全 文 ：第 30 卷 第 11 期 热 带 作 物 学 报 Vol．30 No．11
2009 年 11 月 CHINESE JOURNAL OF TROPICAL CROPS Nov.2009
基金项目 ： 广西农业科学院发展基金 （No. 2007004）， 广西农业科学院基本科研专项 （No. 200814）， 广西大学博士创新基金 （No.
200810593090101D020）资助。
作者简介： 严华兵， 男， 1979 年生， 在读博士， 助理研究员。 研究方向： 生物技术。 E-mail: newdragon@gxaas.net。
* 通讯作者， 李杨瑞， 教授， 博导。
收稿日期： 2009-05-20 修回日期： 2009-10-22
山薯试管零余子的诱导
严华兵 1，2 ， 梁春秀 1， 杨丽涛 1， 卜朝阳 2， 闭志强 2， 李杨瑞 1 *
1广西大学农学院， 南宁 530007；
2广西农业科学院生物技术研究所， 南宁 530007
摘要 以山薯无菌苗茎段为试验材料， 研究 BA、 NAA、 JA、 蔗糖浓度、 光周期以及不同培养方式对试管零余子
诱导形成的影响。 结果表明， MS+2.0 mg/L BA+0.1 mg/L NAA+80 g/L 蔗糖+5.0 g/L 琼脂+1.5 g/L 活性炭， 12 h/d 的
光照时间（光照强度为 2 000 lx）是试管零余子诱导较优的培养条件。 经过 2 个月的培养， 试管零余子诱导率达
90％以上， 零余子发生个数为 1.44 个/株。 蔗糖浓度是影响试管零余子发生的最重要因素， 高蔗糖浓度（80 g/L）
能促进试管零余子的发生。
关键词 山薯； 试管零余子； 试管薯； 蔗糖浓度
中图分类号 Q949.718.27
山薯（Dioscorea fordii Prain et Burk.）是薯蓣科薯蓣属的一种药食兼用的高效经济作物， 其块茎含有
丰富的淀粉以及其它人体必需的营养成分， 可作药材、 蔬菜等， 具有重要的经济价值和特色产业开发潜
力[1]。 山薯除地下长薯外， 还有一个独特的繁殖生物学特性， 即地上藤蔓上长有零余子， 零余子即珠芽，
着生于叶腋， 球形或卵圆形不等， 零余子可食用， 还具医疗价值 [2]。 此外， 零余子易成活， 易进行种质交
换， 繁殖系数高， 是山薯重要的繁殖器官。
长期以来， 山薯都是利用地上零余子或地下薯段进行无性繁殖， 自留种的栽培形式， 像其它薯蓣属
植物一样， 这极大地影响了其产量、 品质[3]。 自 1982年成功诱导马铃薯试管薯以来， 通过组织培养技术诱
导试管薯、 试管珠芽、 试管鳞茎等离体繁殖器官的研究引起了科研工作者广泛关注， 有关薯蓣属植物试
管薯的研究也有大量报道 [4, 5]。 然而， 有关山薯试管零余子的诱导研究， 国内外还未见报道。 因此， 本研
究以广西农业科学院选育的 “桂淮 2 号” 淮山品种（按植物分类学划分为山薯）为试验材料， 进行山薯试
管零余子的诱导研究， 为山薯种质交换、 良种繁育及零余子形成机理研究奠定基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
广西农业科学院选育的 “桂淮 2号” 淮山品种健康植株。
1.2 试验方法
1.2.1 无菌材料的获得 4 月底至 6 月初选取 1～3 mm 茎粗的藤蔓茎段， 用自来水冲洗干净泥沙及灰尘
后， 去掉叶片， 保留 2 cm 左右长的叶柄， 再将藤蔓切成带 1～2 个腋芽的茎段， 上下切口处与腋芽点保留
1.5 cm 左右长度。 用 0.1％ HgCl2消毒 10 min， 并不时剧烈摇动， 无菌水漂洗 3 次， 将单芽茎段接种到
MS+1 mg/L BA+0.1 mg/L NAA+30 g/L 蔗糖+5.0 g/L 琼脂的固体培养基中诱导腋芽萌发， 然后在 MS+1 mg/L
BA+0.1 mg/L NAA+30 g/L 蔗糖的液体培养基（脱脂棉为支撑物）中继代增殖培养。
1.2.2 试验设计 选用 BA（A）、 NAA（B）、 JA（C）、 蔗糖浓度（D）、 光周期（E）等 5 个对试管零余子的诱
导有重要影响的因子做为测试因子， 每因子均设 4 个水平， 采用 L16（5 因素 4 处理）正交设计表进行试验，
热 带 作 物 学 报 30 卷
具体试验方案如表 1 所示。 试验设置 3 次重复。 试验结束后， 根据所得结果挑选出其中的最优或次优处
理组合进行验证试验。 论证试验采用随机区组设计， 重复 3 次， 通过对观测结果的全面比较分析并结合
经济上的考虑， 最后确
定出最优配方组合。
上述试验所有处理
均为固体培养基 ， 由
MS 基本培养基和添加
的 5.0 g/L 琼脂、 1.5 g/L
活性炭以及表 1 中的不
同激素（或试剂）组合所
组成。 所有培养基均在
灭菌前将 pH 值 调至
5.8～6.0。 试验期间的培
养温度为（28±1）℃， 光
照强度为 2 000 lx。
1.2.3 试验结果统计
试管零余子在诱导培养
基中培养 2 个月后， 分
别统计零余子发生率和
单株零余子发生个数， 培养期间对植株茎段增殖等生长情况进行观察。 每个处理接种 3 瓶， 6 株/瓶， 重
复 3次。 试验数据采用 SAS软件进行方差分析和 Duncans 多重比较。
2 结果与分析
2.1 不同因子对试管零余子诱导率及发生数的影响
不同因子对试管零余子诱导影响比较结果见表 2～4。 可见， 方差分析表明， 供试的 5 个因子均对试管

    




BA(A)/(mg/L) NAA(B)/(mg/L) JA(C)/(µmol/L)  (D)/(g/L) (E)/(h/d)
1 10 10 10 110 10
2 10 21 21 230 28
3 10 32 310 350 312
4 10 44 450 480 416
5 22 10 21 350 416
6 22 21 10 480 312
7 22 32 450 110 28
8 22 44 310 230 10
9 34 10 310 480 28
10 34 21 450 350 10
11 34 32 10 230 416
12 34 44 21 110 312
13 48 10 450 230 312
14 48 21 310 110 416
15 48 32 21 480 10
16 48 44 10 350 28


  

 
 
 /

/
1 A B C D E 42.59 cd 0.43 d
2 A B C D E 20.37 fgh 0.24 efg
3 A B C D E 51.85 bc 0.76 bc
4 A B C D E 83.33 a 0.93 b
5 A B C D E 57.41 b 0.67 c
6 A

B C


D

E

90.74 a 1.44 a
7 A B C

E 18.52 fgh 0.20 fg
8 A B

3D E 38.89 cde 0.41 de
9 A B C D E 29.63 def 0.35 def
10 A B C D E 25.93 efg 0.28 defg
11 A B C D E 22.22 fgh 0.22 fg
12 A B C D E 12.96 gh 0.17 g
13 A

B


C D

E

62.96 b 0.85 b
14 A B C D E 11.11 h 0.11 g
15 A B C D E 16.67 fgh 0.17 g
16 A B C D E 64.81 b 0.80 bc
 P=0.05 !#$%&’(’

  

    F Pr >F
Model 15 2.885 749 57 0.192 383 30 27.20
 32 0.226 314 43 0.007 072 30
 47 3.112 064 00
BA 3 0.624 206 05 0.208 068 68 29.42 <0.0001*
NAA 3 0.401 435 26 0.133 811 75 18.92 <0.0001*
JA 3 0.610 739 79 0.203 579 93 28.79 <0.0001*
 3 0.829 460 06 0.276 486 69 39.09 <0.0001*
 3 0.419 908 41 0.139 969 47 19.79 <0.0001*
* P=0.01

  

    F Pr >F
Model 15 6.211 166 67 0.414 077 78 41.02
 32 0.323 000 00 0.010 093 75
 47 6.534 166 67
BA 3 1.216 566 67 0.405 522 22 40.18 <0.0001*
NAA 3 0.447 816 67 0.149 272 22 14.79 <0.0001*
JA 3 1.172 950 00 0.390 983 33 38.74 <0.0001*
 3 1.738 283 33 0.579 427 78 57.40 <0.0001*
 3 1.635 550 00 0.545 183 33 54.01 <0.0001*

1642
11期 严华兵等： 山薯试管零余子的诱导
零余子的诱导率和发生数产生极显著影响。 从对零余子的诱导率看， 以蔗糖浓度的影响最大， 其次是 BA
和 JA， 再次为光周期， 影响相对较小的是 NAA 浓度。 从对零余子的发生数看， 5 个因子中， 虽然影响最
大的因子依然是蔗糖浓度， 但光周期对诱导率的影响也较大， 由对诱导率影响的第 4 位上升至第 2 位，
再次是 BA和 JA， 同样以 NAA浓度的影响最小。
2.2 各因子水平变化对试管零余子诱导率及发生数的影响
从表 5 可以看出， 各因子水平变化时， 均对试管零余子的诱导率和发生数产生明显影响， 其影响程
度也基本相同。 也就是说， 从试管零余子的诱导率及发生数看， BA 因子的 4 个水平中， 均以第 2 水平最
好， 诱导率最高， 发生数也最多， 其值分别为 51.39％和 0.68 个； NAA 因子的 4 个水平， 则以第 4 水平
最好， 其次为第 1 水平， 前者的诱导率和发生数分别为 50％和 0.58 个， 后者的诱导率和发生数分别为
48.15％和 0.58 个； JA 因子的 4 个水平， 则以第 1 水平最好， 诱导率和发生数分别为 55.09％和 0.72 个；
蔗糖和光周期， 其最好的水平分别是第 4 和第 3， 其诱导率和发生数， 前者分别为 55.09％和 0.72 个， 后
者分别为 54.63％和 0.81个。
2.3 最优配方组合的初步确定
如果从已做过的试验中直接寻找最优配方组合， 从表 2 中不难看出， 16 个试验处理中， 以处理 6，
即 A2B2C1D4E3处理组合的效果最好， 试管零余子诱导率为 90.74％， 单株试管零余子数为 1.44 个， 均是所
有 16 个处理中的最高者； 其次为处理 4， 即 A1B4C4D4E4 处理组合， 其零余子的诱导率及发生数分别为
83.33％和 0.93 个。 若对结果进行理论分析， 从表 5 可知， BA 的最佳水平为第 2 水平， NAA 为第 4 和第
1 水平 ， JA 为第 1 水平 ， 蔗糖为第 4 水平 ， 光周期为第 3 水平 。 据此 ， 可得到的最优配方组合是
A2B4C1D4E3， 即 BA 取 2 mg/L、 NAA 取 4 mg/L、 JA 取 0 μmol/L、 蔗糖取 80 g/L、 光周期取 12 h/d， 以及
A2B1C1D4E3， 即 BA取 2 mg/L、 NAA取 0 mg/L、 JA取 0 μmol/L、 蔗糖取 80 g/L、 光周期取 12 h/d 两个组合。
它们的零余子诱导率和零余子发生个数有可能比处理 6更高、 更多。
2.4 验证试验
共 4个处理， 即 A2B2C1D4E3、 A1B4C4D4E4、 A2B1C1D4E3和 A2B4C1D4E3， 前 2个处理是已做过试验的 16 个
处理中最好的和次好的， 后 2 个处理则是未做试验的各处理中的最好和次好的， 试验结果见表 6。 从表 6
可以看出， A2B2C1D4E3配方组合在试管零余子诱导率和单株试管零余子发生数上均显著高于其它 3 个处
理， 分别达到 91.44％和 1.07个。 从茎段增殖情况来看， 高浓度蔗糖促进芽球的形成， 进而发育成试管零
余子， 而严重抑制腋芽增殖。 其中部分外植体完全无腋芽发生（图版Ⅰ-a）， 部分外植体伴随着腋芽增殖及
更多零余子的发生（图版Ⅰ-b），
在高蔗糖浓度培养条件下 ， 外
植体产生零余子的生长状态如
图版Ⅰ-c 所示。 另外， 从 4 个
处理组合看， 不同 BA 和 NAA
配比组合对腋芽增殖无显著影

  AAAAAAAAAAAAA

/ 
 / 
 BA NAA JA   BA NAA JA  
1 49.54 48.15 55.09 21.30 31.02 0.59 0.58 0.72 0.23 0.32
2 51.39 37.04 26.85 36.11 33.33 0.68 0.52 0.31 0.43 0.40
3 22.69 27.32 32.87 50.00 54.63
0.26 0.34 0.41 0.63 0.81

4 38.89 50.00 47.69 55.09 43.52 0.48 0.58 0.57 0.72 0.48
 28.71 22.68 28.24 33.80 23.61 0.43 0.24 0.41 0.50 0.48
ab !#$%#&’#%()*+,)-+.

  

    /  / 
1 A B C D E 91.44±5.74 a 1.07±0.05 a 0.64±0.17 a
2 A B C D E 71.11±4.81 b 0.77±0.00 b 0.39±0.13 a
3 A B C D E 76.67±5.56 b 0.80±0.03 b 0.56±0.10 a
4 A B C D E 71.11±5.56 b 0.79±0.14 b 0.46±0.27 a

1643
热 带 作 物 学 报 30 卷
响， 这也从另一方面说明， 蔗糖浓度的高低是山薯腋芽增殖或零余子形成中起着关键性作用。
3 讨论
本研究通过 L16（5 因素 4 处理）正交试验设计， 以及一系列对比试验筛选， 获得了较优的山薯试管
零余子配方， 即 MS+2.0 mg/L BA+0.1 mg/L NAA+80 g/L 蔗糖+5.0 g/L 琼脂+1.5 g/L 活性炭， 12 h/d 光照
时间（光照强度为 2 000 lx）。 经过 2 个月的培养， 试管零余子诱导率达 90％以上， 零余子发生个数高达
1.44个/株。
蔗糖浓度对试管零余子诱导起着决定性的作用， 高浓度蔗糖（80 g/L）有利于试管零余子的发生和形成
（图版Ⅰ-a、 b）， 也可能同时形成试管零余子和试管薯（图版Ⅰ-d）， 而低浓度蔗糖和液体培养基则有利于
试管薯的诱导形成（图版Ⅰ-e）。 这一结果与彭晓英等[5]的研究结果一致， 也与 Chen F Q等[6]和 Ascough G D
等[7]的结果十分类似， 但与丰锋等 [8]认为高浓度蔗糖有利于山薯试管薯的形成和生长发育的研究结果不一
致， 这可能与目前国内外所用的山薯株系均是从野生资源中系统选育而来， 不同株系间生物学特性可能
相差较大有关。
笔者还试验发现一有趣现象， 在低浓度（30 g/L）蔗糖条件下， 当使用高浓度 TDZ（4.0 mg/L）进行山薯
茎段增殖培养时， 也能诱导类似零余子结构或愈伤组织的发生， 其机理有待进一步分析。 唐君等进行怀
山药离体繁殖研究中也发现了这种现象， TDZ 浓度为 0.2～2 mg/L 时抑制腋芽萌发或者刺激腋芽形成芽球
或愈伤组织[9]。
为了证实本实验中诱导产生的拟球茎体是试管零余子， 笔者特对其进行组织解剖学观察。 结果证实
所产生的拟球茎体具有山薯大田产生零余子相似的结构[10]， 形成的零余子主要由薄壁组织、 初生加厚分生
组织及散生在其中的维管束组成， 外侧薄壁组织内分化出 1～3个不定芽（图版Ⅰ-f）。 这与在培养基中形成











b
说明： a. 零余子形成过程中无茎段增殖； b. 零余子形成过程中伴随茎段增殖及多个零余子的形成； c. 高蔗糖浓度培养条件下试
管零余子的发生； d. 同一植株上部发生零余子，基部形成试管薯； e. 植株基部发生试管薯； f. 试管零余子纵切面图（5×）。
图版Ⅰ
a c e
b d f
1644
11期 严华兵等： 山薯试管零余子的诱导
的试管薯结构存在较明显差异。 为了进一步了解山薯试管零余子的发生机理， 有关的组织细胞学和内源
激素含量测定工作正在进行。
参 考 文 献
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Organ Cult, 2007, 91: 107～114.
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Induction of in vitro Bulbils of Dioscorea fordii Prain et Burk.
Yan Huabing1, 2, Liang Chunxiu1, Yang Litao1, Bu Chaoyang2, Bi Zhiqiang2, Li Yangrui1
1 College of Agriculture, Guangxi University, Nanning 530007;
2 Biotechnology Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural University, Nanning 530007
Abstract Clean stem segments of Dioscorea fordii Prain et Burk were used as in vitro microcutting
materials to induce formation of bulbils under mediums in the presence of various levels of BA, NAA, JA,
sucrose and photoperiod. The results showed that the preferred condition for induction of in vitro bulbils
was MS basal medium supplemented with 2.0 mg/L BA, 0.1 mg/L NAA, 80 g/L sucrose, 1.5 g/L activated
coal and 5.0 g/L agar under a 12/12 h/h(day/night) photoperiod. For 2 months of culture, the stem segments
had an in vitro bulbils inducing frequency of above 90% , and produced 1.44 bulbils/plantlet. The
concentration of sucrose was the most important factor which affected the induction of in vitro bulbils, and
higher concentration of sucrose(80 g/L) promoted the formation of in vitro bulbils.
Keywords Dioscorea fordii Prain et Burk.; in vitro bulbil; microtuber; concentration of sucrose.
责任编辑： 沈德发
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