全 文 ：中国农学通报 2015,31(16):146-150
Chinese Agricultural Science Bulletin
芦竹高效快繁体系的建立
刘文竹，赵惠恩
（北京林业大学园林学院，北京 100083）
摘 要：研究旨在建立芦竹(Arundo donax)高效组培快繁体系，为其大规模工厂化生产、应用及再生遗传
转化体系的建立提供基础。以芦竹腋芽茎段为外植体，分别用不同激素进行正交实验，对芦竹的腋芽萌
发、增殖及生根培养基进行筛选和优化。实验发现，MS+ 4.00 mg/L 6-BA+ 1.00 mg/L IBA为芦竹腋芽萌
发最佳培养基配方，萌发率为96.7%；MS+ 7.50 mg/L 6-BA+ 1.00 mg/L IBA为最佳增殖培养基配方，增
殖系数可达 13.5，单株增殖系数可达 16，其增殖系数较之前的研究提高了 1倍多；1/2MS+ 1.00 mg/L
IBA，为最佳生根培养基配方，生根率最高，为93.8%，平均根数6.33条；移栽培养选择高7 cm以上，根长
1~3 cm的健壮组培苗进行驯化移栽效果最好。本研究成功建立了芦竹完善的高效组培快繁体系，有效
提高了芦竹的繁殖系数，同时为芦竹的再生及分子水平的育种提供基础。
关键词：芦竹；组织培养；增殖；腋芽
中图分类号：S688.4 文献标志码：A 论文编号：casb15010118
Application of Tissue Culture for Rapid Propagation of Arundo donax
Liu Wenzhu, Zhao Hui’en
(School of Landscape Architecture, Beijing Forestry University, Beijing 100083)
Abstract: The study is to find out the most efficient way for rapid propagation of Arundo donax，which can lay
the foundation for its industrial production, application and transformation. Stems with auxiliary buds were
used as explants, different concentrations of plant growth regulators were tested to find the most effective
protocol for rapid propagation of Arundo donax. MS+ 4.00 mg/L 6-BA+ 1.00 mg/L IBA was the most efficient
initial medium for the sprouting of auxiliary buds, the germination rate could get to 96.7%; MS+ 7.50 mg/L 6-
BA+ 1.00 mg/L IBA was the most efficient proliferation medium, and the average proliferation rate was 13.5,
while individual proliferation rate reached 16; 1/2MS+ 1.00 mg/L IBA was the most suitable rooting medium,
in which the rate of rooting was 93.8%, the average root number was 6.33. Plants, which were 7 cm high and
with roots 1 cm to 3 cm long, were chosen for further acclimatization. The research establishes the rapid
propagation of Arundo donax, improves the propagation coefficient and provides evidence for transformation
and breeding at molecular level.
Key words: Arundo donax; tissue culture; rapid propagation; axillary bud
0 引言
芦竹(Arundo donax)为禾本科芦竹属多年生高大
丛生草本植物，具有发达的根状茎。其适应能力强，对
盐碱、干旱、贫瘠具有一定的忍耐力，被称为低洼盐碱
地的“先锋植物”[1-2]。芦竹不仅具有防治土壤退化和增
加土壤含碳量及有机质的生态效益，对于修复湿地重
金属污染也具有较大潜力。近年来，芦竹作为清洁生
物能源的利用价值也在逐渐受到人们的重视，多年生
基金项目：北京市科委资助项目“高效抗逆园林植物新品种选育与推广课题”(Z141100006014036)。
第一作者简介：刘文竹，女，1990年出生，湖北鄂州人，在读硕士，研究方向：植物组织培养及再生体系建立。通信地址：100083北京市海淀区清华东
路35号北京林业大学595信箱，Tel：010-62338817，E-mail：459782764@qq.com。
通讯作者：赵惠恩，男，1968年出生，河北人，副教授，博士，研究方向：种质资源创新。通信地址：100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学
学研大厦C1404，Tel：010-62338817，E-mial：zhaohuien@bjfu.edu.cn。
收稿日期：2015-01-17，修回日期：2015-03-19。
刘文竹等：芦竹高效快繁体系的建立
草本木质纤维素植物被认为最符合生物质生物能源生
产[3]。芦竹的常规繁殖方法为分蘖繁殖，平均繁殖系
数为 2.9~3.1[4]，常规繁殖远不能满足园林需求及生态
需求。然而目前对于芦竹快繁体系建立的报道并不多
见，已见报道中芦竹的繁殖系数仅为 3.2~4.5，花叶芦
竹的繁殖系数也仅为 3.0，其繁殖系数，相较于传统的
分蘖繁殖并无太大突破。笔者在冉隆贤等[4]的研究基
础上，对芦竹高效快繁体系进行优化调整，旨在加速芦
竹的繁殖周期，真正地提高繁殖效率，为芦竹大规模工
厂化生产提供依据，进一步推进芦竹的应用、再生、育
种工作的开展。
1 材料与方法
1.1 实验材料
以田间栽植的芦竹幼嫩茎段作为外植体。实验材
料采自北京林业大学苗圃。实验于2013年5月—2013
年11月在北京林业大学国家花卉重点实验室进行。
1.2 实验方法
1.2.1 外植体消毒 剪取新鲜植物材料后，先用洗洁精
的稀释溶液浸泡 10 min，放入大广口瓶中，用纱布封
口，用流水冲洗3 h。在超净台上将冲洗净的材料放在
75%的乙醇溶液中浸泡 30 s，用无菌水冲洗 3次。之
后，将茎段置于 0.1%的升汞溶液中分别消毒 3、5、
7 min，再用无菌水漂洗5次。
1.2.2 外植体处理方式 将植物材料取出，置于无菌滤
纸上，用剪刀剪去坏死部。将芦竹茎段剪成2~3 cm的
小段，使其形态学下端呈45°斜口，以增大培养基吸收
面积；上端剪成平口。每个茎段至少带有 1个腋芽。
其中部分茎段剥去腋芽外的托叶鞘，部分用解剖刀划
伤托叶鞘，其他的托叶鞘不做处理。
1.2.3 芽的诱导 采用正交实验的方法，将芦竹茎段分
别接至添加3种不同浓度的6-BA和 IBA的MS培养基
中，观察腋芽萌发情况。选取生长健壮的丛生芽，接种
至含不同浓度的 6-BA和 IBA的MS培养基中，并于 4
周后观察记录芦竹增殖情况。每种处理 30瓶，重复
3次。
腋芽萌发率=(萌发腋芽的外植体数量/外植体数
量)×100%…………………………………………… (1)
增殖系数 =(增殖的芽数/外植体数量) × 100%
……………………………………………………… (2)
1.2.4 根的诱导 选择将长约 6 cm左右健壮的组培无
根苗接入添加不同浓度 6-BA、NAA和 IBA的 1/2MS
培养基中，于 4周后统计生根率及平均根数。每种处
理30瓶，重复3次。
生根率=(生根的芽苗数/接种芽苗总数)×100%
……………………………………………………… (3)
平均根数=总的根数/生根的苗数 …………… (4)
1.2.5 炼苗与移栽 选择较为健壮，高 7 cm以上，根长
1~3 cm的组培苗进行驯化。出瓶前，将培养容器置于
较强光下，打开瓶盖增加通气，同时在培养基上加入1
层无菌水，保证组培苗初期对湿度的要求，同时避免培
养基在短时间内污染。
开口3天后进行组培苗的出瓶移栽。先从瓶中小
心取出组培苗，在40℃左右的温水中洗去沾附于组培
苗根部的培养基。再放入 1%的多菌灵溶液中浸泡
5 min，冲洗干净。将清洗干净的组培苗，栽入装有经
过高温灭菌混合基质中，混合基质中草炭:蛭石:珍珠
岩比例为3:1:1。
将移栽后的苗保持湿度在 70%以上，防止其失水
萎蔫，温度 20℃左右；刚移栽完的几天内避免阳光直
射，待生长稳定后放到阳光下让其生长。移栽后观察
统计移栽成活率。
2 结果与分析
2.1 腋芽的萌发
2.1.1 不同的外植体处理方法的影响 对于芦竹茎段外
植体的处理方法主要有 3种：（1）剥去腋芽外侧托叶
鞘；（2）在腋芽外侧托叶鞘上划出伤口；（3）不做任何处
理。不同的处理方式对芦竹腋芽的萌发影响很大。处
理（1）的腋芽萌发率可达 96.4%，处理（2）的腋芽萌发
率为75.0%，处理（3）的腋芽萌发率仅为32.6%，且萌芽
时间较长。因此芦竹腋芽萌发时，需要人为去除包裹
在腋芽外侧的托叶鞘，以帮助腋芽的萌发及生长。在
剥除托叶鞘时，应注意避免碰伤芽点。
2.1.2 不同生长激素配比的影响 从表1实验结果中看
出，不同的激素浓度配比对芦竹茎段腋芽的萌发有着
显著的影响。其中 2号配方的腋芽萌发率最高，可达
96.7%，且萌发时间相对较短，腋芽生长强健。随着6-
BA浓度的增高，腋芽的萌发呈一定的下降趋势，当6-
BA浓度达到8 mg/L时，部分植株出现褐化现象，且萌
发的腋芽长势较弱，在随后的继代中，由于生长激素的
积累，易出现类似莲座状的结构，植株生长缓慢；随着
IBA浓度的增高，腋芽的萌发率则出现先增高后降低
的趋势，腋芽的萌发时间也随之变长。2号和3号配方
虽然都能保证 90%以上的萌发率，但 IBA浓度为
1.0 mg/L时，腋芽萌发时间最短。
2.2 继代增殖
当 IBA浓度为1 mg/L时，随着6-BA浓度的增高，
芦竹的增殖系数呈现先升高后下降的趋势，且随着6-
BA浓度的升高，植株的长势渐弱（表2）。当其浓度为
·· 147
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
7.5 mg/L时，植株生长最好，茎段粗壮，叶片伸展，具肉
眼可见绒毛，增殖系数可达13.5。当6-BA浓度增加至
9.0 mg/L时，植株发黄，茎段细弱，叶片顶端出现枯黄
现象，长势不良。
当 6-BA浓度为 7.5 mg/L时，随着 IBA浓度的升
高，芦竹的增殖系数出现了先升高后下降的变化，但随
着 IBA浓度的升高，植株的长势则逐渐转好。
1号配方的单株最大增殖系数为13，但是仅有3瓶
的增殖系数在10以上，大部分的增殖系数在4~7；3号
配方的单株最大繁殖系数为16，其中繁殖系数在10以
上的有 6瓶，增殖系数在 5以下的瓶数仅有 4瓶，大部
分增殖系数都在6以上，且长势整齐；4号配方中，最小
增殖系数虽然仅为2，但植株生长强健（见图1）；综上，
芦竹快繁过程中，继代增殖的最适配方为MS+ 6-BA
7.5 mg/L+ IBA 1.0 mg/L。
2.3 生根培养
移栽1周后，即可观察到3号处理的组培苗开始生
根，根系呈辐射状，生根率高达 93.8%，平均根数为
6.33条，平均根长达2.61 cm；而1号和2号中的生根状
况较差，产生的根系不整齐且大多无须根，其生根率分
别为82.3%和35.7%。由此可见，IBA无论在形成芦竹
根系的数量上，还是在根系生长的长度上，都比NAA
效果更好。且 6-BA对于芦竹的诱导生根具有一定的
抑制作用，可能会抑制芦竹须根的形成。因此，芦竹生
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
6-BA/(mg/L)
4
4
4
6
6
6
8
8
8
IBA/(mg/L)
0.5
1.0
1.5
0.5
1.0
1.5
0.5
1.0
1.5
接种数量
30
30
30
30
30
30
30
30
30
萌发数量
26
29
27
26
23
22
19
23
26
腋芽萌发率/%
86.2
96.7
90.3
87.3
76.7
73.3
63.3
73.3
86.7
萌发时间/d
8~11
6~10
9~15
4~7
8~10
11~14
5~9
9~12
9~11
植株生长情况
+++
++++
++++
+++
++
+++
+++
++
++
编号
1
2
3
4
5
6-BA/(mg/L)
6.0
7.5
7.5
7.5
9.0
IBA/(mg/L)
1.0
0.5
1.0
1.5
1.0
接种数量
28
30
28
22
31
新增芽数
24
29
37
92
35
增殖系数
8.6
9.7
13.5
4.2
11.2
植株生长情况
++++
+++
+++
++++
++
表1 不同浓度的生长调节剂对腋芽萌发的影响
注：“+”表示生长情况，“+”越多表示长势越好。下同。
表2 不同浓度的生长调节剂对继代增殖的影响

自左向右分别为1~5号培养基对芦竹继代增殖的不同影响
图1 不同浓度的生长调节剂对继代增殖的影响
·· 148
刘文竹等：芦竹高效快繁体系的建立
根的最佳配方为1/2MS+IBA 1.0 mg/L（表3）。
2.4 炼苗与移栽
当芦竹试管苗长至高7 cm左右，根长1~3 cm时进
行炼苗，炼苗3天后，进行移栽。统计出移苗成活率为
83.84%。死亡的苗子有一部分烂根，可能是由于炼苗
的基质排水通气性一般，移栽时根系产生了机械损伤，
加上培养基中养分会残留在根系上，导致微生物繁殖，
根部缺氧而腐烂。还有一部分是因为感染病毒后死
亡，可能是由于移栽时根系上的培养基没能清洗干净，
导致大量病菌繁殖，影响了植株的正常生长。
在实验中发现，形成新根的状态与炼苗前试管苗
的状态有着密切的关系。根健壮，根毛较多，整体呈白
色，长度在 2~4 cm，直径 1 mm左右时炼苗成活率最
高。而根细长，根数较多，根毛很少，根末端呈褐色，长
度大于 4 cm或根较短，根数较少，没有或仅有较少根
毛的植株移栽成活性较低。所以，选择根系最适的芦
竹幼苗进行炼苗和移栽可以提高成活率。
3 结论与讨论
3.1 污染率与消毒时间
实验过程中，升汞消毒 7 min后，污染率仍为
24.6%，而当仅消毒3 min时，污染率则高达80.0%。可
能与芦竹的节状结构有关，茎段的中空结构不易消毒，
节间紧密包裹的托叶鞘不易消毒也可能是芦竹易产生
污染的原因之一。
3.2 腋芽的萌发
芦竹腋芽萌发实验中，根据外植体萌发率、萌发时
间、植株生长势综合评估，芦竹腋芽萌发的最佳配方为
MS+ 6-BA 4.00 mg/L+ IBA 1.00 mg/L+蔗糖30 g/L+琼
脂 6.8 g/L。萌发率可达 96.7%，萌芽时间约为 6~10
天。随着6-BA浓度的增高，腋芽的萌发呈一定的下降
趋势。经过多次继代培养后，生长激素的积累，易出现
类似莲座状的结构，植株生长缓慢；随着 IBA浓度的增
高，腋芽的萌发率则出现先增高后降低的趋势，与冉隆
贤等[4]的结果相吻合。
3.3 继代增殖培养
芦竹继代增殖的最适配方为MS+ 6-BA 7.50 mg/L+
IBA 1.00 mg/L+蔗糖 30 g/L+琼脂 6.8 g/L，单株增殖系
数可达16，平均增殖系数为13.5。增殖的新芽密集，长
势良好且发育整齐，节间短粗，较健壮。
芦竹的增殖与 IBA和 6-BA的浓度有着明显的联
系。当 IBA浓度为 1.0 mg/L时，芦竹的增殖系数随着
6-BA浓度增高，呈现先升高后下降的趋势，且随着 6-
BA浓度的升高，植株的长势渐弱；当 6-BA浓度为
7.5 mg/L时，随着 IBA浓度的升高，芦竹的增殖系数出
现了先升高后下降的变化，但随着 IBA浓度的升高，植
株的长势则逐渐转好。
冉隆贤等[4]认为，6-BA/IBA的比值为 4时对芦竹
的增殖效果最佳，然而，笔者认为当这2种激素的比值
为7.5时，可以得到更高的增殖系数。且 IBA对芦竹增
殖系数的影响大于 6-BA对芦竹增殖系数的影响；6-
BA对植株的长势强弱影响较大，6-BA浓度过高时易
导致植株发黄、枯梢的出现。
3.4 生根培养
芦竹的生根培养实验中生根率较高的培养基是1/
2MS+ IBA 1.00 mg/L+蔗糖 30 g/L+琼脂 6.8 g/L，生根
率为93.8%，平均根数6.33条，根系健壮，白色，生长速
度较快。
6-BA对芦竹根系的生长具有抑制作用，且生长素
IBA的生根效果优于NAA，单用激素 IBA的效果表现
的更为优异。
在植物生长的不同阶段，使用不同种类、不同浓度
和不同比例关系的植物生长调节剂，可以调节培养物
的生长发育进程、分化的方向和器官发生[5]。通过芦
竹快繁体系的建立发现，当细胞分裂素/生长素的比值
高时，利于芽的分化；而细胞分裂素/生长素的比值低
时，有利于根的形成，印证了刘青林等[5]的研究。
芦竹作为一种抗性极强的草本植物，不仅可以用
于低洼盐碱地、湿地重金属污染修复，还可以用于未来
清洁生物能源生产的原料，具有广泛的应用价值。笔
者以芦竹茎段为外植体，建立从腋芽萌发到生根、炼苗
的完整高效的组培快繁体系，其繁殖系数较之前的研
究提高了 1倍多，在一定程度上有利于芦竹生产周期
编号
1
2
3
6-BA/(mg/L)
4.0
4.0
—
NAA/(mg/L)
—
1.0
—
IBA/(mg/L)
1.0
—
1.0
接种数量
34
28
30
生根数量
30
10
28
生根率/%
82.3
35.7
93.8
平均根数/条
3.86
0.36
6.33
平均根长/cm
1.69
0.50
2.61
长势
较好，无须根
较差，无须根
良好，须根多
表3 不同浓度的生长调节剂对生根的影响
·· 149
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
的缩短及规模化生产育苗的问题。但在花叶芦竹的快
繁过程中，有1%的突变率，因此不能完全排除芦竹在
组培快繁过程中出现变异的可能。同时，在今后的研
究中，应该逐渐重视芦竹愈伤、胚状体及生根机理的研
究，建立完善的再生体系，为芦竹的分子育种提供
参考。
参考文献
[1] 赵丽萍,许卉.芦竹在滨海盐碱地的开发应用及栽培技术[J].北方
园艺,2007(7):164-165.
[2] 郑存虎,宋宏伟,秦韧.野生植物芦竹在黄河三角洲盐碱地的人工
栽培技术[J].当代生态农业,2003(1):68-71.
[3] 谢光辉,郭兴强,王鑫,等.能源作物资源现状与发展前景[J].资源科
学,2007,29(5):74-80.
[4] 冉隆贤.芦竹快速繁殖技术研究[J].经济林业研究,1998,16(2).
[5] 刘青林,马祎.花卉组织培养[M].北京:中国农业出版社,2002:25-
29.
[6] 叶保君,李春玲.花叶芦竹组织培养技术的研究[J].北京农学院学
报,1994(1).
[7] 彭金库,徐青青.卡那霉素和潮霉素对芦竹不定芽诱导与生长的影
响[J].安徽农业科学,2011,39(15):8858-8860.
[8] 余醉,李建龙,李高扬.芦竹作为清洁生物质能源牧草开发的潜力
分析[J].草业科学,2009(6).
[9] 周莉凡,吴茜茜,张丽娜,等.乙酰丁香酮对组培芦竹不定芽诱导和
生长的影响[J].安徽农业科学,2012,3(1).
[10] 陈慧瑜,吕军.北疆芦竹的扦插快繁技术[J].北方园艺,2013,8(15).
[11] 马文奎,芦竹的栽培和综合利用[J].中国野生植物资源,2006,25(2):
64-65.
[12] 赵丽萍,许卉,芦竹在滨海盐碱地的开发应用及栽培技术[J].北方
园艺,2007(7):164-165.
[13] Fang Y, Zhao Z- J, Sun W- Z, et al. Spatial distribution of heavy
metals in inter-tidal wet lands of deep bay Shenzhen[J]. J Basic Sci
Eng,2000,8(4):349-353.
[14] 张法勇.木本植物组织培养器官发生植物再生研究进展[J].河北林
果研究,2005,20(3):234-235.
[15] 邵宏波.禾本科植物的组织培养研究及其应用[J].广西植物,1992,
12(1):41-58.
[16] 谢光辉,郭兴强,王鑫,等.能源作物资源现状与发展前景[J].资源科
学,2007,29(5):74-80.
[17] 时强,曹昀,胡红.干旱胁迫对芦竹茎秆萌发和幼苗生长的影响[J].
水土保持研究,2012(2).
[18] 韩志萍,胡晓斌,胡正海.芦竹修复镉汞污染湿地的研究[J].应用生
态学报,2005,16(5):945.
[19] 席庆国.德国等欧洲国家重视对高大禾草的研究和利用[J].草业科
学,2002,19(4):45.
[20] 张自敏,李群.芦竹造纸的发展[J].天津造纸,2004,3:16-17.
·· 150