全 文 ：
第 30卷第 2期 湖南农业大学学报(自然科学版) Vol．30 No．2
2004年 4月 Journal of Hunan Agricultural University (Natural Sciences) Apr．2004

收稿日期：2004-02-19
基金项目：湖南省教育厅资助项目（63020152）
作者简介：彭正云(1976-)男，汉族，湖南邵东人，湖
南农业大学硕士研究生．
文章编号：1007-1032（2004）02-0138-04
茶树根愈伤组织及发状根诱导的研究
彭正云 1，刘德华 1，肖海军 1，张丽霞 2
(1．湖南农业大学食品科学技术学院，湖南 长沙 410128；2．山东农业大学园艺学院，山东 泰安 271018)
摘 要：为了获得茶树发状根，生产茶叶中的有用物质，以大田茶树的根为材料，在离体培养下对其诱导发状根．结
果表明，从茶树根愈伤组织中诱导出的发状根具有生长快、无向地性、密生白色根毛和较强的分枝能力．发状根
分枝，存在直接分枝和在发状根上出现瘤状突起后在其附近发生侧根 2种类型．发状根及其愈伤组织轮换在不同
组分的培养基上继代培养，对发状根的分化与增殖有明显的促进作用．根外植体在本研究的所有培养基上都诱导
出了愈伤组织，不同品种的根外植体愈伤组织诱导率存在明显差异．
关 键 词：茶树；根；组织培养；愈伤组织；发状根
中图分类号：S571.104.3 文献标识码：A
On Induction Frequency of Callus and Hairy Root in Root of Tea Plant
PENG Zheng-yun1， LIU De-hua1， XIAO Hai-jun1，ZHANG Li-xia2
(1．College of Food Science and Technology， HNAU， Changsha 410128， PRC；2．College of Horticulture，SDAU，
Tai’an 271018，PRC)
Abstract: In order to produce useful substance in tea by obtaining hairy roots of tea plant， we study on taking the roots
of cultivated tea plant as explant to induce hairy root in vitro culture．The result shows that we got hairy roots from the
callus of tea plant root．The hairy roots are characterized by rapid grewth，no geotropism， grewth of dense white fibrils，
and strong ability of divarication．Branching of hairy root is divided into two types，direct branching and branching
around the strumae which appears on the hairy roots at first．It shows obviously active effect on differentiation and
multiplication of hairy roots to subculture hairy roots and their calluses on different composition of medium． At the same
time，callus can be induced from roots as explant which is cultured on different mediums and the inducement rate of
callus from different varieties shows obvious defference．
Key words: tea plant; root; tissue culture; callus; hairy roots

自 1983年人类首次获得转基因烟草、马铃薯以
来，植物基因工程技术在世界范围内取得了飞速的
发展，转基因植物的研究和开发取得了一系列令人
瞩目的进展，已培育成功一批抗虫、抗病、耐除草
剂和高产优质的农作物新品种[1]．基因工程技术在
茶树上应用的研究落后于其他一些植物．2001 年
Mvichiyo等成功地把蛋白溶解酶基因导入茶树，并
且通过PCR及RT-PCR验证了转化的愈伤组织中该
基因的存在．Matsumoto S．等 1998年用农杆菌介
导茶树抗性愈伤组织，检测到了 GUS活性[2]．骆颖
颖等 2000 年用农杆菌介导法，将 Bt 基因、
intron-GUS基因和 NPTⅡ基因转入茶树中，获得了
GUS瞬间表达[3]．Youiche A．等利用农杆菌介导茶
树，获得了转化体的 GUS瞬间表达，检测到了 GEP
报告基因的存在．Konvar B．K．的研究表明，茶
树离体茎尖可被发根农杆菌感染并诱导生根[4]．发
状根生产有用物质及其在某些药用植物中的应用
研究较多，而在茶树上仅见用发根农杆菌转化茶树
细胞，以期生产茶氨酸的报道[5]．但发状根未能继
代培养成功，根愈伤组织诱导率很低．笔者对大田
茶树根诱导发状根进行了研究，现将结果报道
如下．
DOI:10.13331/j.cnki.jhau.2004.02.014


第 30卷第 2期 彭正云等 茶树根愈伤组织及发状根诱导的研究



139

1 材料与方法
1.1 材 料
供试材料为湖南农业大学实验茶场的茶树
Camellia sinensis L．品种安化圆叶的细嫩根；湖南
省农业厅百果园茶树品种乌牛早，龙井 43，萍云
11 和湖南省农业科学院茶叶研究所的茶树品种槠
叶齐的扦插苗根．挖回的根用自来水冲洗干净后，
置 70% 的乙醇中浸泡 30 s，再用 0.25% 的 HgCl2
水溶液浸泡 10 min，最后用无菌水漂洗 3次．将根
切成长 0.5 cm左右的根段作为外植体．
培养基以 MS 培养基[6]为基本成分，添加不同
质量浓度的 BA，IBA，0．75%的琼脂固化，pH5.7．共
设置 17种培养基（1/2MS培养基的大量元素减半），
如表 1所示．
表1 培养基组成
Table 1 Composition of mediums
激素质量浓度/(mg•L﹣1) 编号 基本培养基
BA IBA
M1 MS 0 3
M2 MS 0 4
M3 MS 0 5
M4 MS 0.5 3
M5 MS 0.5 4
M6 MS 0.5 5
M7 MS 1 3
M8 MS 1 4
M9 MS 1 5
M10 MS 1 6
M11 MS 2 4
M12 MS 2 6
M13 MS 1 2
M14 1/2MS 0 1
M15 1/2MS 0 2
M16 1/2MS 1 2
M17 1/2MS 1 3
1.2 方 法
(1) 培养基组分对外植体诱导愈伤组织的影
响．以乌牛早的根外植体为材料，接种至M1～M12
培养基上培养 35 d，其间每天观察愈伤组织的生长
情况，记录出现愈伤组织的时间、数目．
(2) 茶树不同品种间愈伤组织诱导．将槠叶齐，
乌牛早，龙井 43，萍云 11，安化圆叶的根外植体
置于M7培养基上培养，第 60天统计出现的愈伤组
织数．
(3) 发状根系诱导．以槠叶齐，乌牛早，龙井
43，萍云 11，安化圆叶 5个品种的根，以 M7培养
基诱导的愈伤组织作材料，将其切成 0.008 cm3左
右的小块置于M1～M13培养基上培养 60 d，其间每
天观察分化发状根状况，记录其生长情况．
(4) 发状根的增殖与继代培养．将从 M15培养
基中分化出的发状根和带母体愈伤组织的发状根
转接至 M14～M17培养基上继代培养，培养至第 35
天，观察其发状根、愈伤组织生长及发状根的结瘤、
分枝情况．
全部培养在(25±2) ℃，黑暗条件下进行．
2 结果与分析
2.1 茶树根愈伤组织的诱导、继代培养及不同品种
间的差异
2.1.1 培养基组分对外植体诱导愈伤组织的影响
以乌牛早的根外植体为材料，接种至M1～M12
培养基上培养 35 d的结果如表 2所示．从表 2可以
看出，M1，M2，M3培养基诱导愈伤组织最快，M7
培养基的愈伤组织诱导率最高．但在试验中发现，
愈伤组织生长至肉眼可见时，如不及时转置新培养
基上培养，以后生长十分缓慢，甚至停止生长；将
其置于M7，M11，M13培养基上继代培养，10 d后
长出新的淡黄色愈伤组织．愈伤组织轮换交叉置于
M7，M11，M13 培养基上继代培养，其生长比同一
种组分培养基培养的旺盛．
表2 不同培养基组分对茶树根愈伤组织诱导的影响
Table 2 Effect of various mediums on callus inducement
rate in roots of tea plant
愈 伤 组 织
编号
开始出现的天数 大小 颜 色 诱导率/ %
M1 15 大 淡黄 33.3
M2 15 中 黄绿 16.7
M3 15 小 黄色 3.3
M4 20 大 淡黄绿 23.3
M5 20 大 黄绿 33.3
M6 20 中 淡黄 23.3
M7 20 大 淡黄 43.3
M8 20 大 淡黄 20.0
M9 20 大 棕黄 13.3
M10 20 大 淡黄 15.0
M11 20 大 淡绿 35.0
M12 20 大 淡黄 25.0


湖南农业大学学报(自然科学版) 2004年 4月



140

2.1.2 不同品种愈伤组织诱导的差异
将 5 个品种根外植体置于 M7 培养基上培
养．从表 3 可以看出，以乌牛早、龙井 43 的愈伤
组织诱导率最高，不同品种间存在较大的差异．
表3 不同品种愈伤组织诱导率的差异
Table 3 Difference of inducement rate of callus of
different varieties
品 种 接种日期 观察日期 外植体总数 诱导率/ %
槠叶齐 09-30 11-28 166 7.2
乌牛早 10-03 11-31 280 22.5
龙井 43 10-03 11-31 120 20.0
萍云 11 10-04 12-01 32 9.4
安化圆叶 10-30 12-29 180 1.7
2.2 发状根的发生及生长
2.2.1 发状根的诱导
将槠叶齐，乌牛早，龙井 43，萍云 11，安化
圆叶 5个品种初代培养的根愈伤组织置于M1～M13
培养基上培养，只有乌牛早和安化圆叶的根愈伤组
织，分别在 M2与 M11培养基上诱导出了白色发状
根．乌牛早愈伤组织表面出现突起达 15 d左右，培
养至第 70 天时，根外植体愈伤组织的发状根分化
率为 0.33%．而安化圆叶愈伤组织表面出现突起达
90 d，其发状根的分化率为 0.42%．
安化圆叶的根愈伤组织接至发状根分化培养
基上后，表面逐渐变褐发黑，然后在黑色的愈伤组
织中生长出发状根（图 1-1），往往先在愈伤组织上

长出 1至几根发状根．随着培养的进行，不断分化
发状根(图 1-2)，而形成密集、细如头发的发状根
群．发状根呈白色、其上密生白色茸毛、无向地性、
生长快．有些发状根在诱导培养基上出现了分枝
（图 1-3）．
2.2.2 发状根的增殖与继代培养效果
将从M15培养基中分化出的发状根和带母体愈
伤组织的发状根转接至 M14～M17 培养基上继代培
养，培养至第 35 天的结果列于表 4．在继代培养
过程中，发状根、愈伤组织继续分化发状根(图 1-4，
5)．与此同时，发状根上长出愈伤组织，并分化出
发状根．随着发状根生长发育的进行，在其上出现
分枝．分枝存在 2种类型:一种在发状根上直接分生
侧根(图 1-4)；另一种在发状根上先出现瘤状突起，
后在瘤状突起附近分化 1至数根发状根，发状根如
此反复进行分枝(图 1-6)．试验中观察到，发状根密
生白色根毛，发状根生长可分背地、沿培养基表面
和深入培养基中生长 3种情况，沿培养基表面生长
的最快，背地生长的次之，深入培养基中生长的最
慢．沿培养基表面生长的发状根 20 d可以长 4～5
cm．愈伤组织上分化发状根越密集，发状根生长速
度越慢．深入培养基内的发状根出现的数量较少，
生长速度最慢．发状根轮换置于 M14～M17 培养基
上交叉进行培养，能明显促进发状根长瘤及其生长
与分枝，并有利于原母体愈伤组织的生长与分化．



1．愈伤组织分化发状根;2．愈伤组织不同步分化发状根;3．在诱导培养中分枝;4．在继代中直接分枝;5．具有母体愈伤组织的发状根在
继代中直接分枝;6．继代中结瘤后分枝
图1 安化圆叶根愈伤组织分化发状根及其分枝
Fig.1 Hairy roots from the callus of Anhuayuanye root and divarication of hairy roots


第 30卷第 2期 彭正云等 茶树根愈伤组织及发状根诱导的研究



141

3 小结与讨论
本试验所用品种的根都诱导出了愈伤组织，但
不同品种存在较大的差异，这和高秀清、成浩的研
究结果存在某些相似之处[5]．在继代培养过程中，
不同组分培养基交叉培养的愈伤组织比同一组分
培养基培养的生长旺盛，这与茶树胚性愈伤组织继
代培养类似[7]．
一般认为，农杆菌通过原有的病斑或伤口侵染
寄主植物，发根农杆菌将根 Ri质粒的 DNA片段导
入植物细胞的基因组中，导致植物发生发状根[8]．前
人研究[9，10]表明，茶树属菌根植物．在本研究中，
没有在根外植体上直接诱导出发状根，发状根都在
愈伤组织上发生，可能茶树在自然生长的条件下，
野生发根农杆菌的基因在其根细胞、组织中得到了
转化，这有待进一步鉴定．
在本研究中，发状根都在 1/2MS 培养基上发
生，全量MS培养基对发状根发生有一定的抑制作
用．在发状根的继代培养中，不同组分的培养基轮
换交叉培养，能促进愈伤组织分化发状根和发状根
的生长、分枝，这和组织培养过程中诱导小苗根的
分化是一致的[11]．发状根在培养过程中，其生长速
度以沿培养基表面生长的为最快，以深入培养基中
的最慢，并且出现的数量很少．这可能与发状根在
生长发育过程中的需氧量有关．发状根分枝存在直
接分枝和在发状根出现瘤状突起后，在其附近发生
分枝 2种类型，瘤状突起形成的机理及其对发状根
分化的影响有待进一步研究．
参考文献:
[1] 范云六，张春义，贾继增，等．我国农作物生物技术的
成就与展望[J]．世界科技研究与发展，1999，21(1):11-15
[2] Matsumoto S．Fukui M．Agrobacterium tumefaciens-mediated
genes transfer to tea plant (Camellia sinensis) cell[J]．ARO，
1998，32(4):287-291．
[3] 骆颖颖，梁月荣．Bt基因表达载体的构建及对茶树遗传
转化的研究[J]．茶叶科学，2000，20(2):42-47．
[4] Konvar B K．Genetic engineering in teaⅡ．Gene
transfer[J]． Two and A Bud，1995， 42(2):13-20．
[5] 高秀清，成 浩．茶氨酸生物合成研究[D]．杭州：浙江
大学，2002．
[6] Murashige T， Skoog F． A revised medium for rapid
growth and bioassays with tobacco tissue
cultures[J]．Physiol Plant，1962，15:473-497．
[7] 刘德华．茶树愈伤组织继代培养与体细胞胚发生[J]．作
物学报，1995，21(4):470-474．
[8] 刘庆昌，吴国良．植物细胞组织培养［M］．北京:中国
农业出版社，2002．291．
[9] 浙江农业大学．茶树栽培学．第二版［M］．北京:中国
农业出版社，1978．34-35．
[10] 罗军武，施兆鹏，李家贤，等．RAPD分子标记技术在
茶树亲子鉴定中的应用[J]．湖南农业大学学报（自然科
学版），2002，28(6):502-505．
[11] 刘德华，廖利民，周带娣．茶树组织培养的研究 Ⅱ．腋
芽微繁殖和叶微繁殖技术的研究[J]．湖南农业大学学报
（原湖南农学院学报），1991，17(增刊):591-599．


简 讯
“水稻高产栽培技术集成与物化产品应用”通过验收
国家农业科技成果转化资金项目“水稻高产栽培技术集成与物化产品应用”是由湖南农
业大学水稻专家邹应斌教授主持，主要针对南方水稻栽培区肥料、农药用量多，劳动强度大，
生产成本高，比较效益低等问题，按照水稻高产高效的发展要求，将种子包衣剂、壮秧剂、
包膜专用肥和活性氨基酸叶面肥等物化技术产品进行高度集成、组装形成的水稻高产、高效
栽培技术体系，达到了省种、节肥、节药、增产高效的目标，实现了水稻生产由繁到简的转
变．成果在示范与推广过程中得到了广大用户的好评，产生了良好的社会效益、经济效益和
生态效益．
（伍小松）