全 文 ：收稿日期:2004-12-15初稿;2005-07-15二改稿
基金项目:上海市教育发展基金项目(编号:03DZ02)
作者简介:董林娜(1983-),女 ,大学本科
　＊通讯作者:周根余 ,上海师范大学教授(zhougenyu@sina.com)
　上海农业学报　2005 , 21(4):67～ 70
　Acta Agriculturae Shanghai
文章编号:1000-3924(2005)04-67-04
北 美 红 杉 无 性 快 繁 技 术的 研 究
董林娜 , 路　群 , 周根余＊
(上海师范大学生命与环境科学学院 ,上海 200234)
摘　要:北美红杉是国外引进的外来树种 。通过研究不同的激素对北美红杉离体繁殖的影响 , 建立了相
应的组培技术体系。实验结果表明在 MS 培养基中附加 0.5mg L 6-BA+0.3mg L NAA , 芽增殖率达 6.87 倍;
芽上段的增殖倍数比中下段好 , 达 5.6 倍 , 且芽生长健壮 , 茎粗叶绿。 生根培养基为 1 4MS 培养基附加
0.5mg L NAA , 其生根率为 86.7%,根多且粗长 , 平均根长为 1.16cm ,植株高大健壮。
关键词:北美红杉;芽增殖;根诱导;组织培养;NAA;6-BA
中图分类号:S606.2;S633.4　　　　文献标识码:A
北美红杉(Sequoia sempervirens Lindl.)简称红杉 ,又名世界树 、海岸红杉 、常青红杉 、加利福尼亚红杉 ,
属松柏目杉科单种属植物 ,是世界稀有的孑遗树种[ 1] 。具有高大 、常绿 、长寿 、出材率高 、生长迅速等特
点[ 2] ,是著名的速生用材树种和巨大的锯木工业原料树种[ 1] 。北美红杉树形优美 ,是庭园绿化的优良树
种。王凯基等[ 3]曾对北美红杉组培中愈伤组织形成和器官再生进行了研究 ,潘颖南等[ 4] 曾对几种生长调
节物质对北美红杉组织培养的影响进行了研究 。但均未对北美红杉的组培技术体系的建立做更深的研
究。本项目旨在建立相应的大规模繁殖这一优良树种的组织培养体系 ,以满足城市绿化的需求。本文报
道该项研究结果 。
1　材 料与 方 法
1.1　材　料
为上海师范大学植物园春季萌生的北美红杉嫩枝 。
1.2　方　法
1.2.1　材料消毒　剪取北美红杉嫩枝 ,用温肥皂水浸泡洗涤后 ,流水冲洗干净 ,置于 70%酒精中漂洗
30s ,在超净台上 ,经 3%次氯酸钠消毒液消毒 15 min(期间用手摇动消毒液 2 ～ 3次),倒出消毒液 ,用无菌
水冲洗5次后置于无菌培养皿内备用 。
1.2.2　材料接种和培养 　切取 0.5cm的顶芽接种在 1 2MS(大量元素减半 ,其余成分不变)、蔗糖 3%、
琼脂 0.8%、pH5.8的培养基上 ,培养 3d 后的无菌芽用作试验材料。培养条件:温度(25±1)℃,光照
时间 12h d 。
1.2.3　试验过程
1.2.3.1　不同的激素组合对芽增殖的试验:以MS 为基本培养基 , 6-BA 浓度为 0.5mg L作为对照与相应
浓度为0.3mg L 的 IAA 、IBA和NAA组合 ,比较不同生长素与 6-BA组合对芽增殖的效果 。切取0.5cm且生
长健壮的顶芽 ,每一组合 15个 ,两个月后统计试验结果。
1.2.3.2　不同浓度 NAA 与 6-BA 组合对芽增殖的试验:方法同“1.2.3.1” , NAA 浓度为 0 、0.05 、0.1 、
0.3 、0.8mg L ,6-BA浓度为 0.5mg L。
1.2.3.3　取材部位对芽增殖的影响:将单株芽切成上 、中 、下三段 , 每一处理 15 段接入 MS +6-BA
0.5mg L+NAA0.5mg L的分化培养基上 。两个月后统计结果 。
1.2.3.4　无机盐浓度对根诱导的试验　切取 0.5cm生长健壮的顶芽 ,每一瓶接种 15个 ,于 MS大量元素
分别为 1 8 、1 4 、1 2 、全量(其余成分不变)的 4种不同无机盐浓度的培养基进行根诱导试验 ,两个月后统计
结果 。
1.2.3.5　生长素浓度和组合对根诱导的试验:以 1 4MS为基本培养基 ,试验了不同浓度 IBA(0.3 、0.5 、1.
0mg L)和不同浓度NAA(0.3 、0.5 、1.0mg L)及其两两组合 IBA NAA(0.5 0.5 、1.0 0.5)。切取 0.5cm 生长健
壮的顶芽 ,每处理 15个 ,两个月后统计结果 。
2　结 果与 分 析
2.1　芽的增殖
2.1.1　植物激素对芽增殖的影响　在芽增殖培养基中培养 1个月后 ,可观察到几乎在每片叶子的叶腋处
都有小芽形成。其中 ,6-BA+NAA激素组合处理的芽增殖倍数最高 ,可达 6.73 ,且生长速度较快 ,植株健
壮(由于个体间存在的差异可能导致同一培养基上芽的增殖倍数存在一定的差异 ,但不太明显)。而
6-BA与 IAA 、IBA组合处理的芽增殖倍数相对较低 ,且生长速度较慢 ,茎较细(表 1)。
表 1　6-BA 与不同生长素组合对北美红杉芽增殖的影响
Table 1　Effects of combination of 6-BA with different auxins on shoot proliferation efficiency
激素浓度(mg L)(Hormone concentration)
6-BA IAA IBA NAA
接种数(个)
Inoculation number
形成芽数(个)
Number of formed shoots
增殖倍数
Number of proliferation times
0.5 0.3 - - 15 84 5.60
0.5 - 0.3 - 15 84 5.60
0.5 - - 0.3 15 101　 6.73
0.5 - - - 15 92 6.13
0.5mg L 6-BA与不同浓度的NAA配合使用 ,随 NAA浓度增加 ,其增殖效果越来越好 ,但是当浓度达
到0.8mg L 时 ,其增殖率突然下降 ,说明浓度达到 0.8mg L以上的 NAA对北美红杉的芽增殖有抑制作用
(表 2)。
表 2　NAA浓度对北美红杉芽增殖的影响
Table 2　Effects of NAA concentration on shoot proliferation efficiency
激素浓度(mg L)(Hormone concentration)
6-BA NAA
接种数(个)
Inoculation number
形成芽数(个)
Number of formed shoots
增殖倍数
Number of proliferation times
0.5 0　　 15 92 6.13
0.5 0.05 15 69 4.60
0.5 0.10 15 99 6.60
0.5 0.30 15 103　 6.87
0.5 0.80 15 61 4.07
表1和表 2的结果表明 ,植物激素明显影响北美红杉芽的增殖。北美红杉的器官发生是由形成层启
动长出愈伤组织 ,由片状的分生细胞分化苗端分生组织而形成芽原基[ 3] 。因此 ,NAA与 6-BA 组合比和
IAA 、IBA和6-BA组合可能更有利于片状分生细胞的形成 ,从而促进了芽原基的形成 。
2.1.2　不同接种部位对芽增殖的影响　北美红杉上 、中 、下 3段外植体在分化培养基中培养 1个月左右
可以观察到 ,外植体的基部出现芽分化。顶端的芽增殖数明显要比中下段芽多(表 3)。结果表明 ,北美红
杉芽的顶端优势对芽的增殖影响并不是很大 ,这与北美红杉本身具有很强的再生能力有关 ,在自然状态下
北美红杉的萌蘖枝能从任何年龄的根基上抽发出来 ,且沿整个树干都能抽梢 ,具很强的萌蘖性[ 2] 。顶端外
植体增殖的芽的平均高度最高 ,可达 3.054cm ,从另一侧面说明北美红杉顶端芽丰富的生理激素含量足以
促进增殖芽的快速拔高。
2.2　根的诱导
2.2.1　无机盐浓度对北美红杉芽诱导生根的影响　北美红杉的顶芽在不同无机盐浓度的培养基中培养
50d后 ,在 1 4MS培养基中芽的基部首先长出乳白色的小根 ,随后在其他无机盐浓度的培养基中也陆续长
68 上　　海　　农　　业　　学　　报　　　　　　　　　　　　　　　21卷
出根。两个月后统计结果见表 4 ,表明根的分化明显受无机盐浓度影响 ,生根率和生根数顺序为:1 4MS>
1 8MS>1 2MS 。1 4MS培养基中有须根形成 ,植株的生长状况良好 ,颜色鲜嫩 。1 8MS培养基中的根较长 ,
但是植株的生长状况不好 ,叶片有些黄褐化。1 2MS培养基中根短且黄化 。MS 培养基中芽的生根率和根
数都比较好 ,但根的生长状况极差 ,根粗又短 ,颜色不是乳白色而是黄色。结果表明 ,无机盐浓度不但影响
根的分化且影响植株健康生长 。
表 3　不同芽节段对芽增殖的影响
Table 3　Effects of inoculating different parts on shoot prol iferation efficiency
接种部位
Inoculated
part
接种数(个)
Inoculation
number
形成芽数(个)
Number of
formed
shoots
增殖倍数
Number of
proliferation
times
平均芽高(cm)
Average
shoot
height
生长状况
Growth state
顶段
Top
30 168 5.60 3.054 基部有黑色愈伤组织 ,植株高度平均 ,为草绿色 ,且健壮There were black calli in the basal part;plants were grass green and ro-
bust and even in height
中段
Middle
30 127 4.23 2.630 有些基部有乳白色的根 ,且有大量黑色愈伤组织There were some milky white roots and plenty of black calli in the basal
part
下段
Bottom
30 145 4.83 2.034 增殖芽多且较矮 ,茎粗壮 ,有些基部长根 ,且有大量黑色愈伤组织Proliferative shoots were rather short and many;stalks grew sturdy;some
basal parts rooted and had plenty of black calli
表 4　无机盐浓度对根诱导的影响
Table 4　Effects of mineral salts concentration on roots inducing efficiency
无机盐浓度
Mineral salts
concentration
接种数(个)
Inoculation
number
生根数(个)
Rooting
number
生根率(%)
Rooting
rate
总根数(条)
Total of
roots
平均根数(条)
Average of
roots
平均根长(cm)
Average root
length
生长状况
Growth state
1 8MS 15 7 46.67 18 1.2 1.378 根乳白色较粗 ,基部发黑 ,植株叶枯黄Roots were rather thick and milky white;basal
parts got black;leaves of plants turned yellow
1 4MS 15 8 53.33 36 2.4 0.833 根乳白色粗壮 ,有须根形成 ,分枝多Roots were stout andmilky white with root fibri l
forming;branches were many
1 2MS 15 3 20.00 3 0.2 1.400 植株高大 ,茎粗壮 ,分枝多Plants were tall and big with sturdy stalks and
many branches
MS 15 7 46.67 18 1.2 0.417 根粗短 ,黄色 ,植株粗壮Plants grew sturdy with yellow short and thick
roots
2.2.2　生长素及其组合对北美红杉芽诱导生根的影响　芽在不同生长素及其组合的生根培养基中培养
一个半月后 ,在附加 IBA0.3mg L 、NAA0.3和 0.5mg L的 3个培养基中 ,芽的基部均长出乳白色的根 ,附加
NAA0.5mg L的培养基中长出的根数目最多。培养两个月后统计结果表明(表 5),单用 IBA处理的生根率
很低 ,说明 IBA不利于北美红杉根的分化。单用 NAA处理时 ,随浓度增高 ,其生根率也慢慢上升 ,当浓度
达到 0.5mg L时生根率最高达 86.7%,当浓度提高到 1.0mg L时其生根率下降 ,说明1.0mg L 以上
表 5　生长素对北美红杉诱导生根的影响
Table 5　Effects of auxin on root inducing efficiency
生长素浓度(mg L)(Auxin concentration)
IBA NAA
接种数(个)
Inoculation
number
生根数(个)
Rooting
number
生根率(%)
Rooting
rate
总根数(条)
Total of
roots
平均根数(条)
Average of
roots
平均根长(cm)
Average root
length
0.3 0　 15 1 6.7 3 0.20 1.37
0.5 0　 15 1 6.7 2 0.13 1.40
1.0 0　 15 5 33.3 11 0.73 1.30
0　 0.3 15 9 60.0 23 1.53 0.92
0　 0.5 15 13 86.7 51 3.40 1.16
0　 1.0 15 11 73.3 41 2.70 0.81
0.5 0.5 15 11 73.3 42 2.80 0.94
1.0 0.5 15 13 86.7 40 2.67 0.80
694 期　　　　　　　　　　　　　　董林娜等:北美红杉无性快繁技术的研究
的NAA对北美红杉的根诱导有抑制作用。NAA诱导生根后的植株生长速度正常 ,茎叶呈正常绿色 ,粗细
均匀 ,无黄褐化现象 。
IBA与NAA组合对根诱导没有单用 NAA时好 ,说明 IBA在与 NAA配合中并不有利于北美红杉根的
分化 。因此 ,北美红杉组织培养生根中不宜采用 IBA 。
3　讨　论
北美红杉是世界著名的园林和观赏树种 。有关北美红杉在我国的引种 、栽培及其生物学特性均有报
导[ 1 ～ 8] 。潘颖男等[ 4] 报道 6-BA与 IBA配合使用可促进北美红杉芽的增殖 ,其最高增殖倍数为 3.18。本文
研究了 NAA , IAA , IBA3种生长素与 6-BA配合使用对芽增殖的影响 ,结果表明NAA与 6-BA的配合使用对
芽的增殖效果明显优于 IAA 和 IBA ,增殖倍数达 6.87 ,这表明北美红杉芽增殖需要较高的生长素水平 。
NAA浓度试验结果表明 ,超过一定浓度将产生抑制作用。
以北美红杉嫩枝的顶段 、中段 、下段 3个不同部位为外植体对芽增殖的效果进行了比较 ,表明以顶段
为外植体时 ,芽的增殖效果最高 ,这可能与北美红杉顶端具有较高的内源激素有关。胡庆等[ 8] 指出 ,降低
MS培养基中 NH4NO 3和 KNO 3 ,添加少量NAA与 IBA 可减少枯顶率 ,有助于生根。结果表明 , 1 4MS 的无
机盐浓度与单独 NAA的应用对北美红杉诱导生根具有良好的效果 ,过量或过低的无机盐浓度以及 NAA
与 IBA的配合或单独使用 IBA效果均不佳。
以上各项研究结果表明 ,北美红杉组培中芽的再生能力很强 ,采用顶芽为外植体 ,在 MS培养基附加
0.5mg L 6-BA+0.3mg L NAA的分化培养基可大量诱发芽生芽的发生 ,将芽接种到 1 4MS+0.5mg L NAA
培养基诱导生根 ,生根率可达 86.7%。本试验结果为建立北美红杉的快速繁殖组织培养体系 ,大量繁殖
这种树形优美的庭园树种提供了可能性 。这对美化城市环境 ,增加树的种类具有一定的现实意义 。
参　考　文　献
[ 1] 左显东 , 祁荣频 , 王懿祥, 等.北美红杉在我国的引种及其生态适应性[ J] .云南林业科技 , 2000 ,(4):36～ 40.
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Study on Technique of Rapid Asexual Propagation of
Sequoia sempervirens Lindl.
DONG Lin-na , LU Qun , ZHOU Gen-yu
(College of Life and Environmental Science , Shanghai Normal University , Shanghai 200234 , China)
Abstract:Sequoia sempervirens Lindl.is a tree species introduced from abroad.Through researching the effects
of different hormones on in vitro reproduction of Sequoia sempervirens Lindl.a technical system of relevant tissue cul-
ture was set up.The experimental result showed that the proliferation efficiency of the shoots was 6.87 times when
adding 0.5mg L 6-BA+0.3mg L NAA to MS medium.The proliferation efficiency of top segment was 5.6 times and
better than those of middle and lower segments , and the shoots grew healthy and strong having thick stalks and green
leaves.The root-promoting medium prepared by adding 0.5mg L NAA to 1 4MS could make the rooting rate reach 86.
7%, the roots many and thick with average length of 1.16cm , and the plantlets tall and sturdy.
Key words:Sequoia sempervirens Lindl.;Rapid proliferation;Root inducement;NAA;6-BA
70 上　　海　　农　　业　　学　　报　　　　　　　　　　　　　　　21卷