全 文 ：北方园艺２０１３（０５）：９１～９３ ·生物技术·
第一作者简介：孙静贤（１９７８－），女，硕士，讲师，研究方向为生物技
术。Ｅ－ｍａｉｌ：ｋｍｓｊｘ＠１６３．ｃｏｍ．
基金项目：云南省本科教学实验生物技术示范中心资助项目
（０２０５－２００１０１５２０９）。
收稿日期：２０１２－１１－０７
蜈蚣草组织培养与自然播种繁殖的比较研究
孙 静 贤，高 云 涛，张 　 继，王 忠 诚，杨 红 梅，杜 　 刚
（民族药资源化学国家民委－教育部重点实验室，云南 昆明６５０５００）
　　摘　要：以蜈蚣草（Ｐｔｅｒｉｓ　ｖｉｔａｔａ　Ｌ．）孢子为外植体，研究了蜈蚣草无性系快繁体系技术，比较
分析了蜈蚣草组织培养和自然播种繁殖的效果。结果表明：蜈蚣草孢子萌发条件并不苛刻，无论
在培养基中，还是普通基质中都能萌发，且萌发率都在９０％以上，分化率也较高。故而，可以创造
适合孢子萌发的人工条件，通过自然播种，低成本地获得大量蜈蚣草种苗；同时可以通过组织培养快
速繁殖优良的蜈蚣草株系，并在相对干净的背景下研究微生物与蜈蚣草对砷吸收的相互作用。
关键词：蜈蚣草；孢子；组织培养；自然插种；比较
中图分类号：Ｓ　５６７．２３＋９　文献标识码：Ａ　文章编号：１００１－０００９（２０１３）０５－００９１－０３
　　蜈蚣草（Ｐｔｅｒｉｓ　ｖｉｔａｔａ　Ｌ．）属凤尾蕨科凤尾蕨属多年
生草本植物。它不但具有观赏和药用价值，还是一种砷
的超富集植物。砷是砒霜的主要成分，有致畸致癌致突
变性，长期饮用被砷污染的水，对人体危害极大。蜈蚣
草对砷的耐性和富集能力极强，且能将吸收的砷转移到
地上部；同时它还具有生长快、生物量大、地理分布广和
适应性强等特点，故而在砷污染土壤和水源的修复中具
有重要价值［１］。随着人们对蜈蚣草价值的认识越来越
多，对其人工繁殖的研究也逐渐展开。国内以孢子为外
植体对蜈蚣草进行组培的报道较多见。徐艳等［２］在不
使用激素的情况下，用不同浓度ＭＳ培养基成功培养出
完整植株；而有些研究表明，在加激素的ＭＳ培养基上也
可获得蜈蚣草完整植株［３－６］。除组织培养外，还可在温
室土壤内播种孢子得到蜈蚣草苗［７］。可见，对蜈蚣草进
行人工繁殖可以使用不同方法，但至今还鲜见报道来比
较这些方法哪种更经济，更有效。
现以蜈蚣草孢子为外植体进行组织培养研究，以期
建立蜈蚣草无性系，为研究蜈蚣草与微生物对砷吸收的
相互作用奠定基础，同时比较组织培养与自然播种对蜈
蚣草快速繁育的影响，为蜈蚣草在土壤修复中的应用提
供参考。
１　材料与方法
１．１　试验材料
蜈蚣草孢子叶采自云南昆明云南铝厂外土壤污
染区。
１．２　试验方法
１．２．１　蜈蚣草的组织培养　蜈蚣草孢子无菌萌发：将蜈
蚣草孢子叶剪成１ｃｍ２的小片，在无菌水中浸泡５ｍｉｎ，
酒精浸泡１０ｓ，无菌水清洗１次，升汞灭菌５ｍｉｎ，用手术
刀刮下孢子叶上的孢子接种于培养基上。培养条件：
２５℃，光照强度２　０００ｌｘ，光照培养时间１２ｈ／ｄ。继代培
养：对不同浓度 ＭＳ培养基和６－ＢＡ、ＮＡＡ、ＩＡＡ、２，４－Ｄ、
ＧＡ３等激素进行单因子试验，每种激素分别做０．２和
１．０ｍｇ／Ｌ　２个水平。将萌发孢子转接后培养，观察统计
原叶体增殖和分化情况。绿色小球诱导：用３个组合激
素培养基（ＭＳ＋０．５ｍｇ／Ｌ　６－ＢＡ＋０．２ｍｇ／Ｌ　ＩＡＡ；ＭＳ＋
１．０ｍｇ／Ｌ　６－ＢＡ＋１．０ｍｇ／Ｌ　ＩＡＡ；ＭＳ＋４．０ｍｇ／Ｌ　ＩＡＡ）
对原叶体进行绿色小球诱导试验。生根培养：在 ＭＳ培
养基上萌发的孢子未经继代培养即长出原叶体，且有部
分分化出绿色小球，并长出芽。将芽取下接于生根培养
基（１／８ＭＳ＋０．２ｍｇ／Ｌ　ＮＡＡ）上进行生根培养试验。练
苗移栽：将原叶体移栽至草炭土中，用保鲜膜覆盖２０ｄ，
并保持湿润，２个月后统计成活率。
１．２．２　蜈蚣草的自然播种繁殖　自然萌发：在培养皿中
放入３张与皿底等大的圆形滤纸片，加入适量无糖 ＭＳ
液体培养基使滤纸保持湿润，将蜈蚣草孢子均匀分散在
滤纸表面，置于２５℃，光照强度２　０００ｌｘ，光照时间１２ｈ／ｄ
培养。直接播种于腐质土基质：将蜈蚣草孢子均匀播种
到草炭土基质，用保鲜膜覆盖４０ｄ，并保持湿润，２个月
后观察其萌发及生长情况。
２　结果与分析
２．１　蜈蚣草的组织培养
２．１．１　蜈蚣草孢子无菌萌发　培养５０ｄ后，绝大多数
培养基及基质上都长出原叶体，继续培养６０ｄ后，统计
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·生物技术· 北方园艺２０１３（０５）：９１～９３
分化情况。从表１可以看出，试验设计的培养基质上蜈
蚣草孢子都能萌发并长出原叶体（图１、２），不过萌发效
果有所不同。１／８ＭＳ培养基上萌发情况最好，但经长时
间培养后原叶体出现褐化现象；ＭＳ培养基上原叶体增
殖较快，且颜色翠绿；而河沙上的萌发情况最差，可能是
由于河沙透气性较差的原因。经过约１１０ｄ的培养，未
继代的原叶体有部分分化出孢子体（图３）。ＭＳ和
１／８ＭＳ培养基上分化较明显，ＭＳ培养基上分化的孢子
体生根较晚，而１／８ＭＳ培养基上分化的孢子体根和叶片
几乎同时长出。在河沙和腐殖土上萌发出的原叶体加
水后也可分化出孢子体（图４）。由表１可以看出，凡是
萌发较好的分化率均较高。而无糖 ＭＳ培养基上原叶
体生长缓慢，颜色翠绿不分化。
图１　孢子萌发 图２　原叶体 图３　原叶体分化出的孢子体 图４　浇水后长出的孢子体
　　表１　无菌条件下孢子萌发及孢子体分化结果
编号 培养基 萌发情况 分化率／％
Ａ　 ＭＳ＋３０ｇ／Ｌ糖 ＋＋＋ ４０
Ｂ　 １／２ＭＳ＋３０ｇ／Ｌ糖 ＋＋ ２０
Ｃ　 １／４ＭＳ＋３０ｇ／Ｌ糖 ＋＋ ３０
Ｄ　 １／８ＭＳ＋３０ｇ／Ｌ糖 ＋＋＋＋ ６０
Ｅ　 ＭＳ不加糖 ＋＋ 不分化
Ｆ 河沙 ＋ ２０
Ｇ 腐殖土 ＋＋ ３０
　　注：表中“＋”表示萌发效果，“＋”越多表示萌发效果越好。
２．１．２　继代后原叶体增殖分化结果　采用不同浓度的
ＭＳ培养基和无糖 ＭＳ培养基继代培养后，１／４ＭＳ和
１／８ＭＳ培养基上原叶体出现褐化现象，其它试验组颜色
翠绿。另外，ＭＳ和１／２ＭＳ上原叶体增殖倍数较高，３０ｄ
可增殖约５倍；而无糖培养基上增殖倍数最低。这与未
继代培养的结果相似。但在不加激素的培养基上，原叶
体分化并不显著。不同激素对原叶体增殖和分化的影
响各异。从表２可以看出，ＭＳ＋１．０ｍｇ／Ｌ　６－ＢＡ培养基
对原叶体增殖和分化作用均最明显；而 ＭＳ＋１．０ｍｇ／Ｌ
２，４－Ｄ对原叶体的增殖作用最小，并出现严重枯死现象，
且对原叶体分化也无作用。由此可见１．０ｍｇ／Ｌ　６－ＢＡ
最适于诱导蜈蚣草孢子体分化，而２，４－Ｄ不利分化，浓度
　　　
　　表２ 激素对原叶体增殖和分化的影响
培养基 增殖倍数 分化效果
ＭＳ＋０．２ｍｇ／Ｌ　６－ＢＡ　 ８ ＋＋
ＭＳ＋１．０ｍｇ／Ｌ　６－ＢＡ　 １０ ＋＋＋
ＭＳ＋０．２ｍｇ／Ｌ　ＮＡＡ　 ６ ＋
ＭＳ＋１．０ｍｇ／Ｌ　ＮＡＡ　 ６ ＋＋
ＭＳ＋０．２ｍｇ／Ｌ　ＩＡＡ　 ５ ＋
ＭＳ＋１．０ｍｇ／Ｌ　ＩＡＡ　 ６ ＋＋
ＭＳ＋０．２ｍｇ／Ｌ　２，４－Ｄ　 ５ ＋＋
ＭＳ＋１．０ｍｇ／Ｌ　２，４－Ｄ　 ２ 无分化
ＭＳ＋０．２ｍｇ／Ｌ　ＧＡ３ ５ ＋
ＭＳ＋１．０ｍｇ／Ｌ　ＧＡ３ ５ ＋
　　注：“＋”表示分化效果，表示有孢子体（芽）长出，越多表示分化效果越好。
越高越抑制分化。
２．１．３　绿色小球（ＧＧＢ）诱导和增殖　将培养９０ｄ的原
叶体转接到ＭＳ＋４．０ｍｇ／Ｌ　ＩＡＡ培养基后，可诱导出大
量米粒大小的绿色小球（ＧＧＢ）（图５），进一步分化出孢
子体（图６），可见高浓度ＩＡＡ可以诱导出绿色小球并使
其分化形成孢子体。诱导出的绿色小球在含有６－ＢＡ的
培养基上增殖十分明显，且能分化出大量的芽（图７）。
因此可以尝试通过大量增殖绿色小球来达到组培快繁
的目的。
图５　绿色小球 图６　绿色小球分化产生孢子体 图７　绿色小球分化产生大量芽 图８　草炭土中的孢子体
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北方园艺２０１３（０５）：９１～９３ ·生物技术·
２．１．４　生根培养　将继代培养基上长出的已经发芽的
绿色小球转接到１／８ＭＳ＋０．２ｍｇ／Ｌ　ＮＡＡ培养基上，３
周后基本都能生根，因此用低浓度的培养基和ＮＡＡ诱
导生根是可行的。
２．１．５　练苗移栽　移栽的原叶体在潮湿的草炭土上能
成活，长出根的幼苗移栽成活率约为９０％。
２．２　自然播种繁殖
２．２．１　播种于滤纸上　自然萌发培养皿中的滤纸上接
种的蜈蚣草孢子在第７天开始萌发，萌发率为９５％。在
做萌发率统计试验时，由于孢子萌发较快，可在滤纸上
长出大量微生物前完成萌发率统计，因此在滤纸上进行
萌发率检验是比较合适的。
２．２．２　播种于草炭土上　蜈蚣草孢子直接播种到草炭
土中，并保持湿润，２０ｄ左右可以看到原叶体。自然播
种形成的孢子体长势比较健壮（图８），移栽到花盆２个
月后统计成活率为９６％。表明自然播种的蜈蚣草种苗
更容量成活。
３　结论与讨论
在无菌萌发试验中１／８ＭＳ培养基上分化的孢子体
根和叶片几乎同时长出，萌发率及分化率都是最高的，
而无糖ＭＳ培养基上原叶体生长缓慢，颜色翠绿不分化，
表明蜈蚣草孢子萌发需要一定的有机养分。在继代培
养中，ＭＳ＋１．０ｍｇ／Ｌ　６－ＢＡ培养基对原叶体增殖和分化
作用均最明显，加入细胞分裂激素更能促进原叶体分化
产生孢子体。试验还发现将培养９０ｄ的原叶体转接
到 ＭＳ＋４．０ｍｇ／Ｌ　ＩＡＡ培养基后，可诱导出大量米粒大
小的绿色小球（ＧＧＢ），进一步分化出孢子体，可见高浓
度ＩＡＡ可以诱导出绿色小球并使其分化形成孢子体。
此外，诱导出的绿色小球在含有６－ＢＡ的培养基上增殖
十分明显，且绿色小球能分化出大量的芽。通过比较试
验发现，蜈蚣草孢子萌发条件并不苛刻，无论在培养基
中，还是普通基质中都能萌发，且萌发率都在９０％以上，
分化率也较高。野外蜈蚣草孢子萌发率很低，可能是由
于自然条件下湿度不够。因为蜈蚣草是蕨类植物，孢子
很丰富，所以可以创造适合孢子萌发的人工条件，通过
自然播种其孢子低成本地得到大量蜈蚣草种苗。同时
可以通过组织培养快速繁殖优良的蜈蚣草株系，并在相
对干净的背景下研究微生物与蜈蚣草对砷吸收的相互
作用。
参考文献
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ＳＵＮ　Ｊｉｎｇ－ｘｉａｎ，ＧＡＯ　Ｙｕｎ－ｔａｏ，ＺＨＡＮＧ　Ｊｉ，ＷＡＮＧ　Ｚｈｏｎｇ－ｃｈｅｎｇ，ＹＡＮＧ　Ｈｏｎｇ－ｍｅｉ，ＤＵ　Ｇａｎｇ
（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｅｔｈｎｉｃ　Ｍｅｄｉｃｉｎｅ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ｓｔａｔｅ　Ｅｔｈｎｉｃ　Ａｆａｉｒｓ　Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｙｕｎｎａｎ
６５０５００）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔａｋｉｎｇ　ｓｐｏｒｅ　ｏｆ　Ｐｔｅｒｉｓ　ｖｉｔａｔａ　Ｌ．ａｓ　ｍａｔｅｒｉａｌ，ｉｔｓ　ｒａｐｉｄ　ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｃｌｏｎｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ
ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｉｓｓｕｅ　ｃｕｌｔｕｒｅ　ａｎｄ　ｎａｔｕｒａｌ　ｓｏｗｉｎｇ　ｏｆ　Ｐｔｅｒｉｓ　ｖｉｔａｔａ　Ｌ．ｗｅｒｅ　ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ
ｓｐｒｏｕｔｉｎｇ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｓｐｏｒｅｓ　ｗａｓ　ｎｏｔ　ｒｉｇｏｒｏｕｓ．Ｔｈｅｙ　ｃｏｕｌｄ　ｓｐｒｏｕｔ　ｂｏｔｈ　ｉｎ　ｍｅｄｉｕｍ　ａｎｄ　ｎｏｒｍａｌ　ｍａｔｒｉｘ．Ｔｈｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
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ｖｉｔａｔａ　Ｌ．ｏｎ　ｔｈｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｒｓｅｎｉｃ　ｃｏｕｌｄ　ｂｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｕｎｄｅｒ　ａ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｃｌｅａｎ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ．
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