全 文 ：麦类作物学报 ２０１６，３６（２）：１５０－１５６
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｒｉｔｉｃｅａｅ Ｃｒｏｐｓ ｄｏｉ：１０．７６０６／ｊ．ｉｓｓｎ．１００９－１０４１．２０１６．０２．０４
网络出版时间：２０１６－０１－２６
网络出版地址：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／６１．１３５９．Ｓ．２０１６０１２６．１９４４．００８．ｈｔｍｌ
节节麦幼胚再生体系的建立
收稿日期：２０１５－１０－３０ 修回日期：２０１５－１１－１５
基金项目：国家自然科学基金项目（３１２７１７９４）
第一作者Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｕｆｅｎｇ１００２０１＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者：王中华（Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｈｏｎｇｈｕａｗａｎｇ＠ｎｗｓｕａｆ．ｅｄｕ．ｃｎ）
徐 凤，李春莲，李 扬，柴乖强，王中华
（西北农林科技大学农学院，陕西杨凌７１２１００）
摘 要：为建立高效的节节麦幼胚再生体系，以节节麦幼胚为外植体，通过正交设计，探索基本培养基、
２，４－Ｄ、碳源、ＫＴ等因素对幼胚愈伤组织诱导、分化及植株再生效果的影响。结果表明，４种因素中，基本培养
基对节节麦幼胚愈伤组织诱导的影响最显著（Ｐ＜０．０５），２，４－Ｄ浓度对节节麦幼胚愈伤组织诱导也有显著影
响（Ｐ＜０．０５），添加３．０ｍｇ·Ｌ－１ ２，４－Ｄ的培养基诱导出的愈伤组织质量高，淡黄色，表面呈不规则颗粒状，质
地致密，再生频率可以达到１７．６２％。ＫＴ浓度对节节麦愈伤分化影响最显著，基本培养基、２，４－Ｄ和碳源对
节节麦幼胚愈伤分化均无显著影响。不同碳源对节节麦幼胚愈伤组织诱导和分化的影响均不显著，为节约成
本可直接选用３０ｇ·Ｌ－１蔗糖作为碳源。节节麦幼胚组织培养的最佳组合是：愈伤诱导培养基为 ＭＳ培养基
＋３ｍｇ·Ｌ－１ ２，４－Ｄ＋１５ｇ·Ｌ－１蔗糖＋１５ｇ·Ｌ－１甘露醇，愈伤分化培养基为ＭＳ培养基＋１５ｇ·Ｌ－１蔗糖＋
１５ｇ·Ｌ－１甘露醇＋１．０ｍｇ·Ｌ－１ ＫＴ。
关键词：节节麦；幼胚；胚性愈伤；愈伤分化
中图分类号：Ｓ５１２．１；Ｓ３３０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－１０４１（２０１６）０２－０１５０－０７
Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ
Ｉｍｍａｔｕｒｅ Ｅｍｂｒｙｏ ｏｆ Ａｅｇｉｌｏｐｓ ｔａｕｓｃｈｉ
ＸＵ Ｆｅｎｇ，ＬＩ Ｃｈｕｎｌｉａｎ，ＬＩ Ｙａｎｇ，ＣＨＡＩ Ｇｕａｉｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｚｈｏｎｇｈｕａ
（Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ａ＆Ｆ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｏｌｅｇｅ ｏｆ Ａｇｒｏｎｏｍｙ，Ｙａｎｇｌｉｎｇ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１２１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ ｏｆ ａ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｉｍｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ（ＩＥｓ）ｏｆ Ａｅ－
ｇｉｌｏｐｓ ｔａｕｓｃｈｉｉ ｗｉｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｔｏｏｌ ｆｏｒ ｔｉｓｓｕｅ ｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅｂｙ ｆａｃｉｌｉｔａｔｉｎｇ
ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｒｅｉｇｎ ｇｅｎｅｓ ｉｎｔｏ ｗｈｅａｔ．Ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ＩＥｓ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ａｎ ｅｌｉｔｅ Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉ
ｓｓｐ．ｓｔｒａｎｇｕｌａｔａａｃｃｅｓｓｉｏｎ ＡＷ１，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓｏｍｅ ｆａｃｔｏｒｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂａｓａｌ ｍｅｄｉｕｍ，ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅｓ，
ｔｗｏ ａｕｘｉｎｓ，２，４－Ｄｉｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｘｙａｃｅｔｉｃ ａｃｉｄ（２，４－Ｄ）ａｎｄ ６－Ｆｕｒｆｕｒｙｌａｍｉｎｏｐｕｒｉｎｅ（ＫＴ），ｏｎ ｃａｌｕｓ ｉｎ－
ｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｌａｎｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ＭＳ ｂａｓａｌ ｍｅｄｉｕｍ ｓｉｇｎｉｆｉ－
ｃａｎｔｌｙ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｃａｌｕｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉｉ ＩＥｓ．Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ２，４－Ｄ
ｈａｓ ａ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｅｍｂｒｙｏｇｅｎｉｃ ｃａｌｕｓ．Ｔｈｅ ｍｅｄｉａ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｗｉｔｈ ３．０
ｍｇ·Ｌ－１ ２，４－Ｄ ｌｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｓｔ ｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙ ｅｍｂｒｙｏｇｅｎｉｃ ｃａｌｉ ｗｉｔｈ ｐａｌｅ，ｓｍｏｏｔｈ，ａｎｄ
ｃｏｍｐａｃｔ ｎｏｄｕｌｅｓ．ＫＴ ｐｌａｙｅｄ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ＩＥｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅ ｉｓ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ
ａｍｏｎｇ ｔｈｅ ｂａｓａｌ ｍｅｄｉｕｍ，２，４－Ｄ ａｎｄ ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ｆｏｒ ＩＥｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｏｆ ｔｈｅ
ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ｏｎ ｅｍｂｒｙｏｇｅｎｉｃ ｃａｌｕｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ ＩＥｓ ａｒｅ ｎｏｔ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ
ａｎｄ ３０ｇ·Ｌ－１ ｓｕｃｒｏｓｅ ｉｓ ｏｐｔｉｍａｌ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｆｏｒ ｃｏｓｔ ｓａｖｉｎｇ．Ｏｖｅｒａｌ，ｃｕｌｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＭＳ＋１５
ｇ·Ｌ－１ ｓｕｃｒｏｓｅ＋１５ｇ·Ｌ－１ ｍａｎｎｉｔｏｌ＋３．０ｍｇ·Ｌ－１ ２，４－Ｄ ｉｓ ｏｐｔｉｍａｌ ｆｏｒ ｅｍｂｒｙｏｇｅｎｉｃ ｃａｌｕｓ ｉｎｄｕｃ－
ｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｕｌｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ＭＳ＋１５ｇ·Ｌ－１ ｓｕｃｒｏｓｅ＋１５ｇ·Ｌ－１ ｍａｎｎｉｔｏｌ ｉｓ ｏｐｔｉｍａｌ ｆｏｒ ｐｌａｎｔ ｒｅｇｅｎｅｒａ－
ｔｉｏｎ ｏｆ Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉｉ ＩＥｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｅｇｉｌｏｐｓ ｔａｕｓｃｈｉｉ；Ｉｍｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ ｃｕｌｔｕｒｅ；Ｃａｌｕｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ；Ｐｌａｎｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ
采用现代基因工程方法将优良基因导入小麦
对其进行遗传改良是当前小麦育种的一个新方
向。目前小麦基因工程育种进展缓慢，这一方面
是由于普通小麦基因组序列庞大，它含有Ａ、Ｂ、Ｄ
三个同源染色体组，基因组约包含１７０亿个碱基，
这一数值是玉米的７倍和水稻的３５倍，约有
１２４ ０００个基因［１］，而且基因之间存在冗余、干扰
等现象，使其功能基因的研究十分困难；另一方面
由于小麦的遗传转化效率很低，使得基因工程育
种无法得到广泛应用。节节麦（Ａｅｇｉｌｏｐｓ ｔａｕｓ－
ｃｈｉｉ）作为小麦Ｄ基因组的供体，其基因组小、遗
传背景简单。节节麦的Ｄ基因组对小麦基因组
的研究具有重要的参考价值，它的序列已经广泛
应用到小麦基因序列分析中，因而节节麦成为小
麦育种的重要资源［２］。节节麦具有较高的遗传多
样性和较强的抵抗各种生物和非生物胁迫的能
力，这些性状都有助于小麦品种的改良［３－４］。此
外，Ｄ基因组提供了许多与小麦品质相关的基因，
节节麦可以为小麦品质改良及小麦Ｄ基因组功
能研究提供参考。
要研究节节麦的基因功能，首先要建立一个
高效而稳定的遗传转化体系，而遗传转化效率的
高低主要取决于组织培养中植株再生频率的高
低。目前，小麦组织培养技术已十分成熟，在研究
过程中积累了丰富的经验，这为节节麦组织培养
体系的建立提供了重要参考。前人研究表明，影
响小麦组织培养的主要因素有基因型、外植体、外
源激素、培养基类型等［５－１０］。另外，还有研究者通
过调整碳源的种类和比例来改善愈伤组织的质
量［１１］。但到目前为止，关于节节麦幼胚再生体系
的研究尚未见报道。基于前人关于小麦组织培养
的研究成果，笔者选择节节麦幼胚为外植体，通过
４因素１６水平的正交设计试验，探索基本培养
基、２，４－Ｄ、碳源、ＫＴ等因素对节节麦幼胚愈伤组
织诱导、分化及植株再生的影响，旨在筛选适合节
节麦幼胚组织培养的体系，为节节麦遗传转化研
究奠定基础。
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
试验所用节节麦的种子由西北农林科技大学
标本区提供。
１．２ 试验方法
１．２．１ 正交试验设计
采用ＳＰＳＳ １８．０软件进行４因素不同水平正
交试验设计，各因素水平如下：基本培养基分为３
个水平，分别为 ＭＳ培养基（Ⅰ）、Ｎ６培养基（Ⅱ）、
Ｂ５培养基（Ⅲ）；２，４－Ｄ浓度分为４个水平，分别
为１．０、２．０、３．０、４．０ｍｇ·Ｌ－１；碳源分为４个水
平，分别为３０ｇ·Ｌ－１蔗糖（Ａ）、３０ｇ·Ｌ－１麦芽糖
（Ｂ）、１５ｇ·Ｌ－１蔗糖＋１５ｇ·Ｌ－１甘露醇（Ｃ）、１５
ｇ·Ｌ－１蔗糖＋１５ｇ·Ｌ－１山梨醇（Ｄ）；ＫＴ浓度分
为３个水平，分别为１．０、１．５、２．０ｍｇ·Ｌ－１，实验
设计如表１所示，共１６个组合。
表１ ４因素不同水平的正交设计
Ｔａｂｌｅ １ Ｔｈｅ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｆｏｕｒ ｆａｃｔｏｒｓ
处 理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
基本培养基
Ｂａｓａｌ
ｍｅｄｉｕｍ
碳源
Ｃａｒｂｏｎ
ｓｏｕｒｃｅ
２，４－Ｄ浓度
Ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ２，４－Ｄ
／（ｍｇ·Ｌ－１）
ＫＴ浓度
Ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ＫＴ
／（ｍｇ·Ｌ－１）
１ Ⅱ Ｂ ２ １．５
２ Ⅱ Ｃ ４ １．０
３ Ⅰ Ｃ ２ １．０
４ Ⅲ Ｃ ３ ２．０
５ Ⅰ Ａ １ １．０
６ Ⅰ Ｂ ４ ２．０
７ Ⅲ Ｂ １ １．０
８ Ⅰ Ｄ ３ １．５
９ Ⅰ Ｂ ３ １．０
１０ Ⅱ Ａ ３ １．０
１１ Ⅲ Ａ ４ １．５
１２ Ⅱ Ｄ １ ２．０
１３ Ⅰ Ｃ １ １．５
１４ Ⅲ Ｄ ２ １．０
１５ Ⅰ Ｄ ４ １．０
１６ Ⅰ Ａ ２ ２．０
以上培养基ｐＨ值均为５．８，１２１℃高压灭菌
２０ｍｉｎ后备用。
１．２．２ 幼胚的选择及消毒
节节麦抽穗扬花时进行挂牌标记，扬花后１０
～１２ｄ取标记穗子带回实验室，插入水中以免失
水幼胚活性降低，置于４℃冰箱中低温处理１～
２ｄ，然后用镊子剥出籽粒，７５％酒精表面消毒约
１ｍｉｎ，无菌水冲洗２～３遍，１５％ＮａＣｌＯ消毒２０
ｍｉｎ，无菌水冲洗３～５遍。
１．２．３ 愈伤组织诱导及分化
消毒后的节节麦未成熟种子用镊子固定，用
·１５１·第２期 徐 凤等：节节麦幼胚再生体系的建立
手术刀挑出幼胚（大小约为０．５～１．５ｍｍ），盾片
朝上接种在相应的愈伤组织诱导培养基上，每一
皿培养基上接种大约８０枚幼胚，每个处理重复３
次，２５±１℃黑暗条件下培养，每两周更换一次
培养基。将诱导３０ｄ的愈伤组织转至相应的分
化培养基上进行分化培养，此时应转入光照培养
箱中培养，光强为２ ５００～３ ０００ｌｘ，每天光照
１６ｈ，温度为２５±１℃，每两周更换一次培养基。
１．２．４ 生根和壮苗
将愈伤组织表面出现绿点、绿色芽苗及叶状
结构的愈伤块转接于新鲜的分化培养基上进行芽
苗诱导。待芽苗长至３～５ｃｍ高时将这些芽苗或
分蘖基部的愈伤块切除，再将芽苗转至生根培养
基上进行生根培养。
１．２．５ 组培苗的移栽
准备好育苗基质，用水浸透。挑选根的长度
为３～５ｃｍ的组培苗进行移栽，移栽过程中尽可
能清除多余的培养基。在移栽后的花钵上覆盖一
层保鲜袋，防止植株失水，同时将移栽苗放在弱光条
件下２ｄ，再除去保鲜袋，转在正常光照下培养。
１．３ 愈伤组织的观察和记录
幼胚接种到愈伤组织诱导培养基１５ｄ后，观
察愈伤组织出愈质量，并记录质量等级。“＋”表
示愈伤组织质量差，水浸状，质软，苍白色或者褐
变，甚至死亡，或者愈伤块长有大量毛状根；“＋
＋”表示愈伤组织质量中等，淡黄色，比较干燥，有
颗粒状胚性愈伤出现；“＋＋＋ ”表示愈伤组织
质量高，黄色或淡黄色，表面呈不规则颗粒状，质
地致密。
１．４ 数据统计
接种幼胚后７ｄ统计诱导出的愈伤数，计算出
愈率；转移至分化培养基之前，统计胚性愈伤数，
计算胚性愈伤率；分化培养４０ｄ后，统计愈伤组
织分化率；分化出的绿芽转至生根培养基，计算成
苗率。所有数据通过ＳＰＳＳ １８．０软件方进行差分
析，显著性水平为Ｐ＝０．０５。
出愈率＝ 形成愈伤组织的幼胚数／接种幼胚
数×１００％；
胚性愈伤率＝ 形成胚性愈伤组织的幼胚数／
接种幼胚数×１００％；
愈伤分化率＝ 分化出绿芽原基或绿芽的愈
伤组织块数／接种的愈伤组织数×１００％；
成苗率＝成苗数／接种愈伤组织数×１００％。
２ 结果与分析
２．１ 不同处理对节节麦幼胚的诱导、分化及再生
的影响
从图１和表２可以看出，第３、８、９、１６处理下
节节麦的愈伤组织质量最高，第２、７、１１、１２、１５处
理的愈伤组织质量较差；出愈率较高的处理有３、
５、１５、１６（分别为 ９４．７６％、９３．６２％、９３．３０％、
９４．３８％），出愈率较低的处理有２、７、１２、１３（分别
为８３．４１％、８４．６８％、８５．７７％、８５．５０％）；胚性愈
伤率较高的处理有３、８、９、１６（分别为８５．０２％、
７８．１０％、８０．２２％、８２．４０％），胚性愈伤率较低的
处理有２、７、１１、１２（分别为５０．２２％、４６．７７％、
４４．８４％、５５．６５％）；愈伤分化率较高的处理有３、５、
９、１０（分别为５９．２９％、３４．４７％、６３．１２％、３８．６６％），
愈伤分化率较低的处理有６、１１、１２、１６（愈伤分化
率分别为２．９４％、３．５９％、２．９２％、３．９７％）；成苗
率较高的处理有３、８、９、１０（分别为１６．２１％、
６．３５％、１７．６２％、１０．９２％），成苗率较低的处理有
６、１２、１３、１６（分别为０、０、１．３４％、０）。节节麦再
生体系的建立最重要的是要得到组培再生苗，本
实验１６个处理中处理９的成苗率最高，因此这
１６个组合中处理９为最佳组合。
２．２ 试验因素重要性比较
综合分析影响节节麦幼胚愈伤组织诱导的各
个因素，从表３可以看出，各因素的重要性依次为
基本培养基＞２，４－Ｄ＞ 碳源，根据各因素的最佳
水平，初步可以推断节节麦幼胚胚性愈伤率最高
的组合为：ＭＳ培养基，２，４－Ｄ浓度为２ｍｇ·Ｌ－１，
碳源为麦芽糖。对试验各个因素进行方差分析，
表３结果显示，基本培养基和２，４－Ｄ各水平间胚
性愈伤率差异达显著水平（Ｐ＜０．０５），而碳源各
水平间的胚性愈伤率差异不显著（Ｐ＞０．０５）。说
明基本培养基和２，４－Ｄ对节节麦幼胚胚性愈伤组
织诱导有很大影响，而碳源的作用并不明显。
综合分析影响节节麦幼胚愈伤组织分化的各
个因素，从表４可以看出，各因素的重要性依次为
ＫＴ＞２，４－Ｄ＞基本培养基＞碳源。根据各因素的
最佳水平，初步可以推断节节麦幼胚愈伤分化率
最高的组合为：ＫＴ浓度为１．０ｍｇ·Ｌ－１，２，４－Ｄ
浓度为 ３ ｍｇ·Ｌ－１，ＭＳ 培养基，碳源是 １５
ｍｇ·Ｌ－１蔗糖＋１５ｍｇ·Ｌ－１甘露醇。对各个因
素进行方差分析，结果显示ＫＴ各水平间愈伤分
化率差异达显著水平（Ｐ＜０．０５），而２，４－Ｄ浓度、
·２５１· 麦 类 作 物 学 报 第３６卷
基本培养基和碳源的各水平间的愈伤分化率差异
不显著（表４）。表明ＫＴ浓度对节节麦幼胚愈伤
的分化有很大影响，而２，４－Ｄ浓度、基本培养基和
碳源的作用不明显。为寻找各因素相应的最佳水
平，还需进一步对试验各因素的不同水平进行多
重比较。
Ａ、Ｂ、Ｃ分别为处理９、１０、１１诱导３０ｄ的愈伤组织，Ｄ、Ｅ、Ｆ分别为处理９、１０、１１分化培养４５ｄ的分化情况
Ｔｈｅ ｆｉｇ．Ａ，Ｂ，Ｃ ａｒｅ ｔｈｅ ｃａｌｕｓ ｏｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ９，１０，１１ｉｎｄｕｃｅｄ ｆｏｒ ３０ｄａｙｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；Ｔｈｅ ｆｉｇ．Ｄ，Ｅ，Ｆ ａｒｅ ｔｈｅ ｃａｌｕｓ ｏｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ９，
１０，１１ｉｎｄｕｃｅｄ ｆｏｒ ４５ｄａｙｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ
图１ 节节麦幼胚部分处理的胚性愈伤及愈伤分化
Ｆｉｇ．１ Ｉｍａｇｅｓ ｏｆ ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ ｃａｌｕｓ ａｎｄ ｃａｌｕｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｅｇｉｌｏｐｓ ｔａｕｓｃｈｉ ｉｍｍａｔｕｒｅ ｅｍｂｒｙｏ ｆｏｒ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
表２ 不同处理对节节麦幼胚诱导、分化及再生的影响
Ｔａｂｌｅ ２ Ｔｈｅ ｃａｌｕｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｌａｎｔ ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｅ．ｔａｕｓｃｈｉ ｉｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
处 理
Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
接种胚数
Ｉｎｏｃｕｌａｔｉｖｅ
ｉｍｍａｔｕｒｅ
ｅｍｂｒｙｏｓ
出愈数
Ｃａｌｕｓ
ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ
胚性愈伤数
Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ
ｃａｌｉ
愈伤分化数
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ
ｃａｌｉ
成苗数
Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ
ｐｌａｎｔｓ
愈伤组织质量
Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ
ｃａｌｕｓ
ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ
出愈率
Ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ
ｏｆ ｃａｌｕｓ
ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ／％
胚性愈
伤率
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ
ｏｆ ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ
ｃａｌｕｓ／％
愈伤分化率
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅｄ
ｃａｌｉ／％
成苗率
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｏｆ
ｒｅｇｅｎｅｒａｔｅｄ
ｐｌａｎｔｓ／％
１ ２４９ ２１０ １７７ ２２ ３ ＋＋ ８４．３４ ７１．０８ １０．４８ １．４３
２ ２２３ １８６ １０７ ２３ ３ ＋ ８３．４１ ５０．２２ １５．５９ １．６３
３ ２６７ ２５３ ２２７ １５０ ４１ ＋＋＋ ９４．７６ ８５．０２ ５９．２９ １６．２１
４ ２４６ ２２２ １６１ ３５ ７ ＋＋ ９０．２４ ６５．４５ １５．７７ ３．１５
５ ２８２ ２６４ １８９ ９１ ７ ＋＋ ９３．６２ ６７．０２ ３４．４７ ２．６５
６ ２６４ ２３８ １７６ ６ ０ ＋＋ ９０．１５ ６９．３２ ２．９４ ０
７ ２４８ ２１０ １１６ ２２ ５ ＋ ８４．６８ ４６．７７ １０．４８ ２．３８
８ ２７４ ２５２ ２１４ ４０ １６ ＋＋＋ ９１．９７ ７８．１０ １５．８７ ６．３５
９ ２７３ ２４４ ２１９ １５４ ３７ ＋＋＋ ８９．３８ ８０．２２ ６３．１２ １７．６２
１０ ２６５ ２３８ ２００ １０１ ２６ ＋＋ ８９．８１ ７５．４７ ３８．６６ １０．９２
１１ ２５２ ２２３ １１０ ６ ４ ＋ ８８．４９ ４４．８４ ３．５９ １．７９
１２ ２３９ ２０５ １３３ ６ ０ ＋ ８５．７７ ５５．６５ ２．９２ ０
１３ ２６２ ２２４ １６３ １６ ３ ＋＋ ８５．５０ ６２．２１ ７．１４ １．３４
１４ ２５１ ２２３ １５７ ５５ １２ ＋＋ ８８．８４ ６２．５５ ２４．６６ ５．３８
１５ ２２４ ２０９ １４７ ２７ ４ ＋＋ ９３．３０ ７０．９８ ２３．４５ １．９１
１６ ２６７ ２５２ ２２０ １０ ０ ＋＋＋ ９４．３８ ８２．４０ ３．９７ ０
“＋”表示愈伤组织质量差；“＋ ＋”表示愈伤组织质量中等；“＋＋＋ ”表示愈伤组织质量高
“＋”ｓｈｏｗｓ ｐｏｏｒ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃａｌｕｓ；“＋ ＋”ｓｈｏｗｓ ｍｅｄｉｕｍ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃａｌｕｓ；“＋＋＋”ｓｈｏｗｓ ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｃａｌｕｓ
·３５１·第２期 徐 凤等：节节麦幼胚再生体系的建立
２．３ 各试验因素对节节麦幼胚胚性愈伤率的
影响
２．３．１ 基本培养基对胚性愈伤率的影响
表３结果表明，在本试验的３个因素中，基本
培养基对胚性愈伤率影响最显著。３种培养基
中，胚性愈伤率最高的是 ＭＳ培养基，为７４．４１％；
其次为 Ｎ６培养基，为６３．１１％；最后是Ｂ５培养
基，为５４．４１％。ＭＳ培养基与Ｎ６培养基对应的
胚性愈伤率之间差异不显著，但与Ｂ５培养基对
应的胚性愈伤率之间差异显著。就愈伤组织质量
而言，ＭＳ培养基的愈伤组织质量最高，Ｂ５培养
基培养基的愈伤组织易长出毛状根，质量最差。
上述结果表明，在节节麦胚性愈伤组织诱导中
ＭＳ培养基明显优于Ｂ５培养基，ＭＳ和 Ｎ６两种
基本培养基均可选用。
２．３．２ ２，４－Ｄ浓度对胚性愈伤率的影响
从表３中可以看出，胚性愈伤率随２，４－Ｄ浓
度的升高呈先升高后下降的趋势，当浓度达到
２ｍｇ·Ｌ－１时，胚性愈伤率达到最高（７５．２６％），
而后明显下降。２，４－Ｄ浓度为２ｍｇ·Ｌ－１时，所
对应的胚性愈伤率显著高于浓度为１ｍｇ·Ｌ－１和
４ｍｇ·Ｌ－１的，但与浓度为３ｍｇ·Ｌ－１时所对应
的胚性愈伤率（７４．８１％）差异不显著。２，４－Ｄ浓
度为１ｍｇ·Ｌ－１时，愈伤组织易向分化方向发展，
易长出毛状根和实生芽，导致愈伤组织质量下降，
而当２，４－Ｄ浓度达到４ｍｇ·Ｌ－１时，又会抑制胚
性愈伤组织的形成，并导致所形成的愈伤组织生
长较慢。据此推断，节节麦幼胚诱导愈伤组织
２，４－Ｄ的最佳浓度为２ｍｇ·Ｌ－１。
２．３．３ 碳源对胚性愈伤率的影响
由表３可知，碳源各水平所对应的胚性愈伤
率之间的差异未达到显著水平。碳源各水平中，
胚性 愈 伤 率 最 高 的 是 ３０ ｇ·Ｌ－１ 麦 芽 糖
（６７．４３％），最低的是 １５ ｍｇ·Ｌ－１蔗糖 ＋１５
ｍｇ·Ｌ－１山梨醇（６５．７３％）。由于四种碳源对节
节麦胚性愈伤的诱导差异不显著，因此四种碳源
均可选用。在实际操作中，为节省成本，可以直接选
用蔗糖作为碳源。
表３ 不同因素水平下的胚性愈伤率及水平间的差异显著性
Ｔａｂｌｅ ３ Ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｂａｓａｌ ｍｅｄｉｕｍ，ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅ
ａｎｄ ２，４－Ｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ ｏｎ ｃａｌｕｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ
因素
Ｆａｃｔｏｒ
胚性愈伤率 Ｒａｔｅ ｏｆ ｃａｌｕｓ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ／％
水平１
Ｌｅｖｅｌ １
水平２
Ｌｅｖｅｌ ２
水平３
Ｌｅｖｅｌ ３
水平４
Ｌｅｖｅｌ ４
极差
Ｒａｎｇｅ
Ｐ值
Ｐｖａｌｕｅ
培养基 Ｍｅｄｉｕｍ ７４．４１ａＡ ６３．１１ａｂＡＢ ５４．４１ｂＢ ２０．００ ０．０１３ ８
２，４－Ｄ浓度 Ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ２，４－Ｄ ５７．９１ｂＡ ７５．２６ａＡ ７４．８１ａＡ ５８．８４ｂＡ １７．３５ ０．０４３ ７
碳源Ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ６６．８５ａＡ ６７．４３ａＡ ６５．７３ａＡ ６６．８２ａＡ １．７０ ０．９９８ ０
同行数据后不同小写字母表示０．０５水平上差异显著，不同大写字母表示０．０１水平上差异显著。表４同
Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｏｗｅｒ－ｃａｓｅ ｌｅｔｔｅｒｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｌｉｎｅ ｍｅａｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ａｔ ０．０５ｌｅｖｅｌｓ，ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｕｐｐｅｒ－ｃａｓｅ ｌｅｔｔｅｒｓ ｍｅａｎ ｄｉｆｆｅｒ－
ｅｎｃｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ａｔ ０．０１ｌｅｖｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｓａｍｅ ａｓ ｉｎ ｔｈｅ ｔａｂｌｅ ４
２．４ 各试验因素对节节麦幼胚愈伤分化率的
影响
２．４．１ ＫＴ浓度对愈伤分化率的影响
表４结果表明，本研究的４个因素中，ＫＴ浓
度对节节麦愈伤分化率影响最显著。愈伤分化率
随ＫＴ浓度增加而减小，ＫＴ浓度为１ｍｇ·Ｌ－１
时愈伤分化率最高（３３．７１％），当浓度增加为１．５
ｍｇ·Ｌ－１和２ｍｇ·Ｌ－１时愈伤分化率下降为
９．２７％和６．４０％。ＫＴ浓度为１ｍｇ·Ｌ－１时与浓
度为１．５ｍｇ·Ｌ－１和２．０ｍｇ·Ｌ－１时愈伤分化率
差异 均 达 到 显 著 水 平，而 ＫＴ 浓 度 为 １．５
ｍｇ·Ｌ－１时与２．０ｍｇ·Ｌ－１时愈伤分化率差异不
显著。因 此，分 化 培 养 基 中 ＫＴ 浓 度 选 用
１．０ｍｇ·Ｌ－１时最好。
２．４．２ ２，４－Ｄ浓度对愈伤分化率的影响
从表４中可以看出，愈伤分化率随２，４－Ｄ浓
度的升高呈先升高后下降的趋势，当浓度达到
３ｍｇ·Ｌ－１时，愈伤分化率达到最高（３３．３５％），
但２，４－Ｄ浓度的四个水平所对应的愈伤分化率之
间并无显著差异，结合２，４－Ｄ对胚性愈伤率的影
响，故应选用２，４－Ｄ的浓度为３ｍｇ·Ｌ－１。
２．４．３ 基本培养基对愈伤分化率的影响
从表４可知，３种培养基中，愈伤分化率最高
的是 ＭＳ培养基（２６．２８％），其次为 Ｎ６和Ｂ５培
养基（分别为１６．９１％和１３．６２％），但 ＭＳ培养基
与Ｎ６和Ｂ５培养基对应的愈伤分化率之间的差
异并不显著，表明在节节麦愈伤分化过程中三种
培养基均可选用，结合基本培养基对胚性愈伤率
·４５１· 麦 类 作 物 学 报 第３６卷
的影响，应选用 ＭＳ培养基。
２．４．４ 碳源对愈伤分化率的影响
四种碳源对应的愈伤分化率间的差异均未达
到显著水平，四种碳源中愈伤分化率最高的是１５
ｇ·Ｌ－１蔗糖＋１５ｇ·Ｌ－１甘露醇（２４．４５％），其次
为３０ｇ·Ｌ－１蔗糖和３０ｇ·Ｌ－１麦芽糖，愈伤分化
率最低的是蔗糖＋１５ｇ·Ｌ－１山梨醇（１６．７３％）。
因此，四种碳源均可选用，为节约成本，可选用蔗
糖作为碳源。
表４ 不同因素水平下的愈伤分化率及水平间的差异显著性
Ｔａｂｌｅ ４ Ｖａｒｉａｎｃｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｂａｓａｌ ｍｅｄｉｕｍ，ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅ，２，４－Ｄ
ａｎｄ ＫＴ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ ｏｎ ｃａｌｕｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ
因素
Ｆａｃｔｏｒ
愈伤分化率 Ｒａｔｅ ｏｆ ｃａｌｕｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ／％
水平１
Ｌｅｖｅｌ １
水平２
Ｌｅｖｅｌ ２
水平３
Ｌｅｖｅｌ ３
水平４
Ｌｅｖｅｌ ４
极差
Ｒａｎｇｅ
Ｐ值
Ｐｖａｌｕｅ
培养基 Ｍｅｄｉｕｍ ２６．２８ａＡ １６．９１ａＡ １３．６２ａＡ １２．６６ ０．５３３ １
２，４－Ｄ浓度 Ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ２，４－Ｄ １３．７５ａＡ ２４．６０ａＡ ３３．３５ａＡ １１．３９ａＡ ２１．９６ ０．３６２ ９
碳源Ｃａｒｂｏｎ ｓｏｕｒｃｅ ２０．１７ａＡ ２１．７５ａＡ ２４．４５ａＡ １６．７３ａＡ ７．７２ ０．９６２ ５
ＫＴ浓度 Ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ＫＴ ３３．７１ａＡ ９．２７ｂＡＢ ６．４０ｂＢ ２７．３１ ０．０１２ ５
３ 讨 论
多数研究者认为，幼胚具有较高的愈伤组织
诱导能力和较强的植株再生能力，是一种最有效
最理想的外植体来源［１２］。小麦幼胚高效再生体
系的研究主要集中在幼胚基因型选取、培养基类
型以及培养基中添加的激素种类和浓度等方面，
并取得了一定的进展［５－１０］。在基本培养基的选择
上，大多数研究者认为 ＭＳ培养基是适合小麦幼
胚愈伤组织诱导的培养基，但王新国等［１３］对小麦
幼胚离体培养的研究发现，在 ＭＳ、Ｎ６Ｂ５ＭＳ、Ｂ５
和Ｌ３这４种培养基中，Ｌ３培养基的出愈率及分
化率最高。本研究选用 ＭＳ、Ｎ６和Ｂ５三种基本
培养基，发现在节节麦幼胚诱导愈伤过程中不同
基本培养基对胚性愈伤率的影响程度最大，ＭＳ
培养基不但愈伤质量最高而且出愈率和胚性愈伤
率均最高，其次为 Ｎ６培养基，Ｂ５培养基在愈伤
诱导过程中愈伤块易长出一些毛状根，从而降低
了愈伤质量，因此节节麦幼胚培养适宜选用 ＭＳ
培养基。本研究结果与大部分同类研究相似。在
节节麦愈伤分化过程中，ＭＳ培养基对应的愈伤
分化率最高，但不同基本培养基对应的愈伤分化
率之间差异并不显著。
植物激素是培养基中的关键成分之一，其中，
２，４－Ｄ和ＫＴ分别是小麦幼胚愈伤组织诱导和分
化阶段常用的激素。多数研究者认为，在幼胚培
养中２，４－Ｄ的适宜用量为２．０ｍｇ·Ｌ－１［１４－１５］。
ＫＴ的作用是促使细胞分裂，同时使得分裂朝着
器官分化的方向进行，不同浓度的ＫＴ对小麦幼
胚分化有较大影响。本研究结果表明，２，４－Ｄ对
节节麦胚性愈伤的诱导影响十分显著，但不同浓
度２，４－Ｄ对愈伤分化率影响并不显著。胚性愈伤
率和愈伤分化率随２，４－Ｄ浓度的增加呈单峰曲线
变化，胚 性 愈 伤 率 最 高 时 的 ２，４－Ｄ 浓 度 为
２ｍｇ·Ｌ－１，愈伤分化率最高的２，４－Ｄ 浓度为
３ｍｇ·Ｌ－１，这与在普通小麦中的研究结果相
似［１６－１８］。最高的胚性愈伤率和愈伤分化率所对应
的２，４－Ｄ浓度不同，其原因可能是由于节节麦幼
胚在愈伤诱导过程中易长实生芽，适当提高２，４－
Ｄ浓度有利于抑制实生芽的生成，提高愈伤组织
的质量，从而提高愈伤分化率。因此，为提高节节
麦幼胚再生率２，４－Ｄ浓度宜选用３ｍｇ·Ｌ－１。在
节节麦愈伤分化的研究中，ＫＴ对节节麦愈伤分
化率影响最显著，愈伤分化率随ＫＴ浓度增加而
减小，ＫＴ浓度为１ｍｇ·Ｌ－１时愈伤分化率最高，
且与浓度为１．５ｍｇ·Ｌ－１和２．０ｍｇ·Ｌ－１时愈伤
分化率差异均达到显著水平。因此，分化培养基
中ＫＴ浓度宜选用１．０ｍｇ·Ｌ－１。
碳源不仅提供愈伤组织生长所需的能量，还
起到调节培养基渗透压的作用。范学科等［１２］在
小麦幼胚愈伤组织诱导过程中发现，将蔗糖浓度
从３０ｇ·Ｌ－１降为 １５ｇ·Ｌ－１，同时加入 １５
ｇ·Ｌ－１的甘露醇或山梨醇，能明显改善愈伤组织
生长状态。本试验以３０ｇ·Ｌ－１麦芽糖为碳源，
胚性愈伤率要高于另外３种碳源，这与Ｆｒａｎｃｉｓ－
ｃｏ［１９］的研究结果相同；以 １５ｇ·Ｌ－１蔗糖 ＋
１５ｇ·Ｌ－１甘露醇为碳源时，愈伤分化率高于另外
３种碳源，但四种碳源之间不论是胚性愈伤率还
是愈伤分化率差异都不显著。因此在碳源的选择
上可以直接选用３０ｇ·Ｌ－１蔗糖。
·５５１·第２期 徐 凤等：节节麦幼胚再生体系的建立
本试验所研究的１６个处理中，节节麦幼胚培
养最佳体系为第９个处理，即诱导培养基为 ＭＳ
培养基＋３．０ｍｇ·Ｌ－１ ２，４－Ｄ＋３０ｇ·Ｌ－１麦芽
糖，分化培养基为：ＭＳ培养基＋３０ｇ·Ｌ－１麦芽
糖＋１．０ｍｇ·Ｌ－１ ＫＴ。而通过正交设计的计算
结果，推算出的最佳组合为诱导培养基：ＭＳ培养
基＋３．０ｍｇ·Ｌ－１ ２，４－Ｄ＋１５ｇ·Ｌ－１蔗糖＋
１５ｇ·Ｌ－１甘露醇；分化培养基：ＭＳ培养基＋
１５ｇ·Ｌ－１蔗糖 ＋１５ｇ·Ｌ－１ 甘 露 醇 ＋ １．０
ｍｇ·Ｌ－１ ＫＴ。两个培养体系之所以有差异是因
为本试验所研究的１６个处理是４因素完全正交
所对应的１４４个处理中的一小部分，因此，经推论
所得出的结果才是理论上所有处理中最优的节节
麦再生体系。
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ｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｉｍｍａｔｕｒｅ，ｉｎｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅｓ ａｎｄ ｉｍｍａｔｕｒｅ ｓｃｕｔｅｌａ ｏｆ
ｅｌｉｔｅ ｃｕｌｔｉｖａｒｓ ｏｆ ｗｈｅａｔ，ｂａｒｌｅｙ ａｎｄ ｔｒｉｔｏｒｄｅｕｍ［Ｊ］．Ｅｕｐｈｙｔｉ－
ｃａ，１９９９，１０８：１６１－１６７．
·６５１· 麦 类 作 物 学 报 第３６卷