全 文 ：2012 年 6 月 第 40 卷 第 2 期
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作者简介：周双清，女，硕士，研究方向：植物资源开发与利用。E- mail:annizhou23@ 126.com

林业科技
参薯(Dioscorea alata) 又名大薯、云饼山药（云
南腾冲）、脚板薯（通称），为薯蓣科薯蓣属攀援、草质
藤本植物[1]。其块茎营养价值及产量非常高，是非洲
一些国家的主粮，在我国目前可用作食品、饲料、医
药等；产量潜力极高，单株块茎产量一般可达15～
20kg，高产的甚至可达到50kg以上；淀粉含量高达
28%以上，被认为是新型的能源植物之一。根据Ｄ．
Ｐrain ct I．H．Ｂurkill的意见，本种可能原产
于孟加拉湾的北部和东部，以后传布到东南亚、马来
西亚、太平洋热带岛屿以至非洲和美洲。我国浙江、
江西、福建、台湾、湖北、湖南、广东、广西、贵州、四
川、云南、海南等省区常有栽培。块茎作蔬菜食用；部
分地区作“淮山药”入药，有滋补强壮的作用[2]。参薯
是全球栽培最广泛的薯蓣属植物之一[3]，长期以来
以营养器官繁殖为主，致使其品性退化，品质、产量
降低。组织培养技术的发展为作物品种的改良及离
体快繁提供了一个重要手段，自20世纪80年代以
来，国外许多研究者在参薯茎段离体再生成苗、微型
薯块诱导等方面取得了较大的进展。国内对参薯组
织培养的相关报道甚少，因此本文就国内外关于参
薯组织培养的研究现状进行概述，同时对寻求解决
褐化现象的办法进行了探讨，以便为参薯的规模化
参薯组织培养的研究进展
周双清 1，陈培 1，黄小龙 2
（1.海南省林业科学研究所，海南海口，571100
2.海南大学农学院，海南海口 570228）
摘 要：参薯(Dioscorea alata)为薯蓣科薯蓣属攀援、草质藤本植物，是全球栽培最为广泛的薯蓣属植物之一。参薯
长期以来以营养繁殖为主，致使其优良品性退化，品质、产量降低以及增加了国际贸易中病菌传递的机会。组织培养技
术的发展为参薯品种的改良及离体快繁提供了一个重要手段，文章就国内外关于参薯的组织培养研究现状和它的一
些基本方法进行了概述，同时对寻求解决褐化现象的办法进行了探讨，以便为参薯的规模化组织培养提供理论依据。
关键词：参薯；组织培养；增殖；光周期；愈伤组织
中图分类号：S567.239 文献标识码：B doi:10.3969/ j.issn.1672- 0938.2012.02.009
The tissue culture research progress of Dioscorea alata
Zhou Shuangqing1，Chen Pei1，Huang Xiaolong2
（1.Hainan Forestry Institute, Haikou, Hainan 571100,China;
2.College of Agriculture Hainan University, Haikou, Hainan 570228,China）
Abstract:Dioscoreaalatabelongs to a climbing, herbal liana ,mostwidelycultivatedplant in global.Dioscorea
alata isaplantusuallypropagatedvegetativelybyseedtubersorsetts.However, thesemethodsareinefficientfor
large-scale distribution of superior clones and increase the risks of transfer of diseases in international trade.
Plant tissue culture techniques have been successfully used for a rapid clonal multiplication of high yielding
genotypes.The articlemainlysummarized the tissue culture research status ofD. alata and discussed the solu-
tion of browning phenomenon, so as to provide the theory basis to the scale manufacture of tissue culture of
Dioscoreaalata.
Keywords: Dioscorea alata, tissue culture, proliferation, photoperiod, callus
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TROPICAL FORESTRY VOL．40NO．2 Jun．2012
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组织培养提供理论依据。
1 带芽茎节的离体快繁
利用参薯带芽茎节作为外植体进行组织培养是
一种快速的增殖方式，不受生长季节制约，可以解决
种植户缺乏优良种苗的问题。然而关于参薯带芽茎
节组培的相关报道很少，所以我们只能参照其他薯
蓣植物就这方面进行探讨，如比利时的Paul Ondo
Ovono 曾用 D. cayenensis 和 D. rotundata 两种
薯蓣植物的带芽茎节作为外植体在MS培养基上进
行微繁殖，当在MS培养基中添加激素kinetin 2
mgL-1时，会降低增殖速度[4]。陈艳莉等以薯蓣的单芽
茎段为外植体，采用不同种类、浓度的植物生长调节
剂进行离体培养。 研究结果表明，以 MS为基本培
养基（蔗糖 30 gL-1、琼脂 6 gL-1），附加 0.2 mgL-1
BA+0.01 mgL-1NAA 作为芽诱导培养基效果最好，诱
导率高达83.2%，芽苗长势良好，叶片较大，叶色浓
绿；继代增殖培养以 MS+0.5 mgL-16-BA+0.05 mgL-1
NAA 为最佳培养基，培养 25 d 后增殖系数达
4.38；诱导生根的最佳培养基为 1/2 MS+0.2 mgL-1
IBA，生根率为 86.7%，组培苗根系粗壮，长势
旺盛[5]。林贵美等为解决菊叶薯蓣种苗的繁育问题，
用不同种类、浓度的植物生长调节剂对菊叶薯蓣幼
嫩茎段进行离体培养试验，结果表明，启动培养用
MS+6-0.2mg L-1BA+1.0mgL-1KT+0.01mg L-1NAA 诱导
不定芽萌芽率为100%，效果最理想；继代培养用
MS+0.8mg L-16-BA+0.2mg L-1NAA诱导芽的增殖系数
超过3，长势较理想；生根培养用1/2MS+1.5mgL-1I-
BA+0.3mgL-1NAA诱导生根长苗率达90%以上，对生根
培养的效果最佳；表明应用组培快繁技术能为菊叶
薯蓣的规模化种植提供充足的优质种苗[6]。唐德英
等[7]以菊叶薯蓣大田栽培苗的幼嫩茎段作外植体，
芽诱导培 养 基 为 MS ＋0.5-2.0mgL-16-BA ＋
0.1mgL-1NAA，继代增殖培养基为 MS ＋1.0mgL-16-BA
＋0.1mgL-1NAA，生根培养基1/2MS＋0.5mgL-1NAA，培
养30d后，每节段增殖2～3倍，生根率为85%以上。
参照各种国内外就薯蓣植物带芽茎节的培养，
我们对参薯的带芽茎节组织培养进行了探讨，发现
以MS为基本培养基（蔗糖 30 gL-1、琼脂 6 gL-1），不
添加任何激素参薯茎节都能正常萌芽，且发芽率达
到100%，但生长一般；附加 1 mgL-16- BA+0.1 mgL-1
NAA 可诱导多芽体的形成；增殖培养以 MS+0.5
mgL-16-BA+0.05 mgL-1NAA 为佳；诱导生根的培养基
以1/2MS+1.5mgL-1IBA+0.3mgL-1NAA为佳。除了激素
对薯蓣带芽茎节的离体快繁有重要影响外，培养基
中的糖类也会影响组培苗的生长。Paul Ondo Ovono
通过实验发现尽管3～5%的蔗糖浓度对组培苗增殖
变化影响不大，但是如果用8%的蔗糖浓度就会减少
组培苗的高度以及根和茎节的数量 [4]。而日本的
MYODA TAKAO以非洲和日本冲绳的两种不同地域的
参薯为材料，检测两种不同浓度的糖类（蔗糖和葡萄
糖）对参薯带节部分组培苗的影响。在MS培养基中
添加2%、3%、4%、6%和8%不同浓度的蔗糖和葡萄糖，
发现不同种类和浓度的糖类虽然不会明显地影响再
生率，但会对再生植株的顶部和根部的干重有一定
的影响。蔗糖比葡萄糖更能有效地提高再生植株顶
部和根部的干重。当糖的浓度大于6%时，非洲参薯
的顶部和根部的干重更为明显，而日本冲绳的参薯，
高浓度的蔗糖会增加顶部的干重，而高浓度的葡萄
糖则会抑制它的生长。由此推断，糖类浓度以及品种
特性对带节部分的参薯组培苗也很重要的影响[8]。
2微型块茎的诱导
薯蓣微型块茎的组织培养国外研究较多，微型
块茎相对试管苗对光、温度的变化抗性更强，具有易
成活、费用较低，并且能够较长时间保存而不会丧失
活力等优良特点。因此离体条件下诱导植物组织形
成微型薯（microtuber）是取代试管苗用作种子及种
质交流的一种可行途径。参薯等薯蓣植物的组培苗
和块茎的生长也会受到光周期、蔗糖、及植物生长调
节剂等因素的影响。目前国外许多研究发现，控制以
下因素能更好地促进参薯微型块茎的繁殖：
2. 1光周期
光周期的长短能够影响微型块茎的生长和产
量，Martin Jean等通过实验发现，当光周期为16h
和24h的时候，参薯微型薯块形成的数量最多，而光
周期为8h的时候，微型块茎的体积会大一些。如果
在MS培养基中不添加NH4 O3时，微型块茎的体积更
大[9]。法国的V. VAILLANT就光周期对参薯外植体
生长的影响进行了研究，发现在12h光周期下才能
诱导参薯微型块茎的形成和生长，块茎的形成与植
株的生长阶段没有关系，大约18～24d能长出块茎，
相反，16h的光周期会抑制块茎的形成而刺激藤和
叶片的生长。通过24d的12h光周期和16h光周期
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进行对照，发现3片叶的植株整个干物质的产量和
数量分别低于50%到30%。而8片叶的植株并不受到
光周期这些因素的影响。因此，3片叶的植株的干物
质受到12h光周期的影响归因于微型块茎的形成。
如果将12h到16h光周期下生长的植株进行转移，
发现将停止块茎的生长和淀粉的积累。相反，它会刺
激茎和根的生长[10]。
2. 2蔗糖浓度
前面我们提到蔗糖浓度会影响到带芽茎节和根
的数量，同样糖浓度和种类也会影响微型块茎的生
长。研究表明。蔗糖浓度对大薯微型块茎的成形具有
显著作用，在不添加蔗糖的培养基中，没有成形的参
薯微型块茎，适当增加蔗糖浓度能提高参薯微型块
茎的形成率，而高浓度的蔗糖则会抑制参薯微型块
茎的形成和生长。蔗糖浓度为50～60 g/L 时，所诱
导的微型块茎较多且大[11,12]。
2. 3植物生长调节剂
植物生长调节剂是植物中调节生长及其他功能
的激素类物质。日本的ONJO MICHIO 通过实验发现
GA3和ABA对于参薯的生长有一定的影响，JA-Me和
GA3能够增大微型块茎，而ABA对其有抑制作用。混
合ABA与GA3则会导致ABA抑制效果的下降，相反
则会提高GA3的促进效果。混合ABA与JA-Me得到
同样的结果。因此，这些发现表明ABA对于JA-Me和
GA3 增大微型块茎有一定的拮抗性。同时观察到
JA-Me和GA3无协同效应[13]。茉莉酸及其衍生物是
植株生长相关的植物生长调节剂。比利时的Paul
Ondo Ovono发现在培养基中添加茉莉酸10m mol-1，
可以提高根和茎节的数量，也能诱导微型块茎的形
成[4]。Romain Bazabakana等在MS培养基中添加体
外激素茉莉酸(JA)，检测对参薯微型薯块发芽的影
响。发现在培养基中添加微量茉莉酸(0.1 和 1μM)
能够促进微型块茎的发芽，但是高浓度的(30和100
μM)反而会抑制其发芽。当把这些抑制了发芽的微
型块茎转接到没有激素的培养基中培养时，又会重
新发芽。由此推测，参薯微型块茎的发芽和休眠受到
茉莉酸浓度的影响。高浓度的茉莉酸延长微型块茎
的休眠，而低浓度的茉莉酸则会打破休眠促进微型
块茎的萌发[14]。同时，Romain Bazabakana等[15]发现
在培养基中添加微量茉莉酸(10μM)能够促进组培
苗微型块茎的形态建成和生长发育。
3 愈伤组织的诱导
愈伤组织培养指将母体植物上各个部分切下、
形成外植体，接种到无菌培养基上进行愈伤组织诱
导、生长以及发育成植株的一门技术。一般情况下，
植物组织均能诱发形成愈伤组织，由外植体形成愈
伤组织，标志着植物组织培养的开始。菲律宾的
Marilyn M. Belarmino 等人通过参薯愈伤组织培
养实验对体细胞胚胎发生和植株再生进行了一个可
靠地研究过程。这个过程包括以下三个步骤：(1)温
室中的植株的茎节进行组织培养再生植株；(2) 叶、
叶柄和茎节部分进行愈伤组织诱导；(3)愈伤组织进
行体细胞胚的诱导。结果显示在MS培养基中添加
2,4-D（1.0 mgl-1）或者毒莠定可以有效地从植株组
织中诱导愈伤组织，在三种外植体中，茎节是产生紫
色愈伤组织的最合适的外植体[16]。因此，愈伤组织培
养的外植体大多选择茎节，通过添加2,4-D激素来
诱导愈伤组织。
4 褐化的防治
参薯含有较多的酚类物质，取样过程中外植体
细胞受伤，引起细胞分泌多酚氧化酶氧化酚类物质
成醌，扩散到培养基中，从而抑制其他酶活性，进而
毒害整个外植体。为了避免褐变物质毒害外植体，试
验时在培养基中加入1g/L PVP能有效地抑制褐变，
此外适时地转接（30d转1次新的培养基），褐化程
度则可明显降低[12]。而印度的R. Bhat等利用参薯
进行组培实验分析，发现外植体伤口流出的分泌物
是培养基褐化的重要原因。当外植体在大瓶培养基
中培养时，褐化不会影响根和茎的生长，但在小瓶培
养基里，外植体则是致命的。他们用固体石蜡密封外
植体伤口发现可以防止分泌物的渗出而控制褐化。
这种简单的封口技术对90%的小瓶外植体培养控制
褐化是有效的，然而没有封口的80%的外植体都会
出现致命的褐化现象。他们通过实验发现这个技术
优于其他控制褐化的方法[17]。
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康种苗；定期检测用于做母本的植株以确定其无病
毒状态；规范组培操作流程；可利用茎尖脱毒的方法
结合组织培养，从而使因病毒感染导致品种退化的
品种类型恢复其优良性状。如海南大学、中国热带农
业科学院等单位在这一方面做了相关的基础性研
究，提出分析植株感染了CymMV还是ORSV病毒，从
症状上判断是很不准确的，需要ELISA等方法测定
[5]。
2. 3制定合理而有效的良种繁育制度
采用无性繁殖的热带兰花，对用于材料扩繁的
植株，应及时进行母本的更新。同时要建立管理严格
的种植资源圃。三亚市南繁科学技术研究院已建成
一个具有区域特色的热带兰花种质资源圃，收集了
原生兰花植物159种，包括海南特有品种海南兜兰，
栽培品种56个，该圃的建立为今后热带兰花优良品
种育种、繁殖、推广等奠定基础，从源头上保证海南
省热带兰花产业竞争力的稳步提高。
建立一套健全、完善的育种制度。杂交育种的亲
本要选择易于复壮且植株健康，生活力强植株。采收
的杂交果荚需完全成熟，才能较大程度上避免病毒
的产生；培育产业化生产的杂交品种，除具有较好的
观赏性状外，还需有易繁殖、易栽培、适应性好、抗性
好、花期长和能周年生产供应等品种特性。
3 结语
总之，影响热带兰花优良品种退化的因素很多。
在规模化生产中，应根据具体的品种，针对退化原因
采取适当的防退措施，才能达到最佳的观赏效果。防
止优良品种退化是一项长期的持续性的工作，应渗
透在兰花生产的各个环节，贯穿于兰花生产的整个
过程，只有这样，才能使优良品种的优质种性保持下
来。
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