全 文 ：北美红杉组织培养技术研究＊
周元超 1 , 徐凌彦2 , 于进英1 , 李枝林 1
(1.云南农业大学园林园艺学院 , 云南　昆明 650201; 2.云南省农业职业技术学院 , 云南　昆明 650031)
摘要:通过不同激素对北美红杉离体繁殖影响的实验 , 建立了相应的组培技术体系。 研究结果表明 , 北美红杉
茎段外植体经消毒后接种在 MS+IBA0.1 mg/L+KT1.0 mg/L上诱导 , 出芽率最高;北美红杉继代增殖随着继
代次数的增加 , 逐步降低细胞分裂素 6-BA的浓度 , 而获得健壮的植株;生根培养以 1/4MS+NAA1.5 mg/L+
IBA2.5 mg/L培养基效果最好 , 生根率为 74 %, 且枯顶率和萌蘖率也较低。
关键词:北美红杉;组织培养;继代培养;生根
中图分类号:S791.33　　文献标识码:A　　文章编号:1672-8246 (2010) 04-0048-04
StudiesontheTissueCultureofSequoiasempervirens
ZHOUYuan-chao1 , XULing-yan2 , YUJin-ying1 , LIZhi-lin1
(1.ColegeofHorticultureandLandscape, YunnanAgriculturalUniversity, KunmingYunnan650201, P.R.China;
2.YunnanAgriculturalScienceandTechnologyColege, KunmingYunnan650031, P.R.China)
Abstract:ThetissueculturetechnologysystemofSequoiasempervirenswasestablishedusingtheintroducedplant
materialsandstudyingtheefectsofdiferenthormones.Theresultsindicatedthatputingthesterilizedstemsec-
tionsonMS+IBA0.1 mg/L+KT1.0 mg/Lcouldgetthehighestgerminationrate.Intheprocedureofsubcul-
ture, theconcentrationsofadding6-BAshouldbedecreasedgradualyforgetinghealthyplant.Theoptimumme-
diumforrootingwas1/4MS+NAA1.5mg/L+IBA2.5mg/L, withtherootingrateof74%, moreovertherateof
wilttopandsproutingwereallow.
Keywords:Sequoiasempervirens;tissueculture;subculture;rooting
北美红杉 (Sequoiasempervirens)又名红杉 、
红雪松 、海岸红杉等 , 为杉科北美红杉属单种属植
物 , 常绿针叶大乔木 。北美红杉是已知世界上最高
的树种 , 是世界稀有的孑遗树种[ 3] , 也是世界著
名的速生珍贵用材树种 , 适应环境能力强 , 在我国
有较大的适生范围 , 在云南 、 贵州 、 上海 、 浙江 、
福建 、 江苏等地都相继引种成功 [ 4] , 其中云南 、
贵州和福建沿海一带生长良好 。北美红杉在适生区
生长迅速 , 速生持续期长 , 树干通直 , 出材率高 ,
材质好 。
组织培养是迅速繁殖林木良种的重要手段之
一 , 为了更快更有效更经济地提供优质北美红杉种
苗 , 建立优良北美红杉丰产林 , 进行北美红杉优良
无性系组培快繁技术体系研究具有一定现实积极意
义。美国 Bonga(1977)首先报道了红杉组织培
养[ 4] , 我国潘颖南 、 胡庆 、 陈芳 、 董林娜 、 姜运
力 、 琚淑明等在北美红杉组织培养方面取得了新的
进展 [ 3 ～ 4, 6 ～ 8, 11] 。本项目在综合前人研究基础上采
用北美红杉带芽茎段作为外植体进行了组织培养 ,
并对出现的新情况做了研究 , 最终获得完整北美红
杉植株。
　第 39卷　第 4期
　2010年 12月 　　　　　　　　　
西　部　林　业　科　学
JournalofWestChinaForestryScience　　　　　　　　　　
Vol.39　No.4　
Dec.2010　
＊ 收稿日期:2010-06-20
　　　第一作者简介:周元超 (1984-), 男 , 山东临沂人 , 硕士研究生 , 主要从事观赏植物资源利用及创新方面的研究。
　　　通讯作者简介:李枝林 (1955-), 男 , 云南大理人 , 教授 , 硕士生导师 , 主要从事观赏植物资源利用及创新方面的研究。
DOI :10.16473/j.cnki.xblykx1972.2010.04.014
1　材料和方法
1.1　实验材料
实验材料来自云南农业大学花卉研究所。
1.2　植物材料的处理方法
(1)外植体消毒 　剪取北美红杉萌芽条顶芽
或带腋芽茎段作外植体 , 去叶 , 剪切成 1 ～ 2cm长
带芽小段 , 放于自来水下冲洗 30min, 用洗衣粉浸
泡洗涤后 , 流水冲洗干净备用。在超净工作台上 ,
用 10 %次氯酸钠消毒 40 s, 倒出消毒液 , 用无菌
水漂洗 3次 , 再用 75 %酒精浸泡 30 s, 无菌水漂
洗 2次 , 然后用 0.1 %HgCl2浸泡消毒 3 ～ 4 min,
无菌水漂洗 4 ～ 5次 , 即可接种在外植体诱导培养
基上。消毒时 , 不断用玻璃棒搅动消毒液 , 使材料
充分与消毒液接触。
(2)北美红杉外植体诱导实验　外植体诱导试
验基本培养基为 MS, 另加蔗糖 3 %, 琼脂 0.6 %,
pH为 5.8。调节 KT、 6 -BA、 NAA和 IBA的浓
度 , 设 7个处理 (表 1), 每个处理 20瓶 , 观察记
录不同处理的芽生长情况 。
(3)北美红杉增殖和生根实验　将北美红杉
外植体诱导形成的不定芽接种在增殖培养基上进行
继代培养 , 观察记录不同培养基北美红杉外植体的
不定芽增殖情况 。增殖率 =不定芽数 /接种茎段数
×100%。而后将增殖得到的北美红杉的不定芽接
种到不同生根培养基中观察其生根情况 。
北美红杉接种材料置于培养室 , 培养温度为
25±3℃, 光照周期 12h/d, 光强度 1 600lx, 以植
株生长的光强度需要为准。
2　结果与分析
2.1　不同激素对北美红杉外植体诱导的影响
消毒后的北美红杉茎段接种于 7种诱导培养基
后 (见表 1), 15天发现茎段基部伤口愈伤化 , 芽
开始膨大 。 30天后部分芽抽生 , 愈伤组织增加。
由于部分诱导培养基激素用量不合理 , 造成外植体
的茎出现畸形膨大 。 45天后芽抽生平均 3 cm, 愈
伤组织继续增加 , 部分芽体畸形膨大严重 , 不能抽
生。接种后 45天统计茎尖的诱导情况 , MS+IBA
0.3 mg/L+KT1.0 mg/L培养基较适合北美红杉的
芽体诱导 , 抽生率 76%, 愈伤组织生长较少 , 芽
体生长较正常 。
表 1　不同激素对北美红杉外植体诱导的影响
Tab.1　Efectsofdiferenthormonesoninductionofexplants
处理 激素浓度 /mg· L-1KT 6-BA NAA IBA
接种数
/个
污染数
/个
芽体膨大
畸形率 /%
新芽抽生
率 /%
1 1.5 0.3 20 3 35 53
2 1.0 0.3 20 3 12 76
3 0.5 0.3 20 6 0 21
4 0.5 0.1 20 1 58 63
5 1.0 0.1 20 2 83 39
6 0.5 0.2 20 4 31 25
7 0.5 0.3 20 3 24 12
激素不同种类 , 不同浓度对外植体茎尖的诱导
有不同的效果 , 经试验发现 , KT比 6-BA更能促
进北美红杉芽的抽生 , 而不同浓度的 KT和 6-BA
对芽诱导的影响基本一样 , 浓度越高愈伤组织生长
越多 , 芽体畸形膨大率越严重 。同浓度的 6 -BA
比 KT更容易使外植体愈伤化 , 芽体畸形膨大 。
2.2　不同浓度 6-BA和继代次数对北美红杉组培
芽增殖的影响
将北美红杉组织外植体诱导得到的茎段以两节
为一增殖单位 , 切割后转入继代培养基中 , 15天
后 , 可观察到在每片叶子的叶腋处都有小芽形成 ,
茎基部愈伤组织上亦能长出新芽 , 30天后新长出
的芽及各茎段叶腋长出的腋芽均可伸长生长 。
49　第 4期　　　　　　　　　　周元超等:北美红杉组织培养技术研究
表 2　不同浓度 6-BA和继代次数对增殖的影响
Tab.2　Efectsofdifferentconcentration6-BAandsubculturetimesonproliferation
处理 激素浓度 /mg· L-1
6-BA NAA
继代
次数
增殖率
/% 生长状况
1 0.8 0.1 2 348 愈伤组织多 , 芽体膨大 ,小苗粗壮 , 但有时芽不能抽出 ,个别芽玻璃化
2 0.8 0.1 4 460 有愈伤组织 , 芽能正常抽出
3 0.8 0.1 8 628 有愈伤组织 , 小苗生长细弱 ,个别芽出现玻璃化
4 0.5 0.1 2 238 有愈伤组织 , 大部分芽能正常抽出
5 0.5 0.1 4 367 有愈伤组织 , 芽正常抽出 ,生长健壮
6 0.5 0.1 8 526 有愈伤组织 , 小芽多 ,出现细弱苗
7 0.2 0.1 2 154 愈伤组织较少 , 小苗细弱
8 0.2 0.1 4 229 愈伤组织较少 , 小苗生长正常
9 0.2 0.1 8 340 愈伤组织较少 , 小苗生长正常
注:基本培养基为 MS, 增殖率 =不定芽数 ÷接种芽段数 ×100%
从表 2中可以看出 , 随着北美红杉继代次数的
增加 , 同一浓度的 6-BA对增殖有不同程度的促
进作用 。但是较高浓度的 6-BA(0.8 mg/L)容
易产生较多的愈伤组织 , 在继代培养初期 , 较高浓
度的 6 -BA还会引起个别芽的膨大畸形 , 芽不能
正常抽出;随着继代次数的增加 , 6-BA对北美红
杉不定芽的增殖作用增强 , 使得抽生出的芽细弱 ,
易倒伏 。低浓度的 6 -BA(0.2 mg/L)在继代培
养初期对北美红杉不定芽的增殖作用不明显 , 芽能
正常抽出 , 但是抽出的芽长势细弱;随着继代次数
的增加 , 低浓度的 6-BA反而对北美红杉的增殖
有促进作用 , 而且小苗生长正常。
由表 2还可见 , 细胞分裂素 6-BA浓度在 0.2
～ 0.8 mg/L之间均能使北美红杉诱导出不定芽 ,
随着其浓度的增高 , 诱导出的芽数亦增加 。实验结
果还表明:随着继代次数的增加 , 较高浓度的细胞
分裂素 6-BA, 容易引起芽玻璃化 , 小苗生长不健
壮。因此 , 在生产过程中应根据北美红杉组培苗的
生长情况和继代次数的增加逐步降低细胞分裂素的
浓度 , 使增殖获得健壮的小苗。
2.3　不同激素及培养基对北美红杉组培苗生根的
影响
生根试验将生长至 2 ～ 3cm的健壮北美红杉小
苗接种在促进生根培养基上 , 50天后统计生根情
况。
从处理 1 ～ 5上可以看出 , 添加少量细胞分裂
素 6-BA和 KT后 , 生根苗的萌蘖率很高 , 而且产
生大量愈伤组织 , 6 -BA的作用比 KT的作用要
强。虽然添加细胞分裂素对降低北美红杉的枯顶率
有一些作用 , 但是产生大量萌蘖小苗及愈伤组织会
对以后北美红杉生根苗的移栽带来许多困难 , 且影
响成活率 , 见表 3。
表 3　不同激素及培养基对北美红杉组培苗生根的影响
Tab.3　Efectsofdiferenthormonesandmediumonrooting
处理 培养基 激素 / mg· L-1NAA IBA KT 6-BA 处理数
生根率
/%
枯顶率
/%
萌蘖率
/%
愈伤组织
生长情况
1 MS 1.0 0.1 100 31 30 320 +++
2 MS 1.0 0.2 100 28 35 360 +++
3 MS 1.0 0.2 100 9 29 230 ++
4 MS 1.0 0.2 100 13 24 220 ++
5 MS 2.0 0.2 100 19 19 200 ++
6 MS 1.0 2.5 100 42 58 120 +
7 MS 1.0 3.0 100 35 52 110 +
8 MS 1.5 2.5 100 70 47 90 +
9 MS 1.5 3.0 100 32 38 60 +
10 MS 2.0 2.5 100 19 23 10 +
11 1/2MS 1.5 2.5 100 73 29 39 +
12 1/4MS 1.5 2.5 100 74 17 21 +
13 1/8MS 1.5 2.5 100 69 8 14 -
注:-表示无愈伤组织;+表示有少量愈伤组织;++表示有愈伤组织;+++表示有大量愈伤组织。
50 西　部　林　业　科　学 　　　　　　　　　　　　　2010年　
从处理 6 ～ 10中可以看出 , 加入细胞分裂生长
素 NAA和 IBA对北美红杉的生根有促进作用 。在
一定范围内 , 北美红杉的生根率随着 NAA和 IBA
浓度的升高而增高 , 但 NAA的浓度达到 2.0 mg/
L, 对北美红杉生根有抑制作用;IBA浓度达到
3.0mg/L的时候对北美红杉生根有抑制作用 。在
萌蘖率和枯顶率方面 , 较高浓度的 NAA和 IBA都
有抑制作用 , 但当 NAA浓度达到 2.0 mg/L或 IBA
浓度达到 3.0 mg/L时 , 在小苗基部有红色分泌物
产生 , 系激素浓度过高引起北美红杉褐化 。
无机盐浓度不但影响根的分化且影响植株健康
生长。减少不定芽枯顶有利于生根 , 胡庆等 [ 7]指
出 , 降低 MS培养基中 NH4NO3和 KNO3 , 有助于
植株生根 。从表 3中对比处理 8、 处理 11、 处理
12、处理 13可以看出 , 降低 MS培养基中无机盐
的浓度 , 北美红杉的枯顶率和萌蘖率都有所降低 ,
但 1 /8MS培养基虽然愈伤组织生长少 , 枯顶率和
萌蘖率最低 , 但是北美红杉小苗生长由于缺乏营
养 , 根细 , 而且中下部的叶子变黄褐色。因此 , 北
美红杉最佳生根培养基配方为:1/4MS+NAA1.5
mg/L+IBA2.5mg/L。
2.4　试管苗的移栽
将已生根的北美红杉瓶苗移出培养室 , 放置在
散射光处。移出 3天后拆去瓶膜线 , 松动瓶膜 , 5
天后小心倒出瓶苗 , 用水洗净培养基 , 直接移植到
塑料大棚或玻璃温室的苗床上 。基质比例珍珠岩︰
腐叶土︰素土为 2︰ 1︰ 1, 基质充分混合后 , 用
0.1%多菌灵消毒。保持良好的环境条件 , 要有较
强的散射光 , 温度 23 ～ 25℃, 湿度 90 %左右 , 使
用这种方法成活率在 80 %以上。
实验结果表明 , 试管苗出瓶移植成活率还与苗
移出培养瓶时的生长季节有关 , 2 ～ 3月 、 6 ～ 8月
试管苗成活率较高 , 4 ～ 5月移栽成活率较低 , 10
月成活率开始下降 , 这与昆明当时气温较高 , 湿度
较小有关[ 8] 。
3　结论
(1)本研究采用芽器官离体培养繁殖北美红
杉组培苗 , 以芽繁芽 , 有利于北美红杉各优良无性
系遗传性状的稳定。
(2)北美红杉的离体培养试验 , 茎段外植体
的诱导 6-BA对其芽的诱导增殖作用强于 KT, 但
外植体愈伤化 , 芽体畸形膨大严重 , MS+IBA0.3
mg/L+KT1.0mg/L培养基较适合北美红杉的芽体
诱导 , 抽生率 76 %, 愈伤组织生长较少 , 芽体生
长较正常 。
(3)在北美红杉继代培养中 , 6-BA浓度为
0.2 ～ 0.8 mg/L均能诱导出不定芽 , 且随着其浓度
的增高 , 诱导出的芽数增多 。因此 , 在生产过程中
随着继代次数的增加和苗体的具体长势应逐步降低
6-BA的浓度 。
(4)北美红杉生根较困难 , 影响生根的因素
较多 , 本研究得出的较好的生根培养基配方为:1/
4MS+NAA1.5 mg/L+IBA2.5 mg/L, 生根率为
74 %, 使用这种方法枯顶率 、萌蘖率都较小。
(5)北美红杉试管苗的移栽最好在 2 ～ 3月和
6 ～ 8月进行 , 最佳基质配比是珍珠岩︰腐叶土︰
素土为 2︰ 1︰ 1, 并注意保持大棚或温室空气的
温湿度。
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(责任编辑　胡光辉)
51　第 4期　　　　　　　　　　周元超等:北美红杉组织培养技术研究