全 文 ：文章编号:1001 － 4829(2012)04 － 1402 － 05
收稿日期:2011 － 09 － 15
基金项目:中国科学院“西部之光”人才培养计划项目［(2009)
24］;广西科技创新能力与条件建设项目(0992028-10)
作者简介:石云平(1974 －) ，女，广西临桂人，助理研究员，主要
从事作物细胞工程与生物技术研究工作，* 为通讯作者，E-
mail:th@ gxib． cn。
箭根薯花愈伤组织诱导及植株再生研究
石云平，唐 辉* ，王满莲，孔德鑫
(广西壮族自治区 /中国科学院 广西植物研究所，广西 桂林 541006)
摘 要:以箭根薯花器官不同部位为外植体，通过正交试验设计及随机试验分析了不同因素对箭根薯花器官愈伤组织诱导、增殖、
分化、生根及组培苗移栽成活率的影响。结果表明，箭根薯雌雄蕊为其花器官诱导愈伤组织较好的部位，愈伤组织诱导与增殖最
佳培养基为:MS +0． 5 mg /L 6-BA + 0． 2 mg /L KT + 2． 0 mg /L 2，4-D，箭根薯愈伤组织分化较好的培养基为:MS + 2． 0 ～3． 0 mg /L
6-BA，箭根薯组培苗生根较好培养基为:MS +0． 3 mg /L NAA，箭根薯组培苗移栽较适合的基质为 1 /2 火土 + 1 /2 细沙。
关键词:箭根薯;花器官;愈伤组织;组织培养
中图分类号:S682． 1 + 9 文献标识码:A
Callus Induction and Plant Regeneration from Flowers of Tacca chantrieri
SHI Yun-ping，TANG Hui* ，HUANG Man-lian，KONG De-xin
(Guangxi Institute of Botany;Guangxi Zhuang Autonomous Region and the Chinese Academy of Sciences，Guangxi Guilin 541006，China)
Abstract:The explants were obtained from different sections of flower organs of Tacca chantrieri． The effects of different factors on callus in-
duction of Tacca chantrieri，multiplication culture，differentiation of callus，rooting induction and survival rate of culture seeding were inves-
tigated using orthogonal design L9(34)and random test． The results showed that the filaments of Tcacca chantrieri were the best explants on
callus inducement． The best medium for the first generation callus inducement and the multiplication culture were MS + 0． 5 mg /L 6-BA +
0． 2 mg /L KT + 2． 0 mg /L 2，4-D，relatively better differentiation of callus medium was MS + 2． 0 － 3． 0 mg /L 6-BA，and relatively better
rooting medium was MS + 0． 3 mg /L NAA． Proper matrix for transplant of Tacca chantrieri culture seedlings were 1 /2 fine sand + 1 /2 ash
soil．
Key words:Tacca chantrieri André;Flower organs;Callus;Tissue culture
箭根薯(Tacca chantrieri André)又名蒟蒻薯、老
虎须和黑蝴蝶，为蒟蒻薯科多年生草本植物，集药用
观赏于一身的阴生植物［1］。其根茎可入药，花色为
自然界少有的紫黑色，填补了黑色切花的空白;花姿
优雅，叶片绿而宽大，株高适中，适合用作室内盆花
栽培。由于箭根薯的药用和观赏应用价值高，其野
生资源遭到掠夺式的采挖，资源蕴藏量急剧下降。
而且箭根薯的种子在自然环境中的发芽率较低［2］，
分株繁殖的繁殖系数低，无法提供大量种苗，使得栽
培规模受到很大限制。为了更好保护和利用箭根
薯，已有学者以其种子［3］和茎尖［4］为外植体进行组
织培养技术研究。本实验以其含苞待放的花器官的
不同部位为外植体，进行组织培养技术研究，通过正
交试验对愈伤组织诱导、增殖的培养基进行优选，为
箭根薯种质资源与遗传改良的开发利用提供新的
途径。
1 材料与方法
1． 1 材料
无病虫害无机械伤的未开放的箭根薯花苞，材
料来源于广西植物研究所中草药园圃。
1． 2 材料预处理
将箭根薯的花苞采回，放在超净工作台上，用无
菌水清洗，滤纸吸干，在 75 %酒精中进行表面灭菌，
再用 0． 15 %升汞灭菌 6 min，无菌水清洗 5 次。
1． 3 培养基配制与培养条件
愈伤组织诱导、增殖和分化培养基均以 MS为
2041
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
2012 年 25 卷 4 期
Vol. 25 No. 4
表 1 L9(3
4)正交试验设计
Table 1 L9(34)orthogonal design test
处理
Treatment
试验因子(mg /L)Factor
6-BA(A) KT(B) NAA(C) 2，4-D(D)
1 (1)0 (1)0 (1)0 (1)0
2 (1)0 (2)0． 2 (2)0． 2 (2)1． 0
3 (1)0 (3)0． 5 (3)0． 5 (3)2． 0
4 (2)0． 2 (1)0 (2)0． 2 (3)2． 0
5 (2)0． 2 (2)0． 2 (3)0． 5 (1)0
6 (2)0． 2 (3)0． 5 (1)0 (2)1． 0
7 (3)0． 5 (1)0 (3)0． 5 (2)1． 0
8 (3)0． 5 (2)0． 2 (1)0 (3)2． 0
9 (3)0． 5 (3)0． 5 (2)0． 2 (1)0
基本培养基，每升培养基中加入 6 g 琼脂和 30 g 白
糖。培养基 pH 5． 8 ～ 6． 0，在 121 ℃、1． 1 kg / cm2 高
温高压下灭菌 25 min，冷却后待用。培养温度 24 ～
26 ℃，光照 1500 ～ 2000 lx，光照时间 12 h /d。
以 6-BA、KT、NAA、2，4-D 为试验因子，愈伤组
织诱导、增殖培养基加入不同浓度的 6-BA、KT、
NAA、2，4-D 4 种植物生长调节剂，每个因子均设 3
水平，进行 L9(3
4)正交试验(表 1)。
分化培养基为MS、MS +1． 0 mg /L 6-BA、MS +
2． 0 mg /L 6-BA和 MS +3． 0 mg /L 6-BA。
生根基本培养基为 1 /2MS，附加 NAA 0． 0、0． 1、
0． 3 和 0． 6 mg /L 4 个浓度，每升培养基中加入 6 g
琼脂和 20 g白糖。
1． 3． 1 愈伤组织诱导培养 将灭菌的花苞切分成
花柄、花托与子房、花瓣、花丝 4 个不同部位，每个部
位切成约 0． 3 cm ×0． 3 cm小方块，分别接入诱导愈
伤组织的 9 种培养基中，每种培养基接入 6 块，重复
2 次。50 d时记录花器官不同部位的愈伤组织诱导
率和增殖系数，筛选出各部位的最佳诱导培养基和
增殖培养基。
1． 3． 2 愈伤组织增殖培养 将诱导出的愈伤组织
切成 0． 3 cm ×0． 3 cm的小块，接入正交试验设计得
到的 9 种培养基中培养，每处理接入 10 块，重复 2
次，50 d 时记录愈伤组织的增长量，根据增长量换
算出增殖系数(增殖系数 =增长量 /接入的量)。
1． 3． 3 愈伤组织的分化培养 将愈伤组织切分成
0． 5 cm ×0． 5 cm小块接入诱导分化培养基中培养，
每种培养基接愈伤组织 10 块，重复 2 次，50 d 记录
芽的数目。
1． 3． 4 生根培养 将长有两片叶子的芽单个切下，
接入生根壮苗培养基中培养，每种培养基接入 10 个
芽，重复 2 次，50 d时记录生根数和生根率。
1． 4 移栽
待苗长根后，瓶苗移出培养室，炼苗 2 d，打开瓶
盖 2 d，清洗干净苗根部的培养基，分别种入基质 1
(1 /2 菜园土 + 1 /2 细沙)、基质 2(1 /2 火土 + 1 /2 细
沙)中，每种基质种苗 10 株，重复 2 次，30 d 记录成
活率。
2 结果与分析
2． 1 不同植物生长调节剂对箭根薯花不同器官愈
伤组织诱导的影响
从表 2 可以看出，箭根薯花器官的不同部位在
不同培养基中培养，愈伤组织诱导率也有所不同。
在培养初期外植体的切口处均存在不同程度的褐化
现象。处理 1 和 9 培养基中培养 20 d 左右，外植体
均无愈伤组织，而且变成水渍状或变黑。在 5 号培
养基中，花柄愈伤组织诱导率仅为 8． 3 %，花托子
房、花瓣以及雌雄蕊无愈伤组织产生。在相同培养
基中，雌雄蕊和花柄的愈伤组织诱导率比花托子房
和花瓣的高。其中愈伤组织诱导率最高的是 8 号培
养基中的雌雄蕊(66． 7 %) ，其次是 3 号培养基中的
花柄(58． 3 %)和 8 号培养基中的花瓣(58． 3 %)。
根据表 2 的结果计算出不同植物生长调剂种类
及浓度水平的 k值和 R 值(表 3) ，从而对箭根薯花
器官不同部位的愈伤组织诱导率进行直观分析。不
同植物生长调节剂对箭根薯花器官不同部位愈伤组
织诱导影响很大，各因素的 R 值差异明显。R 值越
大，表示该因素对指标的影响越大，该因素作用就越
重要。在 4 种植物生长调节剂中，A(6-BA)、B(KT)
和 C(NAA)因素对于箭根薯花的不同部位 R 值为 0
～ 13． 9 之间，D 因素(2，4-D)的 R 值 36． 1 ～ 58． 3，
远远大于其他三因素的 R 值，说明 2，4-D 在箭根薯
花器官愈伤组织形成过程中起到主要作用。根据各
30414 期 石云平等:箭根薯花愈伤组织诱导及植株再生研究
表 2 不同培养基对箭根薯花不同部位愈伤组织的诱导率影响
Table 2 Effects of different culture medium on percentage of callus induction in different sections of flower organs of Tacca chantrieri
处理
Treatment
花柄(%)
Anthocaulus
花托子房(%)
Receptacle
ovary
花瓣(%)
Petal
雌雄蕊(%)
Stamen ＆ pistil
1 0 0 0 0
2 33． 3 16． 7 25． 0 41． 7
3 58． 3 25． 0 33． 3 50． 0
4 50． 0 41． 7 50． 0 58． 3
5 8． 3 0 0 0
6 33． 3 25． 0 33． 3 41． 7
7 41． 7 33． 3 41． 7 56． 3
8 50． 0 41． 7 58． 3 66． 7
9 0 0 0 0
注:愈伤组织诱导率 = 诱导出愈伤组织的块数 /接入外植体块数 × 100 %。
Note:Callus induction = number of induced callus tissue / number of explants × 100 % ．
表 3 不同培养基对箭根薯花不同部位愈伤组织诱导率影响的直观分析
Table 3 Visual analysis of different culture medium on percentage of callus induction in different sections of flower organs of Tacca chantrieri
花部位
Parts k1
A k2 A k3 A RA k1 B k2 B k3 B RB k1 C k2 C k3 C RC k1 D k2 D k3 D RD
花柄 Anthocaulus 30． 5 30． 5 30． 5 0 30． 5 44． ． 4 30． 5 13． 9 27． 8 27． 8 36． 1 8． 3 2． 7 36． 1 52． 8 50． 1
花托 Receptacle 13． 9 22． 2 25． 0 11． 1 25． 0 19． 4 16． 7 8． 3 22． 2 19． 5 19． 5 2． 7 0 25． 0 36． 1 36． 1
花瓣 Petal 19． 4 27． 8 33． 3 13． 9 30． 5 27． 8 22． 2 8． 3 29． 5 25． 0 25． 0 4． 5 0 31． 7 47． 2 47． 2
雌雄蕊 Stamen ＆ pistil 30． 5 33． 3 41． 7 11． 2 38． 9 36． 1 30． 5 8． 4 36． 1 33． 3 36． 1 2． 8 0 47． 2 58． 3 58． 3
植物生长调节剂对箭根薯花器官不同部位愈伤组织
诱导率影响，对各部位影响大小的顺序分别为:花柄
D(2，4-D)＞ B(KT)＞ C(NAA)＞ A(6-BA) ，花托与
子房、花瓣和雌雄蕊均为:D(2，4-D)＞ A(6-BA)＞ B
(KT)＞ C(NAA)。
2． 2 不同浓度植物生长调节剂对愈伤组织增殖的
影响
箭根薯愈伤组织在增殖培养基中培养，7 d 后
从愈伤组织的周围出现新的白色愈伤组织，在 50 d
时的增长量达到最大。将愈伤组织的增长量换算成
增殖系数，根据各增殖系数之间差异，得出各因素和
水平的 k值和 R值(表 4)。
从表 4 可以看出，不同植物生长调节剂对箭根
薯愈伤组织增长量和质地有不同的影响。处理 8
(MS +0． 5 mg /L 6-BA +0． 2 mg /L KT + 2． 0 mg /L 2，
4-D)增殖系数为 7． 2，增殖量最大，为最适合箭根薯
愈伤组织增殖的培养基。培养基中添加 2，4-D的量
对愈伤组织影响有很大不同。在附加 2，4-D的培养
基中愈伤组织为白色或青白色。在不添加 2，4-D的
处理 1、5 和 9 号培养基中的愈伤组织表现各异:处
理 1(MS)培养基中的愈伤组织在 7 d后全部变黑死
亡;处理 5(MS +0． 2 mg /L 6-BA +0． 2 mg /L KT + 0．
5 mg /L NAA)培养基中的愈伤组织逐步转变成青色
致密愈伤组织，20 d 后愈伤组织周边成黑色，并长
出白色细长的根;处理 9(MS +0． 5 mg /L 6-BA +0． 5
mg /L KT + 0． 2 mg /L NAA)培养基中愈伤组织开始
表 4 不同培养基对愈伤组织增殖系数的影响及直观分析
Table 4 Visual analysis and effects of different culture medium on callus multiplication of Tacca chantrieri
处理号
Treatment No． 1 2 3 4 5 6 7 8 9
增殖系数 Multiplication ratio 0． 0 3． 5 5． 0 4． 3 1． 7 4． 8 3． 8 7． 2 0． 0
k1 A = 3． 2 k1 B = 3． 0 k1 C = 4． 3 k1 D = 1． 3
k2 A = 3． 6 k2 B = 4． 1 k2 C = 3． 0 k2 D = 4． 0
k3 A = 4． 2 k3 B = 3． 7 k3 C = 3． 4 k3 D = 5． 5
RA = 1． 0 RB = 1． 1 RC = 1． 3 RD = 4． 2
4041 西 南 农 业 学 报 25 卷
表 5 NAA对箭根薯芽的生根壮苗的影响
Table 5 Effects of NAA on rooting of buds in Tacca chantrieri
培养基
Medium
生根数(条 /株)
Root No．
根系状况
Status
苗的长势
Seedling growth
1 /2MS 4． 8 细长 较弱，叶色黄绿
1 /2MS + 0． 1 mg /L NAA 8． 5 细长 较壮，叶色青绿
1 /2MS + 0． 3 mg /L NAA 16． 3 细长 很壮，叶色翠绿
1 /2MS + 0． 6 mg /L NAA 7． 0 粗短 一般壮，叶片卷曲
长芽，细胞分裂素 6-BA和 KT具有将愈伤组织分化
成芽的作用。
各因素对箭根薯愈伤组织增殖的影响通过直观
分析结果，D因素(2，4-D)的 R值最大，在愈伤组织
增殖过程中起主要作用，其次是 C 因素(NAA) ，B
因素(KT)与 A因素(6-BA)R值最小。
2． 3 6-BA对箭根薯愈伤组织分化成芽的影响
箭根薯愈伤组织在分化培养基中培养 10 d 左
右，在 MS培养基上的愈伤组织表面无明显变化，在
其余 3 种培养基上的愈伤组织表面开始形成青色的
小突起。20 d左右小突起陆续分化成芽，40 d 时长
成具有 2 片叶的芽。50 d时记录各培养基上愈伤组
织分化出的芽数:MS 为 0，MS + 1． 0 mg /L 6-BA 为
2． 9 个 /块，MS +2． 0 mg /L 6-BA为 5． 2 个 /块，MS +
3． 0 mg /L 6-BA 为 7． 5 个 /块。从实验结果可以看
出，在没有添加 6-BA的 MS培养基中的愈伤组织不
能分化出芽，在添加不同浓度 6-BA 的培养基中的
愈伤组织均能分化出芽，芽的数目随着 6-BA 浓度
增加而不断增多，在 6-BA浓度为 3． 0 mg /L时，平均
每块愈伤组织的芽数达到了 7． 5 个，但芽较细弱。
因此，箭根薯愈伤组织分化的最佳 6-BA 浓度范围
为 2． 0 ～ 3． 0 mg /L。
2． 4 NAA对箭根薯芽生根壮苗的影响
单芽在生根培养基中培养 7 d 时，有些芽的底
部开始有白色的突起，15 d 左右开始长出粗细不一
的短根，25 d左右根系为 2 ～ 3 cm长，这时芽部分开
始长叶长高，50 d时记录各培养基中苗的生根数和
苗的生长状况(表 5)。NAA 对箭根薯芽的生根有
促进作用，在较低浓度(0 ～ 0． 3 mg /L)情况下，随着
NAA浓度的增大生根数增多，苗的长势也越来越
壮，NAA浓度为 0． 3 mg /L的苗表现较好，继续增加
NAA浓度时，芽的生根数和长势均有所减弱，叶片
出现畸形，说明较高浓度的 NAA 对箭根薯芽生根有
抑制和致畸的不利影响。
2． 5 移栽基质对箭根薯组培苗成活率的影响
箭根薯组培苗经过炼苗后，在基质 1(1 /2 菜园
土 + 1 /2 细沙)和基质 2(1 /2 火土 + 1 /2 细沙)两种
基质中栽培，7 d后基质 1 中部分苗的基部开始出现
腐烂现象，移栽成活率仅为 65 %。基质 2 中的苗长
势良好，成活率高达 95 %。可能由于基质 2 中的火
土杂菌较少，透气性较好，更有利于箭根薯组培苗根
的生长。因此，1 /2 火土 + 1 /2 细沙是适合箭根薯组
培苗移栽的基质。
3 讨 论
植物组织培养材料繁殖途径主要有 5 种，分别
是无菌短枝型、丛生芽型、器官发生型、胚状体发生
型和原球茎型［5］。花作为种子植物的有性繁殖器
官，是具有繁殖功能的变态短枝。以花为外植体进
行植物组织培养技术研究，主要是通过器官发生型
途径进行繁殖，诱导出愈伤组织诱导，从愈伤组织上
诱导不定芽，在百合［6］、菊花［7］、君子兰［8］、七子
花［9］等植物的花或花器官的不同部位已成功诱导
出愈伤组织，并建立植株再生体系。花器官的不同
部位进行愈伤组织诱导，诱导率和诱导周期都有很
大区别。箭根薯雌雄蕊的诱导率最高，达到 66． 7
%，这与姚绍常等［6］研究亚洲百合花不同器官愈伤
组织诱导的结果一致，可能是花丝的组织比较幼嫩，
组织细胞容易脱分化形成愈伤组织。
植物生长调节剂是人工合成的具有调节植物生
长发育的生物或化学制剂，在植物组织培养中常常
根据不同的需求来选择其种类和浓度。2，4-D 作为
启动原组织细胞脱分化关键因子，是诱导愈伤组织
常用的一种植物生长调节剂。何慧英等［3］在培养
基中添加 2，4-D 与 6-BA、KT 诱导箭根薯的叶片产
生愈伤组织，诱导率为 55． 6 %，本试验通过在培养
基中添加 2，4-D与 6-BA、KT及 NAA，诱导箭根薯花
器官的不同部位产生愈伤组织，其中雌雄蕊、花柄和
花瓣的诱导率分别为 66． 7 %、58． 3 %和 58． 3 %。
而高燕等［4］在培养基中添加 NAA 与 6-BA 就可以
诱导箭根薯的茎尖产生愈伤组织，在本研究中 5 号
培养基(MS + 0． 2 mg /L 6-BA + 0． 2 mg /L KT + 0． 5
mg /L NAA)只有花柄有 8． 3 %的愈伤组织诱导率，
其他花部位无愈伤组织产生。可见，箭根薯不同器
50414 期 石云平等:箭根薯花愈伤组织诱导及植株再生研究
官诱导愈伤组织所需的植物生长调节剂种类和浓度
均不一样，诱导率也有所不同。通过对箭根薯不同
器官进行愈伤组织诱导和植株再生体系建立，丰富
和完善箭根薯的组培快繁技术，可为箭根薯组培苗
的产业化发展提供技术支持。
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(责任编辑 温国泉)
6041 西 南 农 业 学 报 25 卷