation coefficient
GA3 Y=-0.4361x+2.1205 0.9901
ABA Y=-0.7144x+3.3156 0.9989
IAA Y=-0.8005x+2.8871 0.9984
ZR Y=-0.8593x+5.1776 0.9970
iPA Y=-0.7858x+0.7586 0.9931
JA Y=-0.6191x+3.4551 0.9871
2． 2 不同取样时期山薯试管零余子生长发育动态
山薯单节茎段在试管零余子诱导培养基中经
过20 d的培养，在腋芽处形成芽球，极少数芽球上
有根长出；40 d后芽球进一步长大， 芽球上不定根
增多；60 d后零余子形成， 且有不定根和不定芽的
发生；经过80 d的培养，零余子进一步长大，不定根
增多增长，且有不定芽形成（图1）。
a: 0 d； b: 20 d； c: 40 d； d: 60 d； e: 80 d.
图 1 不同培养时期的山薯试管零余子诱导材料比较
Fig.1 Comparison of inducedmaterials of Dioscorea fordii Prain et Burk in vitro bulbil at different culture stages
2． 3 山薯试管零余子形成过程中内源激素含量的
变化
山薯组培苗单节茎段在形成试管零余子过程
中，其内源激素含量发生了明显变化（图2）。总的变
化趋势是：内源GA3、ABA、IAA、ZR和JA均在培养0~
20 d明显上升，20~40 d期间有不同程度的下降。 在
培养后期，ABA、IAA、ZR和 iPA含量呈逐渐上升的
趋势， 而GA3含量逐渐降低， JA在第60 d稍微下降
然后在第80 d明显上升。 另外，GA3含量最高峰出现
在第20 d，其他激素含量最高峰出现在第80 d。
2． 4 山薯试管零余子形成过程中内源激素间平衡
水平的变化
在试管零余子形态建成过程中，除了内源激素
绝对含量的变化外，内源激素间的平衡水平也呈现
出一定规律性变化。 图3结果显示，ABA ／ GA3、ZR ／
GA3和iPA ／ GA3表现为培养0~20 d先降低，然后持续
上升的趋势。 ZR ／ IAA第20 d先下降，然后在40、60、
80 d培养阶段维持较低水平，波动不大。 IAA ／ GA3、
JA ／ GA3呈逐渐上升的趋势。
广 西 农 业 科 学894· ·
严华兵等：山薯试管零余子形成过程中几种内源激素的变化
图 2 山薯试管零余子诱导过程中内源激素含量的变化
Fig.2 Changes of endogenous hormonal contents during in vitro induction of bulbils
图 3 山薯试管零余子诱导过程中内源激素间平衡水平的变化
Fig.3 Changes of the balance between different endogenous hormonal contents during in vitro induction of bulbils
0
100
200
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0 20 40 60 80


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g
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ZR



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iP
A



n
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dCulture t ime
JA



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dCult ure t ime



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dCulture t ime



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0.3
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dCulture t ime



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0
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dCulture t ime
G
A



n
g/
g
fw

培养时间（d） Cult re time
培养时间（d） Cult re time
培养时间（d） Cult re time 培养时间（d） Cult re time
培养时间（d） Cult re time
培养时间（d） Cult re time
培养时间（d） Cult re time
培养时间（d） Culture time
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培养时间（d） Culture time 培养时间（d） Culture time
A
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A
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3 结论与讨论
植物内源激素主要包括细胞分裂素、生长素、脱
落酸、赤霉素、茉莉酸甲酯、乙烯等，其中细胞分裂
素以ZR、iPA和二氢玉米素核苷（DHZR）等组分为
主。
块根或块茎是根或茎生长到一定阶段后，改变
发育方向， 变成具有营养贮藏功能的特殊形态，称
之为器官的变态。植物变态器官的发生和发育在很
大程度上受环境、 营养条件和植物激素的调节，其
中植物激素在其中起着重要作用。以研究较多的马
铃薯为例，CTKs、IAA、ABA、GA、JA、乙烯等内源激
素及其相互平衡关系对马铃薯试管薯的形成和发
育都有调节作用，其中GA对马铃薯试管薯形成的
抑制效应早已被普遍接受［10］。
当山薯单节茎段转入试管零余子诱导培养基
后，茎节腋芽点改变发育方向，腋芽未能正常增殖
而是形成芽球，培养第20 d时各种内源激素较起始
时明显增加，产生的内源激素可能为芽球的生长发
育及旺盛的生理代谢提供了条件。
Xu等 ［11］报道，GA在马铃薯块茎形成前期含量
上升，而在结薯期下降。 山薯单节茎段在试管零余
子诱导培养基中也表现相同的趋势，这可能是试管
零余子形成的一个重要因素。茉莉酸及其衍生物可
能参与了马铃薯、薯蓣、菊芋的块茎，甘薯块根以及
洋葱、大蒜的鳞茎形成［12］。 Koda等［6］研究结果表明，
外源JA有诱导薯蓣块茎形成的活性，当JA浓度高于
10－7 mol ／ L时， 均可诱导离体条件下薯蓣的块茎形
成。 此外，在山薯组培苗中也检测到了较高浓度的
JA，并在培养后期维持相对较高的水平，而较高的
JA水平和较高的ABA含量能促进块茎的形成［10］。
植株体内激素的绝对含量变化对块茎形成的
影响远小于不同激素间平衡关系的变化［10］。甘薯块
根的形成和膨大是ZR、DHZR、ABA、iPA和IAA等多
种内源激素协同作用的结果［1］。 细胞分裂素不能单
独调节马铃薯的形成，而是通过与其他激素特别是
GA的相互作用来完成［13］。 从本试验结果可以看出，
ABA ／ GA3、IAA ／ GA3、iPA ／ GA3、ZR ／ IAA和 JA ／ GA3比
值从培养开始呈上升趋势，培养第80 d时各比值最
大。在试管零余子形成阶段，与GA功能相反的IAA、
ABA、CTKs、JA等可能是通过抵消GA类的抑制作用
来调节零余子的形成，它们之间的平衡可能在调控
试管零余子形成过程中发挥着更为重要的作用。
由此可见，在山薯试管零余子诱导培养基中，
培养前期各种内源激素含量的增加为芽球的生长
发育及旺盛的生理代谢提供了条件。 而进入后期，
内源GA3含量的降低，JA等其他内源激素含量的上
升， 特别是其他内源激素与GA3含量平衡水平的降
低可能是山薯试管零余子形成的重要因素之一。
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（责任编辑 温国泉）
广 西 农 业 科 学896· ·