全 文 ：　　　收稿日期:2001-10-24;修订日期:2002-03-08
文章编号:1008-9632(2002)04-0016-03
杜衡离体繁殖的研究
周建中
(上海市普陀区青少年中心 ,上海　200062)
摘要:以马兜铃科植物杜衡为研究材料 , 试图通过茎尖培养来获得愈伤组织 , 继而诱导愈伤组织分化形成杜衡小植株。试验证
明:杜衡茎尖在 MS 基本培养基附加 6_BA 0.6mg/ l和 NAA 0.1mg/ l这一激素组合上可诱导茎尖基部形成愈伤组织;将愈伤组织
分割转接到附加 6_BA 0.2mg/ l和NAA 0.01mg/ l的 MS基本培养基上可使愈伤组织分化形成小芽;分化形成的芽置于1/ 8～ 1/4
MS(大量元素减少 ,其余成分不变)附加 6_BA 0.1mg/ l和 GA 1mg/ l的培养基上 , 可促使芽的正常生长;新生芽转接在 1/4MS 附
加 IBA 0.5mg/ l培养基上促使其生根。
关键词:杜衡;茎尖培养;愈伤组织;植物激素
中图分类号:Q943.1 文献标识码:A
　　杜衡(Asarum forbesii)是一种马兜铃科植物 ,细辛属 ,
又名南细辛 、苦叶细辛 ,多年生草本[ 1] 。根状茎的节间
短 ,下端集生肉质根 ,具有辛辣味 ,茎端 1 ～ 2叶 。杜衡全
草具有药用价值 ,有散寒止咳 ,祛风止痛之效 ,并能提取
芳香油[ 2] ,但是随着人类的大量挖掘 ,作为药用资源已越
来越少 。杜衡不但是一种中药材 ,而且是国家保护蝶类
———虎凤蝶的主要食物及繁衍栖息地[ 3] 。另外 ,它还是
较好的室内观叶植物及园林绿化植物[ 4] 。因此 ,采用植
物组织培养技术繁殖杜衡具有潜在的实用价值。
由于马兜铃科植物的离体培养技术在国内外均鲜有
报道 ,因此在杜衡植物的离体组织的选择上 ,我们以其它
植物离体培养已获成功的报道作为参考[ 5 ～ 10] ,选择杜衡
的茎尖来离体繁殖;所用的激素是以α-萘乙酸(NAA)、
吲哚_3_丁酸(IBA)、6_(苄胺基)嘌呤(6_BA)、赤霉素(GA)
不同浓度组合。现将实验结果简述如下:
1　材料与方法
杜衡带芽的根状茎[ 11] 。
1.1　材料的消毒
将杜衡带芽的根状茎于流水中冲洗一昼夜 ,然后用
中性肥皂粉 、软牙刷仔细洗刷根状茎的表面 。在截取
1cm 长带茎尖的茎段放入锥形瓶中冲洗 30分钟 。而后
用常规消毒法进行消毒(75%酒精漂洗 30 秒※3%的漂
粉精片浸出液消毒 10 ～ 15分钟※无菌水冲洗 5次左
右)。材料取出后在超净台上先用紫外灯光照 10分钟 ,
用解剖刀截取茎尖于培养皿中 ,再用紫外灯光照 10 分
钟 ,接入培养基中。
1.2　愈伤组织的诱导培养基为
MS基本培养基[ 12] ,NAA0.1mg/ l 与 6_BA 浓度为 0;
0.2;0.6;1.0;2.0;3.0;5.0mg/ l的 7个组合。
1.3　愈伤组织的分化培养基为
MS 基本培养基 , 6_BA0.2mg/ l 与 NAA 浓度为 0;
0.01;0.1;0.5;1.0;1.5mg/ l的 6个组合。
1.4　无机盐浓度试验
MS;1/2MS;1/4MS;1/8MS;1/16MS;1/32MS(大量元
素减少 ,其它成分不变)与GA1mg/ l ,6_BA0.1mg/ l的组合
试验。
1.5　新生芽的长根试验
1/4MS 与 IBA 浓度为 0;0.2;0.5;1.0;1.5;2.0;
3.0mg/ l的 7个组合。
1.6　所有试验的培养条件为:光照 , 12 小时/天;温度 ,
25℃±2℃;光强 ,1000lx 。
2　结果与分析
2.1　6_BA对杜衡茎尖愈伤组织形成的影响
将平均高度为1mm的杜衡茎尖置于MS基本培养基
附加 NAA0.1mg/ l和 6_BA0.2 ～ 5.0mg/ l的 8 组培养基
中 ,每瓶接种 8个茎尖 ,30天后观察实验结果 ,见表 1。
表 1　6_BA 对杜衡茎尖愈伤组织形成的影响
Table 1　Effect of different concentrations of 6_BA on the induction of callus
6_BA
(mg/ l)
NAA
(mg/ l)
接种数
inoculated
number
萌动数
germinate
number
愈伤组织
诱导数
induce
number
诱导率
induce(%)
愈伤组织
大小
R(cm)
0 0.1 8 2 0 0 0
0.2 0.1 8 3 1 12.5 0.2
0.6 0.1 8 7 7 87.5 0.7
1.0 0.1 8 3 3 37.5 0.3
2.0 0.1 8 3 2 25.5 0.3
3.0 0.1 8 2 0 0 0
5.0 0.1 8 2 0 0 0
　　注:R为直径(Dameter)
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　 Vol.19　No.4
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表1的结果表明 ,在 NAA为 0.1mg/ l的条件下 ,6_BA
浓度明显影响茎尖的萌动及愈伤组织的形成 。接种三天
后发现在含6_BA0.6mg/ l这一激素组合中的茎尖开始萌
动 ,茎尖由原来的黄褐色转为绿色 ,而 6_BA浓度过高或
过低都不利于茎尖的萌动 。10天后观察七组形成愈伤组
织情况 ,接种在 6_BA0.6mg/ l浓度的这一组合的已萌动
的7个茎尖全部膨大 ,基部形成直径 0.3cm的愈伤组织 ,
而其它六组中茎尖膨大不明显或无变化 。30 天后发现
接种在 6_BA0.6mg/ l浓度组合中的茎尖基部形成直径 0.
7cm的愈伤组织 ,并且有绿色芽眼冒出 ,愈伤组织的诱导
率为 87.5%;而 6_BA浓度过高或过低如 5mg/ l 、0mg/ l都
不能促使愈伤组织的形成;当 6_BA 浓度为 1.0mg/ l 、
2.0mg/ l的组合中虽能形成愈伤组织 ,但愈伤组织产生不
明显 , 30 天后的直径约为 0.3cm , 但诱导率分别为
37.5%、25.5%。
由于茎尖培养的起始物无根 ,而根是合成细胞分裂
素的主要场所[ 13] ,因此培养基中附加细胞分裂素 6_BA
对杜衡茎尖培养愈伤组织的启动看来是必须的。这与细
胞分裂素具有促进细胞分裂的作用有关 ,在生长素的存
在下 ,细胞分裂素的这种作用更加明显[ 14] 。
2.2　NAA浓度对杜衡茎尖愈伤组织分化的影响
将杜衡茎尖基部产生的愈伤组织切成 2 ～ 3mm 的小
块 ,接种在MS 基本培养基附加 6_BA0.2mg/ l和 NAA0 ～
1.5mg/ l的七组培养基上 ,三周后 ,观察实验结果 , 见表
2。
表 2　NAA 浓度对愈伤组织分化的影响
Table 2　Effect of diff erent concentrat ions of NAA on shooting of callus
NAA
(mg/ l)
6_BA
(mg/ l)
接种数
inoculated
number
死亡数
death
number
死亡率
death
(%)
分化芽数
total of
buds
分化芽数/
愈伤组织
bud number/
callus
愈伤组织
大小
R(cm)
0 0.2 10 0 0 0 0 0.4
0.01 0.2 10 0 0 84 8.4 1.2
0.1 0.2 10 0 0 66 6.6 0.6
0.5 0.2 10 2 20 0 0 —
1.0 0.2 10 6 60 0 0 —
1.5 0.2 10 10 100 0 0 —
注:“ —”为无变化(no increase);以高度超过 0.3cm 的芽计数(Total as
height of buds >=0.3cm)
表2的结果表明 ,当 6_BA浓度为 0.2mg/ l ,愈伤组织
分化明显受 NAA 浓度的制约 。当 NAA 浓度逐渐增加
时 ,芽的分化受抑制 ,愈伤组织也逐渐褐化死亡;当 NAA
浓度为 0.01mg/ l时 ,愈伤组织分化芽最多 ,平均每块愈
伤组织分化 8.4个芽 ,且愈伤组织增至起始的四倍 ,效果
明显;NAA 0.1mg/ l 浓度效果次之;而 NAA 浓度为
0.5mg/ l 、1mg/ l 、1.5mg/ l时 ,愈伤组织逐渐褐化死亡。因
此过高的 NAA 浓度抑制了愈伤组织的生长和芽的
分化 。　　
杜衡茎尖培养的实验证明 ,NAA 和 6_BA 的适当组
合对杜衡茎尖愈伤组织的发生和芽的分化起重要作用 。
细胞分裂素与生长素一起存在时 ,能极端活跃诱导组织
培养中植物细胞的分裂 ,有时它们也促进产生的愈伤组
织芽的发育。Skoog等人[ 15]在烟草茎髓愈伤组织的组织
培养研究证明:愈伤组织的产生根或产生芽取决于生长
素与细胞分裂素的比值。当生长素/细胞分裂素的比值
低时则诱导芽的形成。这同样为杜衡茎尖愈伤组织试验
的结果所证明。
2.3　无机盐浓度对新生芽的影响
将杜衡新生芽从愈伤组织上切割下来置于 1/32 ～
1MS(大量元素逐渐减半 , 其它成分不变), 附加 6_
BA0.1mg/ l和GA1mg/ l培养基上 ,三周后观察实验结果 ,
见表 3。
表 3　无机盐浓度对新生芽生长的影响
Table 3　Effect of different concentrations of inorganic salt on growing of new buds
无机盐
inorganic salt
芽高(cm)
height of buds
三周后芽高(cm)
height of buds
after 3 weeks
新芽数(个)
number of
new bus
叶片展数(片)
number of
leaves
MS 0.6 0.8 2 2
1/2MS 0.6 0.8 3 2
1/4MS 0.6 1.6 5 3
1/8MS 0.5 1.6 4 3
1/ 16MS 0.5 0.8 4 2
1/ 32MS 0.5 — — —
　　注:每组接种六个芽(Six buds were inoculated in different concentrations of
inorganic salt)
表 3的结果表明:当无机盐浓度为 1/4和 1/8MS对
于芽的伸展有利 ,三周后 ,芽体增高至 2 ～ 3倍 ,且新增芽
数 4 ～ 5个 、芽体健壮 。而无机盐浓度过低(1/32MS)芽几
乎静止不生长;过高无机盐浓度则芽的生长与伸展均不
明显 ,三周仅增高 0.2cm 。因此可以认为 ,愈伤组织分化
的芽可再转入1/8 ～ 1/4MS培养基中 ,能促进芽的正常生
长 。
2.4　IBA浓度对杜衡根分化的影响
将平均高度为1.6cm 的杜衡无根苗置于1/4MS培养
基附加 IBA0 ～ 3.0mg/ l的七个组合中。二周后观察实验
结果 ,见表 4。
表 4　IBA 浓度对杜衡根分化的影响
Table 4　Effect of different of concentrations of IBA on rooting of new buds
IBA(mg/ l) 接种苗数
inoculated number
生根数
rooting number
诱导率
induce(%)
0 6 0 0
0.2 8 1 12.5
0.5 8 5 62.5
1.0 8 3 37.5
1.5 8 0 0
2.0 7 0 0
3.0 7 0 0
　　表 4的结果表明 ,当杜衡无根苗转接在 1/4MS 附加
IBA0.2 ～ 1.0mg/ l组合中能够促使其生根 ,当 IBA浓度为
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0.5mg/ l时 ,生根率较高 ,每颗苗有 2 ～ 3根 ,长约 1 ～ 2cm
的乳白色的幼根 ,且苗体健壮 。当 IBA 浓度为 0.2mg/ l 、
1.0mg/ l时 ,生根率较低 ,幼根短小不发达 。而 IBA 浓度
过低或过高均无根的形成。但笔者认为 ,即便在 IBA 为
0.5mg/ l能够生根且好与其它组合 ,可较之与其它植物在
离体繁殖上的成功报道 ,在生根的周期 、诱导率及质量
上 ,仍需进一步的研究 ,以期达到更好的效果 。
通过上述实验证明:马兜铃科植物杜衡的茎尖在 MS
基本培养基附加 6_BA0.6mg/ l和 NAA0.1mg/ l培养基中 ,
经过 30天培养后可促使茎尖基部形成愈伤组织 ,并且有
绿色芽眼冒出;将基部愈伤组织切割转入 MS 基本培养
基附加 6_BA0.2mg/ l 和 NAA0.01mg/ l培养基中 ,三周后
由一枚直径为 0.3cm愈伤组织团块便可分化出 8 ～ 9颗
小芽;将新生芽置于 1/8 ～ 1/4MS 基本培养基附加 6_
BA0.1mg/l和 GA1.0mg/ l培养基中 ,可促使小芽的伸展;
在1/4MS基本培养基附加 IBA0.5mg/ l的培养基中 ,可诱
导根的形成。
另外在实验中 ,笔者也试图取杜衡茎 、根 、叶 、叶柄在
MS基本培养基附加 6_BA0.6mg/ l 和 NAA0.1mg/ l;MS 基
本培养基附加 6_BA0.2mg/ l和 NAA0.01mg/ l中培养获得
愈伤组织均未成功。因此 ,笔者认为用杜衡茎尖诱导愈
伤组织形成更为合适 。
我们的试验结果表明:马兜铃科植物杜衡可通过茎
尖培养来加速繁殖 ,从而填补了植物组培技术在这一植
物属内应用成功的空白 ,为进一步利用马兜铃科植物的
资源提供了可能性。
参考文献:
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Study on shoot tip culture of Asarum forbesii
ZHOU Jian_zhong
(Centre of Teenagers ,District Putuo ,Shanghai 200062 ,China)
Abstract:This paper dealed with the method of shoot tip culture of Asarum forbesii .the results are as follows:the shoot tip of
Asarum forbesii could be induced to be callus and furthermore callus could be induced to be buds.Media inducing callus:MS+6_
BA0.6mg/ l+NAA0.1mg/ l;Shooting media:MS+6_BA0.2mg/ l+NAA0.01mg/ l;Media strengthening buds:1/8 ～ 1/4MS+6_
BA0.1mg/ l+GA1mg/ l;Rooting media:1/4MS+IBA0.5mg/ l.
Key words:Asarum forbesii ;shoot tip culture;callus;plant hormone
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agriculture ,many scientists are improving and extending biological nitrogen fixation system.This article introduced four hot questions
in the nitrogen fixation study:(1)Associated nitrogen fixation;(2)Microbial activity and SMB_N;(3)Extend the rhizobial bacteria
into non_legume host plants by lectin gene;(4)Nodular structure on the root and tophi nitrogen fixation.
Key words:associated nitrogen fixation;lectin;nodular bacteria
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