全 文 ：云南农业大学学报 (自然科学) ，2016，31 (4) :658 － 663 http: / /xb. ynau. edu. cn
Journal of Yunnan Agricultural University (Natural Science) E-mail:xb@ ynau. edu. cn
收稿日期:2015 － 08 － 10 修回日期:2015 － 09 － 06 网络出版时间:2016 － 07 － 26 15:28
* 基金项目:国家林业局林业公益性行业项目 (201304810)。
作者简介:#对本文贡献等同，为并列第一作者。唐军荣 (1982—) ，男，广西全州人，硕士，讲师，主要从事植
物组织培养相关方面的研究。E-mail:306740911@ qq. com;李斌 (1988—) ，男，贵州遵义人，硕士
研究生，主要从事植物遗传及繁育技术研究。E-mail:445118715@ qq. com
＊＊通信作者Corresponding author:马焕成 (1962—) ，男，湖南武冈人，博士，教授，主要从事干热河谷植被恢复研
究。E-mail:mhckm@ foxmail. com
网络出版地址:http:/ /www． cnki． net /kcms /detail /53． 1044． S． 20160726． 1528． 011． html
DOI:10. 16211 / j. issn. 1004 － 390X(n). 2016. 04. 012
牛角瓜离体快繁技术研究*
唐军荣#，李 斌#，刘惠民，马焕成＊＊，郑 元，罗明灿，李雪慧
(西南林业大学，国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室，云南 昆明 650224)
摘要:以牛角瓜幼嫩顶芽为外植体，研究了 0. 1%的升汞不同处理时间对无菌顶芽有效成活率的影响，即将所
得无菌顶芽去顶后的茎段接种在分别添加了不同质量浓度的 6-BA、TDZ、IBA、NAA的 MS培养基上，进行离
体培养。结果表明:采用 0. 1%的升汞消毒处理 10 min效果最好，牛角瓜顶芽的有效存活率为 82. 2%;适宜
的增殖培养基为 MS + 6-BA 1. 0 mg /L + NAA 0. 1 mg /L，25 d后的增殖倍数为 3. 9;组培苗的最佳生根培养基为
1 /2MS + IBA 0. 1 mg /L，其生根率可达 100%;将生根苗移栽到混合基质 ［V (红心土) ∶ V (腐殖土) ∶ V (珍
珠岩) = 2∶2∶1］中，45 d后的移栽成活率为 90%以上。牛角瓜快繁体系的成功建立，可为其遗传改良及优良
单株的快速繁育提供理论依据及实践指导。
关键词:牛角瓜;离体快繁;顶芽
中图分类号:S 642. 904. 3 文献标志码:A 文章编号:1004 － 390X (2016)04 － 0658 － 06
A Study on in vitro Ｒapid Propagation
Technology for Calotropis gigantea
TANG Junrong，LI Bin，LIU Huimin，MA Huancheng，ZHENG Yuan，LUO Mingcan，LI Xuehui
(Key Laboratory of Biodiversity Conservation in Southwest China，State Forestry
Administration，Southwest Forestry University，Kunming 650224，China)
Abstract:The tender apical buds of Calotropis gigantea was used as explants to study the effects of 0. 1%
HgCl2 at different sterilization times on the livability of the sterile apical buds，and taking the stem segments
of aseptic buds as materials，and was cultured on MS culture media with different concentrations of 6-BA，
TDZ，NAA，IBA． The result showed that 0. 1% HgCl2 sterilization for 10 minutes was the optimal and liv-
ability of the sterile apical buds was 82. 2%． The rapid propagation medium was MS +6-BA 1. 0 mg /L +
NAA 0. 1 mg /L，where the propagation coefficient was up to 3. 9 with 25 days． The optimal medium for roo-
ting was 1 /2 MS + IBA 0. 1 mg /L，and resulted in 100% rooting rate． The survival rate of rooted plantlets
was recorded as 90% after 45 days when plantlets were transferred in pots containing mixed substrate［V
(red subsoil)∶V (humus soil)∶V (perlite) =2∶2∶1)］． The tissue culture and rapid proliferation system
was successfully established，and it could provide important theoretical basis and practical guidance for rap-
id proliferation of superior individuals and its genetic improvement．
Keywords:Calotropis gigantean;in vitro rapid propagation;apical buds
牛角瓜 (Calotropis gigantea)属萝藦科 (As-
clepiadaceae)牛角瓜属 (Calotropis)的直立灌木，
全株具乳汁，茎皮纤维可供造纸、制绳索及人造
棉、织麻布、麻袋;种毛可作丝绒原料及填充物;
茎叶的乳汁有毒，乳汁干燥后可用作树胶原料，
还可制鞣料及黄色染料;全株可作绿肥［1］。牛角
瓜纤维刚性大、易脆断，具有较高含量的木质素
和半纤维素，耐酸性好，横截面中空度高，与木
棉纤维类似，但其结晶度较棉纤维低，比木棉纤
维高，耐热稳定性与木棉纤维相当［2 － 3］。牛角瓜
纤维可替代棉纤维而用于纺织生产，织成的面料
具有丝绸的滑爽质感，又有类似棉织物的透气性
和舒适感，是一种生态环保的新型纤维材料［4］。
在云南，牛角瓜已有人工规模化种植尝试，其纤
维作为一种潜在的纺织材料，其潜力将会得到进
一步的发挥。此外，牛角瓜具有较强的抗干旱能
力，特别是干热河谷地区比较适合用来进行荒山
绿化，是生态效益和经济效益兼备的树种之一。
野外分布的牛角瓜主要通过种子进行繁殖，
但作为一种采收果实的经济树种，常采用无性
繁殖方法进行种苗扩繁，如扦插、嫁接、组培
等，其后代均能够保持其母体性状。而对于优
良单株在短时间内进行大量无性扩繁，则以组
培的方法最为行之有效。目前，关于牛角瓜的
无性繁殖鲜有报道，TＲIPATHI等［5］以 12 d 的小
苗叶片为材料，进行了愈伤组织的诱导，并从
诱导出的愈伤组织中分离出强心苷。李克烈
等［6］以牛角瓜的叶片为外植体进行了植株再生
研究，采用叶片愈伤组织进行不定芽诱导，最
后成苗。研究表明，通过愈伤组织诱导不定芽
用于良种繁殖时有变异产生的可能，因此，应
尽量少用 ［7］。试验以牛角瓜优良单株的幼嫩顶
芽为外植体，通过芽苗再生途径进行增殖，继
而对增殖苗进行生根并炼苗移栽，最终建立牛
角瓜的离体快繁体系，由于该途径不经过愈伤
组织阶段，故能够保证苗木的遗传性状稳定。
建立的牛瓜角快繁体系，可为其遗传改良及优
良单株的快速繁育提供新的途径。
1 材料与方法
1. 1 材料
采集种植于云南省元江县林业局种苗基地的
初选牛角瓜单株一年生枝条，带回并扦插于西南
林业大学智能温室大棚，待成活后采集新萌发的
枝条顶芽作为外植体，备用。
1. 2 方法
1. 2. 1 无菌苗的获得
剪去牛角瓜顶芽叶片，用自来水冲洗 10 ～
20 min，洗掉外植体上的灰尘，剪成 3 cm 左右
的长度;用 75%酒精湿润后，将外植体放入超
净工作台中，用 0. 1%升汞溶液进行消毒，其
中升汞消毒时间设置 4 个处理，分别为 6、8、
10、12 min，其编号依次为 A1、A2、A3、A4，
如表 1 所示。消毒过程中用消毒过的镊子不断
进行搅动，使外植体与消毒液充分接触，然后
用无菌水冲洗 3 ～ 4 次，无菌滤纸吸干水分。将
嫩芽基部进行切除，顶芽长度保留在 2 cm 左右，
接种到启动培养基上 MS + 6-BA 0. 3 mg /L + NAA
0. 1 mg /L;每个处理接种 15 瓶，每瓶 1 个嫩芽，
重复 3 次，20 d 后统计各处理的死亡率、污染率
及有效成活率。
死亡率 = (死亡的外植体数 /接种的外植体
总数) × 100%;
污染率 = (污染的外植体数 /接种的外植体
总数) × 100%;
有效存活率 = (存活且无污染的外植体数 /
接种的外植体总数) × 100%。
1. 2. 2 不同激素种类与浓度配比对牛角瓜增殖的
影响
以 MS 为基本培养基，分裂素选用 6-BA、
TDZ，生长素选用 NAA，共 15 个处理，其编号依
次为 B1 ～B15，如表 2所示。其中，6-BA与 NAA的
组合 9 个，6-BA 质量浓度为 1. 0、2. 0、3. 0 mg /L，
NAA质量浓度为 0. 05、0. 1、0. 3 mg /L。TDZ 与
NAA 的组合 6 个，TDZ 质量浓度为 0. 1、0. 3、
0. 5 mg /L，NAA质量浓度为 0. 05、0. 1 mg /L。将
消毒后的顶芽，去顶后接种到上述培养基中，每
个处理 5 瓶，每瓶接种茎段 4 枚，3 次重复，25 d
后统计增殖倍数。
1. 2. 3 生根培养
以 1 /2 MS为基本培养基，分别添加不同质量
浓度的 IBA 和 NAA;其中，IBA 的质量浓度为
0. 1、0. 3、0. 5 mg /L，NAA 的质量浓度为 0. 1、
0. 3、0. 5 mg /L，并设以对照，共 7 个处理，其编
956第 4 期 唐军荣，等:牛角瓜离体快繁技术研究
号依次为 C1 ～ C7，详如表 3 所示。选择生长基本
一致，高度约为 3 cm左右的组培苗，保留两个叶
片，分别接种在以上生根培养基中，每处理接种
6 瓶，每瓶 5 株，3 次重复，25 d时分别统计生根
率、根长、生根条数。
1. 2. 4 炼苗移栽
移栽前，将牛角瓜组培苗从瓶内取出，洗净
根部培养基，移栽基质为 V (红心土) ∶ V (腐殖
土) ∶V (珍珠岩) = 2 ∶ 2 ∶ 1，移栽前的基质采用
多菌灵进行消毒，并使基质保持湿润。移栽后，
进行喷雾 1 次，控制好棚内温度和湿度，45 d 后
统计移栽成活率。
1. 2. 5 数据处理
利用 SPSS 17. 0 和 Excel 2003 对试验数据进
行分析。
2 结果与分析
2. 1 不同消毒时间的消毒效果比较
消毒后的顶芽，在第 7 天时开始出现污染现
象，15 d后污染不再发生，20 d 后的污染率、死
亡率、有效存活率见表 1。表 1 显示:随着消毒
时间的延长，牛角瓜外植体的污染率逐渐下降，
但死亡率却开始升高，有效存活率呈现出先升后
降的趋势。经方差分析，不同的消毒时间，污染
率、死亡率和有效存活率均存在显著差异，结合
污染率、死亡率和有效存活率进行比较，牛角瓜
外植体的最佳消毒方式为处理 A3，即:0. 1%升
汞消毒 10 min，有效存活率可达 82. 2%。同时，
存活的嫩芽在 1 周左右时开始萌动，并开始伸长
生长，20 d后平均高在 4 cm左右 (图 1)。
表 1 不同消毒时间对外植体存活的影响
Tab. 1 Effects of different sterilization treatment on survival of C. gigantea
处理
treatment
消毒时间 /min
disinfection time
污染率 /%
contamination rate
死亡率 /%
mortality
有效存活率 /%
effective survival rate
A1 6 68. 9 a 0. 0 c 31. 1 d
A2 8 36. 7 b 0. 0 c 63. 3 c
A3 10 16. 7 c 1. 1 b 82. 2 a
A4 12 12. 2 d 8. 9 a 78. 9 b
注:同列中的不同小写字母表示在 0. 05 水平上存在显著水平差异;下同。
Note:The different letters in the same column indicated significant differences at 0. 05 level;the same as below.
2. 2 不同培养基方案对牛角瓜增殖的影响
表 2 为不同增殖培养基中，牛角瓜的增殖效
果。牛角瓜在添加了 TDZ 和 NAA 的培养基上增
殖率低，即使调高了 TDZ 的浓度，茎段均伴有根
系的产生，且最高增殖倍数也仅 1. 5 倍，因此，
TDZ与 NAA的激素组合不适合牛角瓜的增殖;在
添加了 6-BA与 NAA 的培养基中，未出现生根情
况，所有带节间的茎段均能萌发出丛生芽，但 6-
BA与 NAA 比值过大或过小都不利于牛角瓜的增
殖。从表 2 可知:处理 B4 和 B5 的增殖倍数最
高，方差分析结果表明:与其他几组均存在显著
差异，且 B4 与 B5 之间也存在显著差异;虽然处
理 B5 增殖倍数最大，为 4. 6，但组培苗顶芽有枯
梢现象，而处理 B4 的增殖倍数为 3. 9，但苗木长
势较好 (表 2，图 2)。因此，综合比较平均芽个
数，以及芽的生长情况，培养基 MS + 6-BA 1. 0
mg /L + NAA 0. 1 mg /L 为牛角瓜带节茎段增殖的
最适培养基。
表 2 6-BA、TDZ和 NAA不同质量浓度 (ρ)对牛角瓜增殖的影响
Tab. 2 Effect of various plant hormones composition on proliferation of C. gigantea
处理
treatment
ρ (6-BA) /
(mg·L －1)
ρ (TDZ) /
(mg·L －1)
ρ (NAA ) /
(mg·L －1)
增殖倍数
proliferation times
生长情况
growth situation of buds
B1 1. 0 — 0. 05 1. 9 de 节间较长，长势较好
B2 2. 0 — 0. 05 2. 5 c 节间较长，长势较好
B3 3. 0 — 0. 05 2. 0 d 茎较细，长势较好
066 云南农业大学学报 第 31 卷
表 2 (续)
处理
treatment
ρ (6-BA) /
(mg·L －1)
ρ (TDZ) /
(mg·L －1)
ρ (NAA ) /
(mg·L －1)
增殖倍数
proliferation times
生长情况
growth situation of buds
B4 1. 0 0. 1 3. 9 b 茎较粗，长势较好
B5 2. 0 — 0. 1 4. 6 a 苗矮小，较粗，有顶芽枯死现象
B6 3. 0 — 0. 1 2. 6 c 较粗，长势较好。
B7 1. 0 — 0. 3 2. 4 cd 苗较细，节片窄
B8 2. 0 — 0. 3 1. 2 f 苗较细，节间长
B9 3. 0 — 0. 3 2. 1 d 苗较矮，细小
B10 — 0. 1 0. 05 1. 0 f 有生根现象，叶片小并伴有黄化现象
B11 — 0. 3 0. 05 1. 2 f 有生根现象，苗较矮，叶片黄化
B12 — 0. 5 0. 05 1. 3 f 有少量的根产生
B13 — 0. 1 0. 1 1. 0 f 产生大量的根
B14 — 0. 3 0. 1 1. 5 e 有少量根系产生
B15 — 0. 5 0. 1 1. 1 f 有少量根系产生
2. 3 不同激素质量浓度对牛角瓜生根的影响
表 3 为不同生根培养时，牛角瓜的生根情况。
由表 3 可以看出:25 d 时 IBA 的处理 C1、C2、
C3 生根率均达到了 100%，而 NAA 的处理 C4、
C5、C6 中，生根率最高的为处理 C4，为 91. 7%;
牛角瓜在空白培养基中 C7 生根率也可达 100%，
而在添加了不同质量浓度的 NAA后，生根率反而
出现降低，且随着生长素 NAA的用量增加，其生
根率呈现出下降趋势，表明 NAA不适合牛角瓜的
生根。而在 IBA的 3 个处理中，其生根率均达到
了 100%，且随着质量浓度的增加，其生根条数
也均增加，说明添加一定的 IBA 激素，有助于根
系的诱导及生长。经方差分析表明，处理 C1、
C2、C3、C7 均与 C4、C5、C6 存在显著差异，而
C1、C2、C3、C7 之间的生根率差异不显著。在
C1、C2、C3、C7 的处理中，由于处理 C3 根系
多，出现了窝根，而对照 C7 的生根率的平均根
长短，仅有 0. 8 cm，对后期的移栽成活均会有一
定影响;进一步对 15 d时的生根率比较发现，处
理 C1 的生根速度最快，15 d 时的生根率达到了
94. 4%，CK 的生根率最低，为 70%。结合方差
分析，以及生根苗质量、生产成本进行综合分析
认为，处理 C1 即添加 0. 1 mg /L的 IBA的 1 /2 MS
可作为牛角瓜组培苗生根的最佳培养基 (图 3)。
2. 4 炼苗移栽
牛角瓜生根培养 25 d后，直接取出进行移栽，
可不经过自然光炼苗环节。组培生根苗移栽于 V
(红心土) ∶V (腐殖土) ∶ V (珍珠岩) = 2∶2∶ 1 的
混合基质中，30 d 后组培苗顶芽开始伸长生长，
45 d后成活率可达 90%以上 (图 4)。
表 3 IBA、NAA对牛角瓜生根效果的影响
Tab. 3 Effect of various concentrations of IBA，NAA on root formation of C. gigantea
处理
treatment
ρ (IBA) /
(mg·L －1)
ρ (NAA) /
(mg·L －1)
15 d 生根率 /%
rate of root
after 15 d
25 d生根率 /%
rate of root
after 25 d
根长 / cm
root length
根数 /条
root number
根系状况
growth situation
of root
C1 0. 1 0 94. 4 100. 0 a 1. 9 12. 0 根较细，呈辐射状，
C2 0. 3 0 73. 8 100. 0 a 1. 5 16. 3 根较细，呈辐射状
C3 0. 5 0 88. 9 100. 0 a 2. 3 24. 7 根较细，有窝根现象
C4 0 0. 1 63. 3 91. 7 b 1. 9 15. 0 根较粗
C5 0 0. 3 34. 9 59. 5 c 2. 7 7. 7 根较粗
C6 0 0. 5 42. 6 63. 9 c 1. 6 9. 7 根较粗
C7 0 0 70. 0 100. 0 a 0. 8 8. 7 根较细
166第 4 期 唐军荣，等:牛角瓜离体快繁技术研究
3 讨论
组培工厂化育苗的过程中，植株再生途径因
植物种类不同，其增殖方式也均有差别。按植物
快繁的器官形成方式，一般分为短枝发生型、丛
生芽发生型、不定芽发生型、胚状体发生型、原
球茎发生型［8］。如文心兰可通过原球茎方式进行
植株再生［9］，滇杨可以通过不定芽发生型途径成
苗［10］，如贵州酥李、无籽刺梨等采用丛生芽发生
型的增殖方式进行植株再生［11 － 12］，而杂交鹅掌楸
可以通过体细胞胚胎发生途径成苗［13］。对于茎段
明显的植物一般不采用器官发生型，一般以短枝
发生型，或丛生芽发型为主，不希望经过愈伤组
织这一过程，可以很好地保持母本的优良性
状［14］。牛角瓜的离体繁殖中，以嫩芽为外植体，
通过带节茎段产生丛生芽的方式进行增殖，即能
保证后代的优良性状，同时顶芽消毒后能够快速
伸长生长，提供带节的茎段作为继代增殖材料。
植物生长调节剂对组培苗的生长发育起到重
要的决定作用，培养基中的激素类型、浓度和组
合决定了组织、器官的发育和分化方向［15］。分裂
素与生长素的比值必须控制在一定的范围，比值
较低时，则有利于生根，过高时，组培苗会弱小
或玻璃化，使得有效苗的比例会减少［16 － 17］。在牛
角瓜的增殖过程中，采用了 6-BA 和 TDZ 两种分
裂素，其结果表明:6-BA 的分裂效果要优于
TDZ，更适合于牛角瓜组培苗的增殖。当 NAA 浓
度不变时，随着 6-BA 的浓度升高，其增殖倍数
呈现出先升后降的趋势，当分裂素浓度过高时，
组培苗变得细弱，这与李克烈等［6］从牛角瓜愈伤
组织中诱导丛生芽的结果相类似。而采用分裂素
TDZ时，在增殖过程中，增殖倍数低，且均不同
程度出现了生根，这可能由于 TDZ 具有生长素和
细胞分素双重作用的特殊功能有关［18］。
在牛角瓜组培苗生根过程中，采用 IBA 或
NAA均能诱导出根系，但 IBA的诱导生根效果要
明显优于 NAA，包括生根速度、生根率、生根苗
质量。在不添加生长素的培养基中，生根率同样
达 100%，但生根苗质量仅次于 IBA，这可能与牛
角瓜内部含有一定的内源激素有关。采用 IBA 进
行生根，牛角瓜组培苗生根速度较快，根系细而
多，而采用 NAA生根时，产生的根系较粗，这与
266 云南农业大学学报 第 31 卷
赵卫国等［19］在红掌组培苗的生根，以及王喆之
等［20］对槐树试管苗的生根结果较为一致。组培苗
移栽时，不同植物对基质的要求存在一定的差异，
可以根据植物对土壤的质地的偏好来选择炼苗基
质 ［21］。牛角瓜的炼苗移栽时，采用红心土、腐
殖土、珍珠岩进行搭配，并注意保持好棚内的温
度和湿度，其移栽成活较为容易。
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