全 文 ：基金项目：山西农业大学科技创新基金“几种野生花卉种质资源的创新与利用(2008008)”和校博士启动基金。
第一作者简介：吕晋慧，女，1972年出生，副教授，博士，主要从事园林植物遗传育种与生物技术方面的研究。通信地址：030801山西省山西农业大学
林学院园林系，Tel：0354-6286892，E-mail：lujinhui11@126.com。
收稿日期：2009-07-23，修回日期：2009-08-26。
柳兰组织培养和快速繁殖体系优化研究
吕晋慧 1，孔冬梅 2，郭 斌 1，杨欣超 1
(1山西农业大学林学院，太谷 030801；2山西大学生命科学与技术学院，太原 030006）
摘 要：以抑制柳兰褐化和建立柳兰离体快繁体系为目的，试验以柳兰种子为起始材料，获得柳兰无菌
苗，在此基础上研究不同添加物对柳兰褐化的影响和不同培养基对柳兰生长、增殖的影响，并筛选获得
适宜柳兰生长、增殖培养的培养基。试验结果表明，用20% NaClO对柳兰种子灭菌1.5 min抑菌效果最
好，种子萌发率100%；活性炭和长时间继代培养可有效缓解柳兰褐化现象并诱导获得不定根，植株生长
状况较好，不同浓度Vc和Na2S2O3没有有效抑制柳兰褐化，植株生长量小且没有不定根生成；不同培养
基对柳兰生长影响不同，其中1/2 MS和WPM培养基中高生长显著高于其他培养基中植株高生长，但植
株生长较细弱，1/2 MS+AC 2 g/L培养基中植株生长矮小但健壮；1/2 MS+AC 2 g/L培养基中主根长度、
须根数量显著高于其他培养基，不同培养基中主根数量、须根长度没有显著差异；适宜柳兰生根、壮苗
的培养基是1/2MS+AC 2 g/L；适宜柳兰增殖培养的培养基是1/2 MS+6-BA 0.5 mg/L +NAA 0.05 mg/L，
增殖系数为5.4。试验结果为柳兰快速繁殖和规模化生产提供了依据。
关键词：柳兰；褐化；生根；增殖
中图分类号：S682.1+9 文献标识码：A 论文编号：2009-1507
Research on Optimization System on Tissue Culture and Rapid
Propagation of Geranium pratense L.
Lv Jinhui1, Kong Dongmei2, Guo Bin1, Yang Xinchao1
（1Department of Forest, Shanxi Agricultural University, Taigu Shanxi 030801;
（2College of Life Science and Technology, Shanxi University, Taiyuan 030006)
Abstract: In order to establish Geranium pretense’s culture in vitro, the seeds of Geranium pretense were used
as donor materials. The effect of different accretion on browning of Geranium pretense was studied and the opti⁃
mal medium composition for rooting and proliferation of Geranium pretense were selected by comparison the
function of different medium culture on growing of Geranium pretense. These results showed that, the seeds of
Geranium pratense were sterilizated by 20% NaClO for 1.5 min was efficiency and the rate of germination was
100%; Browning was alleviated by active carbon and longer timing culture in vitro and adventitious roots creat⁃
ed. Vc and Na2S2O3 didnt alleviate browning effectively and no adventitious roots were induced in it, also the
seedlings didnt grow nearly; Different medium culture had different effecting on Geranium pretense. The height
growth of Geranium pretense in 1/2 MS and WPM was higher than other treatments markedly, but these seed⁃
lings were slim and fragile. Conversely, they were stocky in 1/2 MS+AC 2 g/L medium; The length of taproot
and number of fibril in 1/2 MS+AC 2 g/L were higher than other treatments markedly, and the number of tap⁃
root and the length of fibril had no markedly different in different medium culture; The optimal medium compo⁃
sition for rooting was 1/2MS+AC 2 g/L and 1/2MS+ 6-BA 0.5 mg/L +NAA 0.05 mg/L was suit for proliferation
of Geranium pretense, the multiplication was 5.4. These results provided theoretical basis for rapid propagation
and production in enlarged scale of Geranium pretense.
Key words: Geranium pretense, browning, rooting, proliferation
中国农学通报 2009,25(23):313-317
Chinese Agricultural Science Bulletin
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
0 引言
柳兰（Chamaenerion angustifoliu）为柳叶菜科柳兰
属多年生草本植物，自然生于海拔较高的林缘、林间、
山坡、河岸草丛及火烧或采伐迹地，有极强的抗逆性，同
时，柳兰花色鲜艳，花序大，花期长（6—8月），根状茎匍
匐生长能力强，易形成壮观的群落景观，是亟待开发的
优良园林绿化美化植物。近些年，柳兰的引种驯化工作
受到重视，并对其繁殖和栽培进行了初步研究[1-3]。柳兰
可通过扦插、播种和分株繁殖，由于柳兰自然状态下野
生于海拔较高的阳坡或林缘等，收集种子、采插穗等存
在一定困难。柳兰野生地与栽培地生态环境的差异影
响了引种成功率。另外，柳兰种子细小，成苗率低、播
种至开花所需养护时间长，以上因素限制了柳兰这一
优良观赏植物在园林中的推广使用。离体培养可实现
柳兰优良种苗的规模化生产，以较少的外植体、在较短
的时间内获得大量生长一致、健壮的种苗，减少对柳兰
野生资源的破坏，并大大节约生产成本。雷颖曾对柳
兰离体快繁进行了初步研究[4]，然而柳兰离体培养中存
在严重的褐化现象，且生根有一定困难，影响柳兰的快
繁和规模化生产，目前尚没有相关报道。笔者以柳兰
种子为初始材料，建立柳兰离体培养体系，寻求抑制柳
兰褐化的有效方法，并筛选获得适宜柳兰生根、壮苗及
增殖培养的培养基。试验结果为柳兰快速繁殖和规模
化生产提供了依据，也为其园林应用奠定了基础。
1 材料与方法
1.1 材料
以山西省庞泉沟自然保护区野生柳兰种子为初
始材料，获得柳兰无菌苗，然后以无菌苗茎段为外植体
进行试验。试验于 2007—2009年在山西农业大学林
学院中心实验室进行。
1.2 方法
1.2.1 不同灭菌时间对种子萌发的影响 以 20% NaC-
lO对柳兰种子分别灭菌1.5 min、3.0 min、5.0 min，统计
其萌发率。
1.2.2 不同添加物对柳兰生长和褐化的影响 在1/2 MS
培养基中分别添加不同浓度的维生素C（Vc）、活性炭
（AC）和Na2S2O3（培养基号为1~5，见表2）。以柳兰带腋
芽茎段为外植体，每一处理10瓶，50天后统计柳兰株高、
不定根数量和长度，观察并记录柳兰褐化和生长状况。
1.2.3 不同培养基对柳兰生长的影响 以继代近1年的
柳兰无菌苗为材料，剪取长约 1.0~1.5 cm的带腋芽茎
段，分别接种于培养基6~10中（表4），每一处理4瓶，3
次重复，50天后统计不定根数量、根长和株高，观察并
记录其生长状况，比较不同培养基对柳兰生长的影响。
1.2.4 不同培养基对柳兰增殖的影响 以生长健壮的继
代近 1年的柳兰无菌苗为材料，剪取长约 1.0~1.5 cm
的带腋芽茎段，分别接种到含不同 6-BA和NAA的增
殖培养基上，增殖培养基分别为(11) MS+6-BA 0.1 mg/
L + NAA 0.01 mg/L，(12) MS + 6-BA 0.5 mg/L + NAA
0.05 mg/L，(13) MS+6-BA 1.0 mg/L +NAA 0.1 mg/L，40
天后统计茎段在不同增殖培养基中的增殖系数。
所得数据采用SPSS软件进行方差分析与多重比
较（Ducan法）。
2 结果与分析
2.1 不同灭菌时间对柳兰种子萌发率的影响
对柳兰种子进行灭菌，其中 20% NaClO灭菌
1.5 min可取得好的灭菌效果，种子发芽率高且幼苗生
长健壮。柳兰种子细小，延长灭菌时间易毒害种子并
产生褐变，进一步影响已萌发幼苗的生长，最终降低种
子发芽率和成苗率（表1）。
表1 不同灭菌时间对柳兰种子萌发的影响
灭菌时间/min
1.5
3.0
5.0
接种数/粒
300
260
200
发芽率/%
100
82
60
对种子和幼苗的影响
幼苗生长健壮
少量种子出现毒害症状，种子褐变
种子毒害症状明显，影响已萌发幼苗的生长
2.2 不同添加物对柳兰生长和褐化的影响
对种子萌发形成的幼苗进行继代培养的过程中，
发现柳兰伤口处有褐化现象，且严重影响柳兰不定根
的形成和植株的生长。前人的研究认为活性炭、维生
素C和Na2S2O3可以减缓或抑制培养物褐化。在1/2MS
培养基中添加不同附加物，并观察比较其对柳兰生长
状况的影响（图1和表2）。不同浓度Vc和Na2S2O3没有
有效抑制柳兰褐化，没有不定根生成，植株生长量小。
试验中笔者对外植体进行了暗培养、接种前用Na2S2O3
浸泡外植体等处理，均没有抑制柳兰褐化。原因可能
是柳兰伤口处的酚类物质在多酚氧化酶的作用下发生
氧化反应，形成有毒的醌类物质，醌扩散到培养基中，
抑制植物体内酶的活性，导致组织代谢紊乱，影响不定
根的形成和植株生长[5]。不同浓度活性炭一定程度上
抑制褐化，植株高生长明显，但其叶片有一定的卷曲现
象，叶面积较小，其原因可能是活性炭吸收培养基中的
·· 314
部分营养成分，使得营养元素的有效成分降低，影响无
菌苗的生长。另外，在柳兰离体培养过程中，发现柳兰
在继代培养近1年后，褐化现象得到明显的改善，说明
长时间继代培养可使培养物逐渐脱除酚类物质。
2.3 不同培养基对柳兰生长的影响
2.3.1 不同培养基对株高的影响 经方差分析表明不
同培养基间株高差异达极显著水平（表 3）。进一步
对其进行多重比较，其中 1/2MS培养基中高生长显著
高于其他培养基中植株，其次是WPM培养基，其余
培养基高生长没有显著差异（表 4），但 1/2MS和
WPM中植株生长细弱，茎发育不充实，节间长，叶面
积较小，且有不同程度皱缩现象（图 2、图 3），培养基
1/2MS+AC 4g/L和DKW中叶发育状况类似前者。1/
2MS+AC 2 g/L培养基中植株高生长较小，但发育充
实，表现为节间短，茎粗壮，叶发育充分，叶较平展且
叶面积大（图2）。
表2 不同添加物对柳兰生长的影响
培养基编号
1
2
3
4
5
添加物/(g/L)
AC 10
AC 5
Vc 1.0
Vc 0.5
Na2S2O3 0.2
柳兰生长状况
株高/cm
3.95
4.8
3.07
3.15
2.4
主根长度/cm
5.18
6.15
0
0
0
主根数量/条
3.2
3.5
0
0
0
须根长度/cm
2.03
2.89
0
0
0
须根数量/条
2.47
2.46
0
0
0
褐化程度
较轻
较轻
较轻
严重
严重
生长状况
植株有一定高生长，
但叶面积小、有卷曲现象
植株有一定高生长，
但叶面积小、有卷曲现象
植株生长矮小、叶生长量小
植株生长矮小、叶生长量小
植株生长矮小、叶生长量小
表3 不同培养基对柳兰生长影响的方差分析表
生长指标
株高
主根长度
须根长度
主根数量
须根数量
F0.01(4，10)=5.99
方差来源
处理间
误差
总和
处理间
误差
总和
处理间
误差
总和
处理间
误差
总和
处理间
误差
总和
平方和
53.75
12.68
66.43
298.80
16.84
315.64
21.76
23.46
45.21
4.97
23.90
28.86
24.29
9.50
33.79
自由度
4
10
14
4
10
14
4
10
14
4
10
14
4
10
14
均方
13.44
1.27
74.7
1.68
5.44
2.35
1.24
2.39
6.07
0.95
F值
10.60
44.36
2.32
0.519
6.39
概率值
0.001
0.000
0.128
0.724
0.008
图1 柳兰在培养基（1）~（5）中生长情况比较 图2 柳兰在培养基（6）、（8）、（9）中生长情况比较
吕晋慧等：柳兰组织培养和快速繁殖体系优化研究 ·· 315
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
2.3.2 不同培养基对根发育的影响 经方差分析表明不
同培养基间主根长度、须根数量差异达极显著水平，须
根长度和主根数量差异不显著（表3）。进一步对主根
长度，须根数量进行多重比较，其中 1/2 MS+AC 2 g/L
培养基中主根长度显著高于其他培养基，其次是
WPM培养基，其余培养基差异不显著；须根数量以 1/
2MS+AC 2 g/L培养基中显著高于其余培养基中须根
数量（表4）。
综合植株高生长、根系发育和叶发育情况，笔者
认为1/2MS+AC 2 g/L是柳兰生根、壮苗培养的最佳培
养基，其原因可能是适量的活性炭吸收培养物产生的
次生代谢物如酚类物质等，促其主根和须根的发育。
根毛区是吸收水分和营养物质的主要部位，须根发育
量大，吸收水分和营养物质的有效根多，而水分和营养
物质是植物生长发育的基本条件，在离体条件下尤其
如此。高浓度的活性炭则会大量吸附培养基中的营养
物质，从而影响无菌苗的生长。
2.4 不同培养基对柳兰增殖培养的影响
不同培养基中柳兰增殖和生长状况不同。40天
后统计柳兰茎段在（11）~（13）培养基中增殖系数分别
为3.2、5.4和3.4，其中（12）培养基中不定芽生长健壮，
芽生长较均匀一致，颜色为深绿色（图4）。（11）培养基
中不定芽高生长高于其他培养基中的不定芽高生长，
但不定芽生长细弱。（13）培养基中增殖的不定芽生长
细弱，且有不同程度的黄化现象，随培养时间的延长黄
化现象加重。高浓度植物生长调节剂不适宜诱导柳兰
增殖，该现象在羽扇豆等离体培养中也有报道[6]。因
此，培养基MS+6-BA 0.5 mg/L +NAA 0.05 mg/L是柳
注：大写字母表示p=0.01显著水平，相同字母之间表示差异不显著，不同字母之间表示差异极显著
表4 不同培养基对柳兰生长影响的多重比较
培养基编号
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
培养基
1/2MS+AC 2 g/L
1/2MS+AC 4 g/L
WPM
DKW
1/2MS
生长指标
株高
4.87±0.72B
4.43±0.07B
7.03±0.89AB
5.00±0.55B
9.50±0.71A
主根长度
17.30±0.95A
6.30±0.55C
11.77±0.82B
5.80±0.51C
6.39±0.83C
须根长度
4.67±1.24
2.93±0.34
4.07±0.81
1.45±0.37
4.53±1.20
主根数量
4.00±0.29
3.40±0.47
2.50±1.26
3.33±0.88
4.11±1.15
须根数量
5.33±0.67A
2.50±0.51B
2.00±0.58B
1.89±0.11B
2.44±0.73B
图3 柳兰在培养基（10）、（6）中生长情况比较 图4 柳兰在培养基（12）中增殖情况
兰增殖培养的最佳培养基。
3 讨论
褐化是植物组织培养中常出现的现象，培养物褐
化影响不定根、愈伤组织的形成、不定芽分化和无菌苗
的生长。有研究认为培养基中添加活性炭、维生素C、
Na2S2O3、PVP等或进行暗处理可有效抑制或缓解褐化
[7-9]。笔者认为适宜的活性炭可有效缓解柳兰褐化现
象，促进不定根和无菌苗的生长。但是，活性炭既能吸
附培养基中的有害物质，对培养材料的生长有利，同时
又能吸附培养基中生长调节物质和营养成份[10]，只有
适宜的活性炭才能可促进试管苗不定根的诱导，如生
根率、根长、生根数目。刘根林也有类似报道[11]。选择
适宜的活性炭浓度对外植体的生长至关重要。已有文
献表明，活性炭的使用浓度大致在 0.02%~1%之间。
笔者研究认为 0.2%的活性炭促进了柳兰无菌苗根系
发育和植株生长。李林[12]也认为活性炭可促进根的生
长，但不能促进根的发生，这点与该研究不一致，另外，
李林[12]研究认为活性炭对不定芽的伸长具有明显的促
进作用，这点与笔者研究结果也不一致。活性炭对离
体培养的促进或抑制作用与多种因素有关，笔者认为
·· 316
褐化是影响柳兰生长的重要因素，适量活性炭吸附了
培养基中酚类物质，同时给柳兰根系生长提供了暗环
境，从而促进柳兰根系和地上部分的生长。
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