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香樟优良无性系快繁技术的研究



全 文 :⒇文章编号: 1008 3464 ( 2006) 01 0060 05
香樟优良无性系快繁技术的研究
吴幼媚 , 王以红 , 蔡铃 , 黄金使 , 韦颖文
(广西林业科学研究院 生物技术研究所 , 广西 南宁 530001)
摘要: 选择得油率 1. 4%以上 ,其樟油含醇量 96%以上、芳樟醇含量 93% 以上、樟脑含量低于 0. 1%的三年
生香樟 ,以当年生嫩枝为外植体进行快繁技术研究。结果表明: 无菌活体获取率最高的是每年 2、 3月接种的 , 1
月接种的次之 ;筛选出适宜香樟组织培养的基本培养基为 M S2 [M S+ Ca ( NO3 ) 2· 4H2O 200 mg /L ];继代芽
培养理想的激素组合为 6-BA 3. 0~ 3. 5 mg /L+ IAA 2. 0 mg /L ,继代周期 25~ 30 d,芽增殖 3. 5倍 ,年繁殖数
5. 31× 105 ; M S2+ IB A 3. 0 mg /L+ N AA 1. 5 mg /L+ 氯化胆碱 50~ 100 mg /L是不定根诱导的适宜培养基 ,
生根率达 86. 7% ; 组织培养再生植株移栽成活率最高的基质是塘泥 , 成活率达 85%。
关键词: 香樟 ; 优良无性系 ; 快速繁殖
中图分类号: S722. 89   文献标识码: A
Research of rapid propagation and tissue culture of
elite clone Cinnamomum camphora
WU You-mei , WANG Yi-hong , CAI Ling , HU ANG Jing-shi , WEI Ying-w en
( Institute of Bio tech no lo gy Research, Guangxi Academy of For estry Sciences, Nanning 530001, China )
Abstract: Selected tw ig s o f 3 years Cinnamomum camphora ( The rate of oil was over 1. 4% , the
ethanal content o f the oil was over 96% , which over 93% was linaloo l and the content of camphor w as
under 0. 1% ) as explants to research the rapid propagation and tissue cul ture. The resul t show ed that
the survival ra te of steri le twigs was highest in Ma rch and February and fol low ed by Janua ry; The
basic medium for campho r tissue culture w as M S2 [M S+ Ca ( NO3 ) 2· 4H2O 200 mg /L ]; The ho rmone
o f basic sub-culture medium was 6-BA 3. 0~ 3. 5 mg /L+ IAA 2. 0mg /L, the period o f sub-cul ture w as
25~ 30 d, the number of multiplica tion w as 3. 5 times, the coefficient of multiplica tion in one year w as
5. 31× 105. The medium for roo ting w as M S2+ IBA 3. 0 mg /L+ N AA 1. 5 mg /L+ choline chlo ride 50
~ 100 mg /L , the ra te of ro oting was 86. 7% . The best soi l fo r t ransplant w as f rom tank which survival
ra te af ter t ransplant w as 85% .
Key words: Cinnamomum camphora; el ite clone; rapid propaga tion
芳樟醇有 “香料之王” 的美称 , 气味清甜、 诱人 , 是能直接用于日用化工和调配食品生产的香精 ,
在国内外市场紧俏。普通樟树的樟油芳樟醇含量低 , 一般为 50%~ 60% , 生产上需要进行再次分离才
能使用。香樟优良单株资源有限 , 种子繁殖的植株主成分含量变异率高达 50% , 组织培养无性系再生
植株是既能保证遗传性状又能快速发展优良资源的重要途径。
第 25卷 第 1期
Vol. 25, No . 1
广 西 农 业 生 物 科 学
Journal o f Guangx i Ag ric. and Bio l. Science
2006年 3月 
Mar. , 2006 
⒇ 收稿日期: 2004 04 12;    修改日期: 2005 08 02。
资金项目: 广西科技厅科技攻关项目 (桂科攻 9820013)。
作者简介: 吴幼媚 ( 1959 ) , 女 , 江西余干人 , 广西林业科学研究院高级工程师 ; E-mail: Wuyoumei58
@ yahoo. com. cn。
1 试验材料和方法
1. 1 试验材料
试验材料由广西林业科学研究院林产化工研究所提供 , 为樟油芳樟醇含量在 93%以上、 樟脑含量
低于 0. 1%的三年生香樟优良单株 , 以当年萌发的嫩枝为外植体。
1. 2 研究方法
1. 2. 1 培养基 基本培养基 ( mg / L ) : ( 1) M S; ( 2 ) M S1 ( M S+ Na2 SO4 5 0 ) ; ( 3 ) M S2 ( M S+
Ca ( NO3 ) 2· 4H2O 200) ; ( 4) M S3 ( M S+ NaH2 PO4 17) ; ( 5) N6。
初始培养基: ( 1) ~ ( 5)培养基分别以上述基本培养基添加 6-BA 1 mg /L和 IAA 0. 5 mg /L组
成。
诱导培养基 ( mg /L ): ( 1) M S2+ 6-BA 6. 0+ IAA 0. 5; ( 2) M S2+ 6-BA 6. 0+ IAA 2. 0; ( 3) M S2
+ 6-BA 6. 0+ IAA 3. 0; ( 4) M S2+ 6-BA 5. 0+ IA A 0. 5; ( 5) M S2+ 6-BA 5. 0+ IAA 2. 0; ( 6) M S2
+ 6-BA 5. 0+ IAA 3. 0; ( 7) M S2+ 6-BA 4. 0+ IAA 0. 5; ( 8) M S2+ 6-BA 4. 0+ IAA 2. 0; ( 9) M S2
+ 6-BA 4. 0+ IAA 3. 0; ( 10) M S2+ 6-BA 3. 5+ IAA 0. 5; ( 11) M S2+ 6-BA 3. 5+ IAA 2. 0; ( 12) M S2
+ 6-BA 3. 5+ IAA 3. 0; ( 13) M S2+ 6-BA 3. 0+ IAA 0. 5; ( 14) M S2+ 6-BA 3. 0+ IAA 2. 0; ( 15)
M S2+ 6-BA 3. 0+ IAA 3. 0。
继代培养基 ( mg /L ): ( 1) M S2+ 6-BA 5. 0+ IAA 2. 0; ( 2) M S2+ 6-BA 4. 0+ IAA 2. 0; ( 3) M S2
+ 6-BA 3. 5+ IAA 2. 0; ( 4) M S2+ 6-BA 3. 0+ IAA 2. 0; ( 5) M S2+ 6-BA 3. 0+ IAA 3. 0。
生根培养基 ( mg /L): ( 1)~ ( 4)培养基以 1 /2 M S2分别添加 IBA 1. 0、 2. 2、 3. 2、 4. 0; ( 5)~ ( 13)培养
基以 MS2分别添加 IBA 1. 0、 1. 5、 2. 0、 2. 2、 2. 5、 3. 0、 3. 2、 3. 5、 4. 0; ( 14) ~ ( 18)培养基以 MS2
分别添加 IBA 3. 0+ N AA1. 0; IBA 3. 0+ N AA1. 5、 IBA 3. 5+ N AA 1. 5、 IBA 3. 0+ IAA 1. 0、 IBA
3. 0+ IAA 1. 5。
上述培养基内含 3%蔗糖 、琼脂 4. 5 g / L ,用 1 mol / LNaOH或 HCl调 pH值为 7. 0 ,高温灭菌
15~ 20 min。培养室温度 25℃ , 光照强度 1 200 lx。
1. 2. 2 外植体的表面消毒 每月在晴天进行枝条采集。首先用自来水冲洗外植体表面 ,然后选取具健
壮腋芽的茎段 ,剪成长 1. 0~ 1. 5 cm茎段 ,置于盛有干净水的烧杯内 ,用自来水漂洗 3~ 4次 ,再用 70%
的乙醇消毒 30 s, 蒸馏水清洗干净乙醇后置于超净工作台 , 在无菌的条件下 , 用 0. 1% HgCl2溶液消毒
8~ 12 min, 无菌水冲洗 4~ 5次 , 接种于初始培养基上。
1. 2. 3 移栽试验 在不同的季节把生根植株分别移栽于三种基质内: ( 1) 2 /3红心土+ 1 /3沙 ; ( 2)红
心土 ; ( 3)塘泥。进行苗木移栽试验。
2 结果与分析
2. 1 无菌活体的获取
以当年萌发的嫩枝为外植体 , 按 1. 2. 2的方法进行消毒、 接种试验。结果表明 , 2月份无菌活体的
获取率最高 , 达 60% , 其次是 3月 , 获取率为 46% , 气温较高的 6~ 9月的无菌活体获取率最低。 1月
份是一年最冷之月 , 细菌活性降低 , 易于被药物杀死 , 2月、 3月气温逐渐回升 , 树液开始流动 , 嫩芽
长出 , 表面带菌少 , 易于彻底消毒。 6~ 9月是南宁高温多雨季节 , 微生物种类多且活性强 , 一定浓度
的 HgCl2药液难以将外植体彻底消毒 ,而加大浓度或延长消毒时间又易使茎段芽褐化死亡。当 HgCl2浓
度和消毒时间相同时 , 香樟无菌活体的获取与自然环境、 微生物的生物习性存在着密切关系。
61第 1期 吴幼媚等:香樟优良无性系快繁技术的研究
表 1 不同月份香樟外植体无菌活体获取效果 ( 1998年 )
Tab. 1  Survival rate of sterilized camphor in diff erent months ( 1998a )
接种时间 /月
Time of
inoculation
/month
外植体数 /段
Number o f
explant
无菌活体 /段
Number of
surviv al explant
after steriliza tion
死亡 /段
Numbe r of
dead explant
af ter steriliza tion
活体获取率 /%
Surv iv al ra te
of explant
a fter sterilization
1 50 20 30 40
2 50 30 20 60
3 50 23 27 46
4 50 12 38 24
5 50 11 39 22
6 50 10 40 20
7 50 10 40 20
8 50 9 41 18
9 50 10 40 20
10 50 11 39 22
11 50 12 38 24
12 50 17 33 34
2. 2 初代培养
2. 2. 1 不同基本培养基对腋芽生长的影响 根据香樟好肥的生物学特性 ,选择钾盐、铵盐及硝酸盐含
量均高 ,微量元素种类齐全的 M S培养基 ,以及在 MS基础上加入一定量 Na2 SO4、 NaH2 PO4、
Ca( NO3 ) 2所配成的培养基和 N6作为基本培养基进行初代培养试验。在初始培养基 ( 1) ~ ( 5) 内分
别接入 30颗无菌活体 , 60 d的结果显示 , 香樟无菌活体接种前期腋芽诱导容易 , 生长快。培养 15 d时
记录 , ( 1) ~ ( 5)培养基分别抽芽 24颗、 23颗、 27颗、 24颗和 23颗 , 抽芽率分别为 80. 0% 、 76. 7% 、
90. 0% 、 80%和 76. 7% ; 芽高 0. 2~ 0. 8 cm , 随着培养时间的延续 , 培养基的成分对腋芽生长的影响
逐渐显现: 培养 30~ 40 d时 ,除初始培养基 ( 3)外 ,其余的培养基使腋芽出现不同程度的褐化 ,到
60 d时绝大部分芽死亡。由此说明 , 培养基 ( 3)最适宜香樟的培养。在 MS培养基中加入 Ca (N O3 ) 2 ,
一方面可以给苗木提供更多的 Ca2+ , 同时 NO-3 能促进植物对 K+ 、 Ca2+ 、 Mg2+等阳离子的吸收 ; 另一
方面避免了初始芽的褐化。试验中也证明 , 选择培养 30 d时出现轻度褐化的腋芽转到培养基 ( 3) 时 ,
随着培养时间的延长 , 腋芽褐化现象逐渐减轻 , 甚至消失。
2. 2. 2 不同外源激素种类和浓度组合对丛生芽诱导的影响  6-BA和 IAA组合浓度配比对香樟丛生
芽的诱导存在着一定的影响。试验结果表明 , 6-BA浓度在 6 mg /L时 , 诱导出的丛生芽成团状 , 难分
化形成正常芽 , 培养 60 d时芽几乎褐化死亡 ; 在 3~ 5 mg /L时 , 丛生芽增殖倍数随着浓度的增加逐渐
增加到 4~ 6倍 , 而且芽生长正常 ; 但当浓度降低到 3 mg /L时 , 培养 60 d, 细胞活性弱 , 内分泌物积
累而危害自身 , 导致芽褐化死亡或芽细长、 纤弱。可见 6-BA 4~ 5 mg /L是丛生芽诱导较适合的浓度。
IAA与 6-BA配合使用能使丛生芽分化正常、 健壮 , 但当 6-BA浓度大于 IAA时 , 如诱导培养基 ( 1)
( 2) ( 3) ( 4) ( 7) ( 10) , 丛生芽数多 , 生长慢 , 易出现玻璃化苗 ; 6-BA浓度小时 , 丛生芽少、 细长、
弱 , 易出现褐化。培养试验证明 , 6-BA 4~ 5 mg /L+ IAA 2 mg /L是香樟丛生芽诱导的理想激素组合。
2. 3 继代培养
继代培养是组织培养苗木生产的主要程序。为了生产更多的苗木 , 每隔 25~ 30 d继代一次。试验
结果表明 , 外源激素的组合、 浓度配比不同则继代芽的生长质量不一致 , 直接影响着不定根诱导的效
果。当 6-BA∶ IAA为 4~ 5∶ 2时 , 芽增殖 4~ 5倍 , 年繁殖数达 2. 44× 108 , 比其他配比的都大 , 但芽
的质量差 ,玻璃化严重 ,芽无法诱导生根。 6-BA∶ IAA为 3. 5∶ 2时 ,芽增殖 3. 5倍 ,年繁殖数
5. 31× 105 ,虽稍次于上述配比 ,但培养的芽健壮 ,诱导生根率高。 6-BA∶ IAA为 3∶ 2时 ,芽增殖 3倍 ,
年繁殖数 4. 1× 103 , 芽健壮 , 诱导生根率也高 , 但在炎热的夏天 , 芽易出现褐化死亡。因此 , 大规模生
产时 , 除了夏天外 , 为了降低成本 , 上述两组配比的培养基 ( 6-BA∶ IAA为 3. 5∶ 2或 3∶ 2)可以交替
使用。 6-BA∶ IAA为 3∶ 3时 , 尽管 IAA的浓度增加到 3 mg /L, 而 6-BA浓度没有增加 , 继代培养芽
62 广 西 农 业 生 物 科 学 第 25卷 
无法萌动、 生长。 因此 , 香樟组培苗继代培养最适宜的外源激素配比是 6-BA∶ IAA为 3. 5∶ 2。
2. 4 不定根的诱导
2. 4. 1 基本培养基份量对不定根诱导的影响  选择继代培养健壮的芽条 (高约 2. 5~ 3. 0 cm) , 分别
插入生根培养基 ( 1) ( 2) ( 3) ( 4) ( 5) ( 8) ( 11) ( 13) 内培养 , 30 d时检查 , 结果是 ( 1) ~ ( 4) 培
养基内的苗木全部褐化死亡 , ( 5) ( 8) ( 11) ( 13)培养基内的苗木生机勃勃 , ( 11)培养基生根率达 85% 。
香樟生根培养要求养分充足 , 与许多植物不一样。
2. 4. 2 外源激素种类组合、配比对不定根诱导的影响  IBA是诱导植物不定根较理想的外源激素。表
2显示 , 当 IBA浓度由 1 mg /L增加到 3 mg /L时 , 继代芽的生根率由零逐渐增加到 70. 0% ; IBA浓度
为 3 mg /L时 , 每株苗长根 2条以上 , 但 IBA浓度继续增加到 3. 5 mg /L, 生根率为 50% , 比前者降低 ,
几乎没有长出 2条以上不定根的苗木 ; IBA浓度再继续增加到 4. 0 mg /L, 苗木生根率明显下降 , 其根
系从愈伤组织上长出 , 推测芽条维管束未与根系相连 , 移栽无法成活。 IBA在植物体内运输困难 , 其
浓度大则易引起苗木切口长出愈伤组织 ,不利生根。 IAA和 NAA在植物体内运输容易 ,有利于促进生
根。因此 , 在 IBA 3. 0 mg /L的培养基内加入一定浓度的 IAA或 NAA, 对香樟不定根的诱导有促进作
用。 NAA辅助 IBA刺激植物生根的活性比 IAA强 ,加入 NAA 1. 5 mg /L的培养基的苗木生根率比加
入 IAA1. 5 mg /L的高 23. 8%。可见 , 最适宜诱导不定根的激素组合为 IBA+ N AA, 浓度配比以 IBA∶
NAA为 3. 0∶ 1. 5, 其生根率达 86. 7% 。
表 2 外源激素种类、 组合配比对不定根诱导的影响
Tab. 2  Effect of dif ferent hormone and diff erent concentrat ion on the rooting rate
激素种类
Nam e o f
ho rmone
激素浓度
Concentr ation
o f ho rmone
/mg· L- 1
接种株数
Number o f
explant
生根株数
Number
of roo ted
explant
生根率
Ra te of
ro o ting /%
不定根的形态特征
Configuration of adventitio us roo t
1. 0 30 0 0
1. 5 30 2 6. 67 根粗 , 苗木偶尔长根 1条 , 无侧根
2. 0 30 4 13. 33 根粗 , 质脆 , 长根 1条 , 无侧根
IBA 2. 5 30 12 40. 00 根粗 , 长根 1条 , 无侧根
3. 0 30 21 70. 00 根粗 , 50% 的苗木长出 2条以上的根系 ,无侧根
3. 5 30 15 50. 00 根粗 , 长根 1条 , 无侧根
4. 0 30 9 30. 00 切口处长愈伤组织 , 长根 1条 , 无侧根
3. 0+ 1. 0 30 21 70. 00 根粗 , 50%的苗木长 2条根 , 无侧根
IBA+ NAA 3. 0+ 1. 5 30 26 86. 70 根粗 , 几乎所有苗木都长出 2条以上的根 ,
炼苗时 , 根系上长出少量侧根
3. 5+ 1. 5 30 15 50. 00 根粗 , 长根 1条 , 无须根
IBA+ IAA 3. 0+ 1. 0 30 20 67. 67 根粗 , 长根 1条 , 无侧根
3. 0+ 1. 5 30 21 70. 00 根粗 , 长根 1条 , 无侧根
2. 5 生根植株的移栽
当植株的根系长到0. 5~ 1. 0 cm时 ,将瓶苗置于大棚内炼苗 20~ 30 d,让苗木逐渐适应大自然环境 ,
同时使苗木木质化程度加强 , 以提高对自然环境的抵抗力。 此时 , 将植株从瓶内取出 , 用自来水清洗
干净培养基后分别移栽于 ( 1) ( 2) ( 3) 移栽基质中。试验表明 , 3种基质均能使苗木的移栽成活率在
70%以上 , 但以在塘泥上栽种的成活率最高 , 达 85%。塘泥肥沃 , 团粒结构好 , 疏松 , 苗木成活后生
长快而健壮。 红心土黏性大 , 疏水透气性差 , 贫瘠 , 移栽成活后苗木生长慢。
苗木移栽成活后 (约 30~ 50 d ) 移入网室培育。为培育壮苗 , 每隔 5~ 6 d施叶面肥 ( 0. 1%的多
效丰产灵 ) 一次 , 每 15~ 20 d施复合肥 ( 0. 1~ 0. 5%的液肥 ) 一次 , 定期喷 0. 1%的多菌灵、 百菌清或
甲胺磷等药物。 6月龄苗高 15~ 18 cm时出圃造林。
3 结论
( 1)香樟优良无性系无菌活体的获取率以 2、 3月份接种的为高 , 达 60% , 其次是 1月份接种的。
63第 1期 吴幼媚等:香樟优良无性系快繁技术的研究
( 2)香樟快速繁殖对培养基的成分要求比较严格 ,参试的 5种基本培养基 ,仅有 M S2对其进行长期
培养时 , 芽不出现褐化。
( 3) 试验筛选出丛生芽诱导适宜的激素组合是 6-BA 4~ 5 mg /L+ IAA2 mg / L;继代培养激素是
6-BA 3. 5 mg /L+ IAA 2 mg /L较理想 ; 不定根诱导的较佳激素组合是 IBA 3. 0 mg /L+ N AA 1. 5 mg /
L。培养周期 25~ 30 d, 芽增殖倍数 3. 5倍 , 年繁殖数 5. 31× 105。
( 4) 本试验中 , 组织培养植株移栽理想的基质是塘泥 , 其移栽成活率 85% , 移栽季节宜选择温凉
的春、 秋、 冬季。
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(责任编辑 裴润梅 )
   (上接第 55页 )
能源和以硝态氮、 亚硝态氮为氮源生活 , 对营养要求不高 , 并可以脱氮除硫 ( S2- ) , 与 P. stutzeri不
尽相同 [7, 8 ]。此外 , 由于其在厌气条件下可以 S2-作为电子供体、 以 NO3-或 NO2-作为电子受体 , 使硝
酸盐或亚硝酸盐还原为 N2 , 硫化物 ( S2- )氧化为 S或 SO42-。 N2、 S和少量的 SO42-都是在自然水生态
中可接受的无毒物质 , 所以 , 该菌株在水处理工程、 微污染水的脱氮除硫 ( S2- ) 和在自然水体的生态
调控中具有应用的价值。至于对它的分类鉴定和在环境工程水处理中的应用有待进一步研究。
鸣谢 本研究的电子显微镜照片由广西医科大学电镜室制作 ; 菌株的分子生物学鉴定部分的试验是在广西亚热带
微生物资源保护利用重点实验室完成的 , 得到冯家勋研究员以及段承杰、 张鹏的帮助 , 值此表示衷心感谢!
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(责任编辑 裴润梅 )
64 广 西 农 业 生 物 科 学 第 25卷