全 文 ：文章编号:0490-6756(2004)02-0418-04
醉蝶花的组织培养及其细胞遗传学研究
王健美 ,刘志斌 ,吴俊 ,杨毅 ,李旭锋＊
(四川大学生命科学学院 , 成都 610064)
摘要:研究发现赤霉素对醉蝶花(Cleome spinosa Jacq.)种子发芽和幼苗生长有明显的促进作
用 ,其中 10 mg/L 浸种 30min的处理对种子发芽和幼苗生长的促进作用最明显 ,发芽率达到
80%.用不同激素组合诱导醉蝶花下胚轴和子叶形成愈伤组织 ,MS+6-BA 0.5mg/L +NAA
0.5mg/L+KT 0.5mg/L 中子叶的出愈率最高 ,达到 100%.下胚轴出愈不及子叶 ,最高只有
93%.MS +6-BA 2mg/L+NAA 0.05mg/L 适合于芽的分化 ,诱导率达到 100%.以醉蝶花幼
芽为材料 ,用常规染色体制片方法确定醉蝶花体细胞染色体数目 2n=20.
关键词:醉蝶花;赤霉素;组织培养;体细胞染色体数目
中图分类号:Q943　　　文献标识码:A
醉蝶花(Cleome spinosa Jacq.)属山柑科白花菜属一年生草本植物[ 1] ,花瓣 4 ,粉红色或白色 ,雄蕊 6 ,
花期 6至 11月[ 2] .原产南美洲 ,现在世界各地栽培 ,因其色艳姿美 ,可招来无数彩蝶 、蜜蜂采蜜 ,故称醉蝶
花.它不仅有极高的观赏价值 ,也是优良的蜜源植物 ,而且对二氧化硫和氯气有很强的抗性和吸收力.种子
可以入药.目前 ,有关醉蝶花的研究鲜见报道 ,我们对其进行组织培养及细胞遗传学研究 ,为该植物的应用
及进一步遗传转化研究提供基础.
1　材料与方法
1.1　材料
醉蝶花为市售栽培品种;细胞遗传学研究材料为醉蝶花幼芽.
1.2　方法
1.2.1　赤霉素对醉蝶花种子发芽率及幼苗生长影响　将 0.1 ×10-3g/mL 的赤霉素母液加蒸馏水稀释
成梯度溶液 ,并加以标记(如表 1).用灭过菌的滤纸包好种子投入上述梯度溶液中浸泡 ,常规灭菌后播种
于无激素 MS 培养基上.培养条件为温度 25℃,光照 16h/d ,光照强度 2000lx.蒸馏水浸泡 24h为对照.观
测记录种子发芽的数量及幼苗的生长高度.
1.2.2　醉蝶花组织培养　按上述方法获得无菌苗 ,下胚轴切去胚根和上部 ,其余部分切成 0.5cm 的切
段;子叶切去尖端和叶柄 ,剩余部分切成 0.5cm 见方的小块.
1.2.3　醉蝶花染色体分析 　醉蝶花种子萌发后 ,其根为须根系 ,不能得到良好的根尖.因此采用培养 7d
的快繁苗的幼芽为材料 ,常规染色体制片 ,观察并照相.
2　结果与分析
2.1　赤霉素对醉蝶花种子发芽率及幼苗生长影响
收稿日期:2003-11-20
＊通讯作者
2004年 4月
第 41卷第 2期
四川大学学报(自然科学版)
Journal of Sichuan University (Natural Science Edi tion)
Apr.2004
Vol.41　No.2
　　赤霉素具有明显促进种子发芽的作用.用蒸馏水浸泡的对照组发芽率为 0 ,而经赤霉素浸泡的实验组
都能够发芽(见表 1).
赤霉素浓度和浸种时间是影响醉蝶花种子发芽两大因素 ,而且后者的影响超过前者.赤霉素浓度相同
的情况下 ,不管是从发芽率还是幼苗高度看 ,浸种 30min普遍优于 10min和 1h.当浸种时间在 1h时 ,发芽
率和幼苗高度都明显增加.
2.2 醉蝶花离体培养植株再生
将外植体培养在表 2所示的培养基中(不加任何激素的培养基作对照), 6d后 ,对照没有明显变化 ,其
它培养基中下胚轴切段面膨大并陆续出现愈伤组织;9 d后子叶边缘出现愈伤组织.一个月后愈伤组织大
量增殖 ,呈黄绿色.实验表明在MS+6-BA 0.5mg/L+NAA 0.5mg/L+KT 0.5mg/L 中子叶出愈率最高 ,
达到 100%.下胚轴出愈率不及子叶 ,最高只有 93%.
表 1 不同赤霉素浓度处理下醉蝶花种子发芽率及幼苗生长的情况＊
序号 赤霉素浓度(mg/ L) 浸泡时间(min) 发芽率(%) 幼苗高度(cm)
1 对照(蒸馏水) 1440 0 0
2 1 10 5 1
3 1 30 20 3
4 1 60 20 4
5 5 10 10 1
6 5 30 60 5
7 5 60 55.5 5
8 10 10 7.5 1
9 10 30 80 7
10 10 60 74 6.8
11 15 10 15 2
12 15 30 25 3
13 15 60 25 3
　　　　＊此表为播种 10d后的统计数据
表 2　不同的激素组合对醉蝶花外植体愈伤组织诱导的影响＊
激素浓度(mg/ L)
6-BA NAA KT
子叶
叶盘(块) 出愈(块) 诱导率(%)
下胚轴
切段(块) 出愈(块) 诱导率(%)
/ / / 60 3 5 60 0 0
0.5 0.5 0.5 60 60 100 60 56 93
1 0.1 / 60 48 80 60 51 85
/ 0.1 0.5 60 52 87 60 56 93
4 0.1 / 60 30 50 60 49 82
6 / / 60 20 33 60 33 55
　　　　＊基本培养基为 MS
将由子叶诱导的愈伤组织转移到表 3所示的分化培养基上 , 12d后愈伤组织增殖的同时 ,陆续出现许
多绿点 ,20d以后绿点陆续发育为芽.表 3为 25d时的统计数据.从统计可以看出 , 6-BA 2mg/L + NAA
0.05mg/L的激素组合最适合于芽的分化 ,诱导率达到 100%.
把愈伤组织上长出的芽转移到以下培养基上进行生根培养:(1)MS +NAA 0.1mg/L(2)1/2 MS +
NAA 0.1mg/L ,两者均可促使芽生根 ,但培养基(1)中的根较多 ,而且根相对较粗 ,植株长势超过(2).
2.3 醉蝶花体细胞染色体数目的确定
通过染色体计数表明 ,72%的中期细胞为 20条染色体(图 3),10%为 19条染色体 ,其余为 17 , 18 , 21
419第 2期 王健美等:醉蝶花的组织培养及其细胞遗传学研究
及 22 ,它们共占 18%.
表 3　不同的激素组合对醉蝶花愈伤组织芽分化的影响＊
激素浓度(mg/ L)
6-BA NAA KT
来源于子叶的
愈伤组织(个) 出芽数(个) 诱导率(%)
/ / / 40 2 5
0.1 / 0.5 40 37 93
1.5 0.5 / 40 38 95
2 0.05 / 40 40 100
4 0.05 / 40 37 93
6 0.5 / 40 24 60
　　　　＊基本培养基为 MS
表 4 醉蝶花染色体数目及频率
染色体数目(条) 17 18 19 20 21 22
细胞数(个) 1 4 5 36 2 2
比例(%) 2 8 10 72 4 4
图 1　醉蝶花子叶诱导的愈伤组织 图 2　愈伤组织分化出芽 图 3　醉蝶花体细胞染色体数目
3　讨论
醉蝶花的种皮较厚 ,在一般情况下 ,不能顺利发芽.实验表明:(1)赤霉素浓度 10mg/ L 浓度浸泡
30min的效果最好;(2)醉蝶花对外源激素十分敏感 ,在不加激素的对照组中 ,愈伤组织诱导率和芽分化率
都很低 ,子叶只有 5%的诱导频率 ,下胚轴没有愈伤出现.而且该愈伤组织在继代培养中容易出现褐化.咱
附加激素的实验组中诱导率突增;说明醉蝶花细胞中富含与细胞分裂素具有高亲和力的受湾蛋白 ,在离体
培养条件下细胞分裂素调控基因表达促进蛋白质的生物合成 ,从而促进细胞的分裂[ 4] ;(3)在相同的 NAA
条件下 ,KT 对醉蝶脱分化培养的影响超过 6-BA ,附加 KT 的脱分化频率明显高于附加 6-BA(表 1).推测
醉蝶花细胞表面的激素受体有特异性 ,而且对 KT 的亲和力超过 6-BA;(4)6-BA浓度在 0.1 ～ 4.0 mg/L
范围内 ,愈伤组织和芽的产量 、形态 、颜色都正常.尤其芽的产量高 ,一块愈伤组织最多可以出现 17个芽 ,
而NAA对脱分化和分化的影响不大.当 6-BA 浓度达到 6mg/ L 时 ,培养基中分化的芽的叶色趋向浅色 ,而
且出现玻璃化.将其转移到 MS培养基上 , 7d以后 ,叶色转深绿 ,玻璃化消失.说明高浓度 6-BA不利于芽
的正常分化;(5)子叶的脱分化频率比下胚轴高 ,只是子叶出现愈伤组织的时间比下胚轴平均晚 4 d ,表现
为子叶与下胚轴对外源激素的敏感程度和影响效果不同.其原因及影响机理有待进一步的研究;(6)醉蝶
花体细胞染色体数目出现 17 ,18 ,20 、21和 22 等染色体数目 ,其中 2n=20的细胞比例占 72%,故认为醉
蝶花体细胞染色体数目为 20 ,其它数目的出现可能是制片过程中的人为因素造成个别染色体的丢失或由
于细胞的破裂导致染色体掺和;也可能是醉蝶花染色体有混倍现象.这有待更进一步的研究.
420 四川大学学报(自然科学版) 第 41卷
参考文献:
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Studies on Tissue Culture and Cytogenetics of Cleome spinosa Jacq.
WANG Jian-mei , LIU Zhi-bing , WU Jun , Y ANG Y i , LI Xu-feng
(College of Life Science ,Sichuan University ,Chengdu 610064 ,China)
Abstract:Gibberellin can apparently promo tes the germination of seeds and the young sprout g row of Cleome
spinosa Jacq., it is the best one that the seeds w ere soaked in 10 mg/ L gibberellin aqueous solution for 30
min , the ratio of germination reaches to 80%.Taking MS as basic media , adopting 6-BA ,NAA ,KT of dif-
ferent concentrat ion to induce callus f rom Cotyledons and Hypoco tyls of Cleome spinosa Jacq., the result
showed that the medium of M S+6-BA 0.5mg/L+NAA 0.5mg/ L+KT 0.5mg/ L was the best to induce cal-
lus f rom Co tyledons with a ratio of 100% f requency , and the highest ratio of Hypoco tyl callus inducement
w as 93%.And the diffi rentiation medium MS+6-BA 2mg/L+NAA 0.05mg/L w as the best to induce buds
and had a 100% plant regeneration.As for roo ting media , MS+NAA 0.1mg/L can induce roots from seed-
ing s.Taking the buds as materials , through no rmal chromosomes slice methods , it w as found that the number
of somatic chromosomes of Cleome spinosa Jacq.is 2n =20.
Key words:Cleome spinosa Jacq;gibberellin;t issue culture;the number of somatic chromosomes
421第 2期 王健美等:醉蝶花的组织培养及其细胞遗传学研究