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收稿日期:2009-11-04基金项目:湖南省科技厅项目(2007FJ4139;04NK3007);湖南省教育厅项目(08C084)作者简介:郭兆武(1964-),男,副教授 ,博士 ,主要从事植物生理生化研究;E-mail:guozw163.com@ 126.com。
黄花石蒜不同大小外植体对其组织培养效果的影响
郭兆武 ,郭旭春 ,高建芳 ,裴丽丽
(长沙理工大学化学与生物工程学院 ,湖南 长沙 410114)
　　摘要　目的:解决野生药用植物黄花石蒜外植体大小影响其组织培养效果的难题。方法:选用其鳞茎的带底
盘双内层鳞片 、带底盘双中层鳞片为材料 , 采用长宽为 9.0×8.0 mm、6.0×5.0mm、 3.0×2.0 mm 3种不同大小的
外植体 , 接种在 MS+9 mg/LBA+5 mg/LNAA+0.7%琼脂 +3%蔗糖与 MS+5 mg/LBA+9mg/LNAA+0.7%琼
脂 +3%蔗糖 2种培养基上进行培养 ,研究了黄花石蒜外植体的不同大小对其组织培养效果的影响。结果与结论:
6.0×5.0mm中等大小的带底盘双内层鳞片外植体在 MS+9 mg/LBA+5 mg/LNAA+0.7%琼脂 +3%蔗糖的培
养基上培养有利于不定芽 、不定根的发生 , 产生褐变量也较少。相关分析表明 , 不同大小的 2种外植体在 2种培养
基上的培养效果为极显著正相关 ,这进一步说明 , 在一种培养基中培养效果较好的外植体大小在另一种培养基中
其培养效果仍然较好。 6.0×5.0 mm中等大小的带底盘双内层鳞片外植体的培养效果较其他外植体好 , 其次为
6.0×5.0mm中等大小的带底盘双中层鳞片外植体。
　　关键词　黄花石蒜;组织培养;外植体;大小
　　中图分类号:R282.2　　文献标识码:A　　文章编号:1001-4454(2010)07-1038-04
TissueCultureEfectofDiferentSizeExplantsofLycorisaurea
GUOZhao-wu, GUOXu-chun, GAOJian-fang, PEILi-li
(SchoolofChemical＆BiologicalEngineering, ChangshaUniversityofScience＆Technology, Changsha410076, China)
　　Abstract　Objective:TosolvethepuzzleabouttherightsizeoftheexplantofwildmedicinalplantLycorisaureafortissuecul-
ture.Methods:three-sizeexplants:9.0×8.0 mm、 6.0×5.0 mm、3.0×2.0 mmofendotheciumbulb-scalejoinedbyastripofstem
plateandmiddle-layerbulb-scalejoinedbyastripofstemplatewereculturedontwokindsofthemedium:MS+9 mg/LBA+5 mg/
LNAA+0.7% agar+3% canesugarandMS+5 mg/LBA+9mg/LNAA+0.7% agar+3%canesugar, andthecultureefects
ofthethree-sizeexplantsforLycorisaureawerestudied.ResultsandConclusion:Theresultsshowedthattheexplantsizeon6.0×5.0
mmoftheendotheciumbulb-scaleculturedonthemedium:MS+9mg/LBA+5mg/LNAA+0.7% agar+3%canesugarhadthe
advantageofformingadventitiousbudsandroots, andinhibitingbrownsamples, andtothemiddle-layerbulb-scaleexplantofthesame
sizeculturedonthesamemediumwasnext.Correlationanalysisshowedthatthecultureeffectofthethree-sizeexplantsononekindof
mediumwassignificantlycorrelatedwiththatoftheirsonanotherkindofmedium, whichfurtherprovedthattheresultofDuncansmul-
tiplerangetest, i.e.iftheeffectofanexplantsizeononekindofmediumwerebetter, itsefectonanotherkindofmediumwouldalso
bebetter.BothDuncansmultiplerangetestandcorrelationanalysisindicatedthattheefectofthesizeon6.0×5.0mmexplantofthe
doubleendotheciumbulb-scalejoinedbyastripofstemplatewasbetterthanthoseoftheothersizesontheexperimentalexplants, and
tothatof6.0×5.0 mmsizeofthedoublemiddle-layerbulb-scalejoinedbyastripofstemplatewasnext.
　　Keywords　LycorisaureaHerb.;Tissueculture;Explant;Size
　　石蒜属(Lycoris)植物全世界分布约 20种 ,我国
约有 17种 ,集中分布于长江中下游地区 〔1〕。目前 ,
对石蒜的研究报道较少 , 主要有开发利用 〔1〕、栽
培〔2〕、形态学〔3〕、生理与遗传特性 〔4〕 、生物碱的提
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DOI :10.13863/j.issn1001-4454.2010.07.002
取 〔5〕 、生物碱的抗病机理 〔6〕、用作花卉 〔3〕等方面的
研究。
　　黄花石蒜(LycorisaureaHerb.)的鳞茎因含贵
重药用生物碱加兰他敏(galanthamine)、石蒜碱(ly-
corine)、石蒜胺碱(lycora-mine)较其他种高 ,是提取
其生物碱的首选原料 〔4, 6〕。此生物碱主要用于抗
癌 、消炎解毒 、消肿 、解热 、利尿 、镇静 、催吐 、抗阿米
巴痢疾等药物的生产 〔4, 6〕;黄花石蒜还是一种优良
的园林观赏植物 〔3, 7〕 ,其花大 ,色彩丰富 ,叶片浓绿;
也常作为一种优良的新型鲜切花植物 ,在台湾和东
南亚等地的种植已形成规模〔3〕。国内工厂生产加
兰他敏等生物碱和园林绿化都是靠大量采挖野生黄
花石蒜鳞茎 〔1〕。因长期采挖 ,野生资源濒临枯竭 ,
环境破坏严重〔2〕。所以 ,人工快速繁殖是其可持续
发展的有效途径 ,而组织培养是达到这一途径的较
好办法 。但因石蒜为野生植物 ,组织培养不易 ,有关
报道较少。外植体的大小是影响石蒜组织培养效果
较为重要的因素之一 ,选择外植体的适宜大小对其
组培的成败较为重要 。本文探讨黄花石蒜不同大小
外植体对其组培的影响。
1 　材料与方法
1.1 　实验材料　供试材料黄花石蒜(Lycorisaurea
Herb.)的鳞茎于 2006年 10月采自永州地区九嶷
山 ,于 2006年 10月露天种植在长沙理工大学化学
与生物工程学院试验基地 , 2008年 2月开始取样实
验 。采用 MS培养基 ,植物生长调节剂采用 6-苄氨
基嘌呤(BA, 含量 99.9% )和奈乙酸 (NAA, 含量
99.5%)。
1.2 　实验设计
1.2.1　培养条件:预处理:先接入 MS+25 mg/L
BA+25 mg/LNAA+0.7%琼脂 +3%蔗糖的培养
基上 ,黑暗条件下预培养 80 d,温度 (25 ±2)℃,湿
度 80%(经预试验如不进行预处理 ,外植体将直接
形成叶绿素 ,根和芽均难以发生)。处理:80 d后以
MS为基本培养基 ,琼脂 0.7%,蔗糖 3%, pH5.3 ～
5.6,培养温度为(25±2)℃,湿度 80%,光照强度约
30 μmol/(m2.s),光照时间 12 h/d。采用 2种 BA/
NAA浓度比的培养基:MS+9 mg/LBA+5mg/L
NAA+0.7%琼脂 +3%蔗糖(用 MS1表示);MS+5
mg/LBA+9 mg/LNAA+0.7%琼脂 +3%蔗糖(用
MS2表示)。
1.2.2　培养体系:选用黄花石蒜鳞茎的带底盘双
内层鳞片 、带底盘双中层鳞片 2个不同部位 ,每一个
部位都采用长宽 9.0×8.0mm、6.0×5.0mm、3.0×
2.0mm3种不同大小的外植体(分别用大 、中 、小外
植体表述),用以上 2种不同 BA/NAA浓度比的培养
基组成 12种培养体系进行培养效果比较。见表 1。
　表 1　 培养体系表
体系 处理
体系 1 MS1+9.0×8.0 mm带底盘双内层鳞片
体系 2 MS1+6.0×5.0 mm带底盘双内层鳞片
体系 3 MS1+3.0×2.0 mm带底盘双内层鳞片
体系 4 MS1+9.0×8.0 mm带底盘双中层鳞片
体系 5 MS1+6.0×5.0 mm带底盘双中层鳞片
体系 6 MS1+3.0×2.0 mm带底盘双中层鳞片
体系 7 MS2+9.0×8.0 mm带底盘双内层鳞片
体系 8 MS2+6.0×5.0 mm带底盘双内层鳞片
体系 9 MS2+3.0×2.0 mm带底盘双内层鳞片
体系 10 MS2+9.0×8.0 mm带底盘双中层鳞片
体系 11 MS2+6.0×5.0 mm带底盘双中层鳞片
体系 12 MS2+3.0×2.0 mm带底盘双中层鳞片
　　每个体系(处理)3个重复 , 每个重复接种 100
颗外植体 。同时接种 , 放入同一间培养室培养 ,每
瓶随机摆放 ,每培养 15d随机移动 1次。
1.3　实验方法　在实验基地挖取鲜活黄花石蒜材
料 ,用自来水冲洗干净 ,用刀除去根和叶片等 ,只留
鳞茎 。用手术刀剥去 1 ～ 2层外层鳞片 ,并削尽鳞茎
底盘带黑色的部分。放入 75%的酒精中消毒约
30 s,无菌水冲洗 2次 ,再用 0.1%的升汞消毒约 10
min,用无菌水冲洗 3 ～ 4次 ,放于超净工作台上 ,准
备接种。
　　制备大 、中 、小 3种外植体:内层鳞片指靠近芯
叶的第 1 ～ 3层鳞片;中层鳞片指靠近芯叶的第 5 ～
7层鳞片。在超净工作台上 ,将已消毒过的鳞茎用
手术刀再剥去 1 ～ 2层外层鳞片 ,用手术刀将鳞茎底
盘的底部外表切去 ,直至无明显变色组织为止;再在
鳞茎基部横切带底盘的 9.0 mm、6.0 mm、3.0mm3
种厚度的鳞茎横切圆片 ,纵向切出内层鳞片 、中层鳞
片;再将内层鳞片 、中层鳞片切成 3种大小的外植体
(长 ×宽):9.0×8.0 mm的大外植体 、6.0×5.0mm
中外植体 、3.0×2.0 mm的小外植体。带底盘的双
层鳞片外植体 ,其厚度为双层鳞片的厚度。
　　形成不定芽 、不定根 、根芽俱有和产生褐变的标
准均以肉眼能辨别为准;同时具有 2种或以上性状
的分别计入各性状的数量之中。以上均排除自然感
染部分。
1.4　统计分析　对实验数据采用 SAS(6.12)进行
统计分析 。
2　结果与分析
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2.1 　黄花石蒜内层鳞片外植体不同大小的培养　
对带底盘的双内层鳞片外植体不同大小的培养效果
进行 F检测和多重比较 ,体系 2形成不定芽的数量
显著多于其他体系 ,其次为体系 1、3 ,体系 9显著较
少;体系 2形成不定根的数量显著多于体系 1、3、7、
9,与体系 8差异不显著。见表 2。
　　表 2　 黄花石蒜带底盘的双内层鳞片外植体不同大小的培养效果(个数)
处理 不定芽 不定根 根芽俱有 产生褐变
体系 1 62.67±2.33b 56.67±3.28bc 56.00±2.65b 22.67±2.03bc
体系 2 82.67±1.45a 77.00±2.65a 77.00±3.46a 17.67±1.45c
体系 3 50.33±3.53c 48.33±2.73cd 48.00±2.65c 27.33±1.45b
体系 7 31.00±2.08e 40.33±2.96d 30.00±2.52e 40.33±2.91a
体系 8 40.00±1.73d 66.67±2.73ab 39.67±2.03d 29.00±2.08b
体系 9 23.33±1.76f 41.67±5.24d 23.00±1.53e 41.33±1.45a
　　注:同一列不同字母表示 P<0.05
　　结果表明 ,体系 2不但有利于形成不定芽 ,而且
有利于形成不定根 ,褐变数量也较少 ,根芽俱有的数
量也显著多于其他体系。体系 8形成不定根的数量
仅次于体系 2,产生褐变的数量也相对较少 ,其缺点
是形成不定芽的数量较少 ,所以 ,根芽俱有的数量不
多 。
2.2 　黄花石蒜中层鳞片外植体不同大小的培养　
对带底盘的双中层鳞片外植体不同大小培养效果的
F检测和多重比较表明 ,形成不定芽的数量体系 5
显著多于其他体系 ,其次为体系 4、6;形成不定根的
数量体系 5、11显著多于其他体系;根芽俱有的体系
5显著多于其他体系 ,其次为体系 4、6、11 ,与形成不
定芽的情况基本相同;产生褐变的数量体系 5显著少
于其他体系 ,以体系 10、12显著较多 。见表 3。
　　表 3　 黄花石蒜带底盘的双中层鳞片外植体不同大小的培养效果(个数)
处理 不定芽 不定根 根芽俱有 产生褐变
体系 4 52.00±3.46b 46.00±3.21b 47.00±4.73b 27.67±2.19b
体系 5 82.67±2.85a 73.67±1.86a 73.00±1.53a 16.33±1.76c
体系 6 54.67±2.40b 50.00±3.79b 49.67±3.48b 31.00±1.73b
体系 10 28.33±2.85d 43.67±3.84b 26.67±2.33c 38.67±2.60a
体系 11 41.33±2.60c 67.67±3.53a 40.67±2.33b 29.67±2.60b
体系 12 28.67±1.86d 42.33±2.19b 27.67±1.86c 38.67±1.86a
　　注:同一列不同字母表示 P<0.05
　　结果表明 ,体系 5较有利于形成不定芽和不定
根 ,而且根芽俱有的也显著多于其他体系 ,褐变量也
显著较少。体系 11虽然也有利于形成不定根 ,但形
成不定芽的数量 、根芽俱有的数量与体系 5相比显
著较少 。
2.3 　黄花石蒜培养体系的多重比较　对体系 1 ～
12形成不定芽的量进行多重比较(F=66.61, P<
0.0001)表明 ,体系 2、5较显著 ,其次为体系 1;对体
系 1 ～ 12形成不定根的量多重比较(F=34.14, P<
0.0001)表明 ,体系 2较显著 ,其次为体系 5、11;对
体系 1 ～ 12根芽俱有的量多重比较(F=48.66, P<
0.0001)表明 ,体系 2、5显著 ,其次为体系 1;对体系
1 ～ 12产生褐变的量多重比较 (F=19.48, P<
0.0001)表明 ,体系 2、5不显著 。
　　体系 1 ～ 12的多重比较表明 ,体系 2显著优于
其他体系 ,其次为体系 5。其统计分析结果与 2种
外植体不同大小的培养效果比较基本相同 。
2.4　黄花石蒜培养效果的相关性分析　体系 1 ～ 6
为同一种培养基 ,体系 7 ～ 12为另一种培养基(表
1)。 2种培养基唯一的差别就是 BA/NAA含量比
刚好相反 。对体系 1 ～ 6与体系 7 ～ 12的内层鳞片 、
中层鳞片相对应的大 、中 、小外植体进行相关性分
析 ,结果表明 ,体系 1 ～ 6与体系 7 ～ 12形成不定芽
的相关性为极显著(r2 =0.7240, P<0.0001);形成
不定根的相关性也为极显著 (r2 =0.7998, P<
0.0001);根芽俱有的相关性为极显著(r2 =0.6655,
P<0.0001);产生褐变的相关性为极显著 (r2 =
0.7652, P<0.0001)。分析表明 ,大 、中 、小 3种外
植体在 2种培养基中所发生的不定芽 、不定根 、褐变
的量以及根芽俱有的量分别为极显著正相关 。
3　讨论
　　体系 2(MS1+6.0 ×5.0 mm带底盘双内层鳞
片)在第 1种培养基(MS1)中产生不定芽 、不定根 、
根芽俱有 3者的量显著多于其他体系 ,且褐变量显
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著较少 。体系 8(MS2+6.0×5.0mm带底盘双内层
鳞片)在第 2种培养基(MS2)中是显著较好的 。体
系的多重比较表明 ,尽管体系 2、体系 8都是各自培
养基中培养效果较好的 ,但二者在多重比较之下 ,体
系 2的培养效果更好 ,所以 ,选用中等大小 (6.0 ×
5.0mm)的带底盘的双内层鳞片外植体 ,用第 1种
培养基(MS+9 mg/LBA+5 mg/LNAA+0.7%琼
脂 +3%蔗糖)可培养出较好的不定芽和不定根 。
　　带底盘的双中层鳞片外植体不同大小的培养表
明 ,体系 5(MS1+6.0×5.0 mm带底盘双中层鳞
片)的培养效果显著优于第 1种培养基(MS1)中的
其他体系;体系 11(MS2+6.0×5.0 mm带底盘双中
层鳞片)的培养效果显著优于第 2种培养基(MS2)
中的其他体系。体系 1 ～ 12的多重比较表明 ,尽管
体系 5、体系 11都是各自培养基中较好的 ,但二者
比较之下 ,体系 5的培养效果更好 ,即选用 6.0 ×
5.0mm的双中层鳞片外植体 ,培养在 BA/NAA浓
度比为 9∶5的培养基(MS+9 mg/LBA+5 mg/L
NAA+0.7%琼脂 +3%蔗糖)上效果更好。
　　以上结果表明 ,不同大小的外植体培养效果存
在显著差异;同种大小的外植体培养在不同的培养
基上其培养效果也存在显著差异 ,其原因是因 BA
与 NAA的生理作用不尽相同所至 。BA的生理作用
主要是促进细胞分裂 〔8〕 ,从而诱导愈伤组织的发
生 〔9〕;促进非分化组织的分化 , 从而促进芽的形
成 〔10〕。而 NAA的主要生理作用是诱发植物本身生
长素吲哚乙酸的产生 ,促进各种碳同化关键酶的活
性 ,具有较强诱导不定根的作用〔11〕。所以 ,同一种
大小的外植体培养在 2种调节剂比率不同的培养基
中的培养效果会有显著差异。 6.0×5.0mm中等大
小的外植体培养在 2种培养基中的培养效果均较其
他大小的外植体好 ,说明此种外植体大小的培养效
果较稳定。
　　培养效果的相关性分析也表明 ,在一种培养基
中发生不定芽 、不定根较多 ,褐变较少的外植体大小
在另一种培养基中发生不定芽 、不定根仍然较其他
外植体多 ,褐变仍较其他外植体少。进一步说明外
植体的大小对培养效果具有显著影响 。
　　多重比较与相关性分析均说明外植体的大小是
影响黄花石蒜组织培养效果的重要因素之一。 6.0
×5.0mm的带底盘的双内层鳞片外植体与 6.0 ×
5.0 mm的带底盘的双中层鳞片外植体均可作为黄
花石蒜组织培养的较佳外植体大小。
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