全 文 ：红芽大戟组织培养研究进展
张红岩，莫勇生，周 兴，孙文波* (广西科学院生物研究所，广西南宁 530003)
摘要 ［目的］论述红芽大戟组织培养的研究现状。［方法］从外植体的选择及消毒、培养基及激素选择、组培苗生根及移栽等方面进行
论述，并探讨了红芽大戟组织培养研究中存在的问题以及未来的研究和发展方向。［结果］芽或茎尖是红芽大戟组织培养合适的外植
体;不同植物种类或不同品种对激素的要求不同，目前所采用的培养基主要为 MS、B5、Miller培养基，不同诱导阶段所采用的培养基的种
类和浓度也不尽相同;组培苗移栽主要注意基质、移栽温度和湿度、移栽季节及水肥等方面。组织培养快繁技术研究仍处在初步研究阶
段，技术尚未成熟，今后应该加强研究的关键问题主要有解决外植体污染难题，提高外植体诱导成功率;提高芽苗生根率及组培苗移栽
成活率等。［结论］该研究为人工栽培红芽大戟提供有价值的参考。
关键词 红芽大戟;组织培养;外植体;培养基;生根
中图分类号 S567 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2014)29 －10136 －03
Tissue Culture Advances of Knoxia Valerianodies
ZHANG Hong-yan，MO Yong-Sheng，ZHOU Xing，SUN Wen-bo* (Biology Ｒesearch Institute，Guangxi Academy of Sciences，Nan-
ning，Guangxi，530003)
Abstract ［Objective］The research aimed to discuss the research status of tissue culture of Knoxia valerianodies． ［Method］The explant se-
lection，medium and plant growth regulators selection，rooting cultivation and transplantation of Knoxia valerianodies were discussed． Main
problems in Knoxia valerianodies tissue culture were analyzed，the research and development direction in the future was also discussed．［Ｒe-
sult］Ｒed bud bud or shoot tip were suitable tissue culture explants of Knoxia valerianodies，the different plant species or different varieties had
different requirements for hormone． At present，the medium used mainly for MS，B5 and Miller medium，the type and concentration of the dif-
ferent media used in the induction phase were not the same． In the transplant of tissue culture，the main consideration were the matrix，trans-
planting temperature and humidity，transplanting season，fertilizer and other aspects． The research on propagation technology of tissue culture is
still in the preliminary study stage ，technology is not yet mature． The key question for future research is mainly to solve the pollution problem
of explants，improve the iduced success rate of explants;improve the rooting rate of shoots and the survival rate of tissue culture transplant and
so on．［Conclusion］The study provides a valuable reference for the artificial cultivation of Knoxia valerianodies．
Key words Knoxia valerianodies;Tissue culture;Explants;Medium;Ｒooting
基金项目 广西自然科学基金(2010GXNSFB013022);广西科学院基金
(12YJ25SWS22)。
作者简介 张红岩(1980 －)，女，山东潍坊人，助理研究员，硕士，从事
热带经济作物组培及转基因研究工作。* 通讯作者，副研
究员，从事热带经济作物组培及转基因研究工作。
收稿日期 2014-08-29
红芽大戟(Knoxia valerianoides Thorel et Pitard)别名红大
戟、紫大戟、广大戟、将军草等，为茜草科多年生草本植物，主
产广西、广东，生于低山坡草丛中的半阴半阳处［1 －2］。红芽
大戟以块根入药，主要化学成分为蒽醌类化合物，主治胸腹
积水、痰饮喘满、水肿腹胀、二便不利、痈肿疮毒等，具有泻
水、解毒、散结的功效。还具有抗菌作用，特别是对金黄色葡
萄球菌和绿脓杆菌有较强的抑制作用，可以治疗狂症，是中
成药紫金锭的主药［3 －4］。
红芽大戟作为一种珍贵的中药材，繁殖非常缓慢，在自
然界中主要通过种子繁殖。但由于种胚发育不良，自然散落
的种子发芽率不到 l%。采用常规方法贮藏 1 年以上的种
子，基本丧失活力，几乎不能出苗［5 －6］。近年来，随着红芽大
戟市场需求量的增加，其价位不断上升而引发了滥采乱挖，
致使野生资源已濒临枯竭［7］。20世纪 80年代后虽然已开展
人工栽培试验研究，但均因种苗问题而难以推广。红芽大戟
组织培养和快速繁殖不仅对保护野生药用植物资源有着积
极的意义，且能缩短其生长周期，实现快速繁殖，满足市场对
红芽大戟药材的需求;同时，广阔的市场需求空间和开发利
用也必定带动了种植业、药材加工业和相关产业的发展［8］。
笔者从外植体选择及处理、植物生长调节剂使用、组织培养
条件和组培苗的移栽等方面，对近年来红芽大戟组织培养的
研究概况进行综述，以期为以后的研究提供有价值的参考。
1 外植体材料的选择和处理
1． 1 外植体的选择 外植体是指从植物组织或器官上切割
下来并用于组织培养的原始体小块［9］。目前组织培养已经
获得成功的植物，外植体几乎包括了植物体的各个部位。但
不同种类的植物以及同种植物不同的器官，对诱导条件的反
应不同，有的部位诱导成功率高，而有的部位很难脱分化;有
时，即使脱分化，再分化频率也很低，或仅分化出芽而不长
根，或仅长根而不长芽。因此，外植体类型是影响植物组织
培养效果的首要因素［10］。目前有关红芽大戟组织培养报道
中，采用的外植体材料大多为新生枝茎尖，也有用叶片、茎段
等材料的报道。韦莹等将红芽大戟叶片、嫩芽、茎段作为诱
导愈伤组织的外植体，均能诱导出愈伤组织，叶片的愈伤组
织体积很小，紧密;嫩芽和茎段的愈伤组织质量较好、疏松、
体积较大，但除嫩芽外，叶片和茎段的愈伤组织在分化培养
中均无法分化出绿点和丛生芽;试验结果表明，嫩芽是最适
宜红芽大戟愈伤组织诱导分化的最佳外植体［11］。这与陈芳
清等的研究结果［12］相似，在茎、叶和芽 3种外植体中，芽的出
愈率最高，愈伤组织褐化率低，生长最好，且易被诱导出不定
芽，是较理想的快速繁殖材料;而茎和叶的愈伤组织褐化率
高，难以诱导出不定芽。凌征柱等以茎尖为外植体经愈伤后
得到丛生芽［8］。以上结果表明，芽或茎尖是红芽大戟组织培
养合适的外植体。
责任编辑 黄小燕 责任校对 况玲玲安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2014，42(29):10136 － 10138
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2014.29.037
1． 2 外植体的处理 外植体材料的灭菌消毒是植物组织培
养的第一步，也是外植体初代培养中关键的技术环节。这一
环节决定了组织培养工作能否进行下去［13］。组织培养中常
用的灭菌剂的种类很多，常用的有次氯酸钠溶液(含有效氯
0． 4% ～0． 5%)、过氧化氢 10% ～ 12%水溶液、升汞 0． 1%水
溶液，其中前 2种灭菌剂对接种材料比较安全，但灭菌时间
较长，常使接种材料外层氧化变褐，且灭菌效果不如升汞。
升汞有很强的杀菌能力，但浸泡时间稍长，会造成接种材料
中毒，灭菌 10 min后，大部分分生组织褐化严重，因此，材料
消毒处理时间不能过长。凌征柱等将红大戟嫩茎置于洗衣
粉水中浸泡 10 min，用自来水流水冲洗 20 min;在超净工作
台上用 0． 1%HgCl2 浸泡消毒 8 min，然后用无菌水浸洗 4次，
每次 2 min［8］。黄浩用自来水将表面尘土冲洗干净，用 75%
的酒精进行表面擦拭消毒，然后在无菌操作台中剪成长度约
为 2 cm的植株段和单独的叶片，置于已灭菌的宽口瓶用
0． 1%HgCl2 浸泡 10 min，并不断地摇动，然后用无菌水冲洗 4
～5遍，再用已灭菌过的滤纸吸干表面水分置于超净台上
备用［14］。
2 培养基及激素的选择
培养基的种类、激素成分和组合对外植体的分化至关重
要。对植物组织培养而言，一旦外植体确定，影响其再生效
果的最为关键因素即为培养基(激素的种类及浓度)和培养
条件，不同植物种类或不同品种对激素的要求不同。目前有
关红芽大戟组织培养报道，所采用的培养基主要为 MS、B5、
Miller培养基，不同诱导阶段所采用的培养基的种类和浓度
也不尽相同。
2． 1 诱导分化培养基 在植物组织培养中，主要目标诱导
愈伤组织形成和形态发生，使一个离体的细胞、一块组织或
一个器官的细胞通过脱分化形成愈伤组织，并由愈伤组织再
分化形成植物体。有关红芽大戟诱导愈伤的报道多采用 MS
培养基，所用的激素主要为 6 － BA 及 NAA。凌征柱等将消
毒好的外植体接到诱导培养基(MS + BA 3． 5 mg /L + NAA
0． 1 mg /L)上，约 15 d后，茎尖的切口处开始膨大产生乳白色
的愈伤组织;愈伤组织随着培养时间的延长而逐渐增大并变
浅黄色;大约 25 d后在切口处长有愈伤组织的地方长出丛生
芽 2 ～3个;35 d后，便可形成6 ～8个芽的丛芽;60 d后，就能
长出带有 3 ～ 4 节 8 cm高的小苗［8］。韦莹等研究不同激素
种类及浓度对红芽大戟愈伤组织的影响发现，红芽大戟的嫩
芽和茎段在含有不同浓度 2，4 － D培养基中诱导的愈伤组织
诱导率很高，均达 95%以上，且无褐化，但愈伤组织质量随浓
度的增大呈先增加后降低的趋势，浓度为 1． 0 ～ 1． 5 mg /L效
果最好，但愈伤组织均呈透明淡黄色，质地疏松，分化培养基
中无法分化丛生芽，因此，2，4 － D不利于红芽大戟愈伤组织
的诱导;经过进一步对 6 － BA及 NAA的浓度及比例进行优
化，得到红芽大戟愈伤最优激素组合为 MS + 6 － BA 2． 0
mg /L + NAA 0． 4 mg /L［11］。
2． 2 继代增殖 增殖培养是一个既要保障试管苗健壮生长，
又要保证隐芽、腋芽以及不定芽的分化和生长的过程［15］。芽
的增殖和生长受到培养基中的细胞分裂素和生长素(NAA)含
量的控制。凌征柱等研究的诱导培养基诱导出的丛芽，切成带
有愈伤组织的 2个芽为一丛，接种于继代增殖培养基(MS +BA
2． 0 mg /L +NAA 0． 1 mg /L)上;15 d后，在基部的节上长出丛
芽 5 ～6个，25 d后，新长的丛芽就可达到 6 ～8 cm高［8］。黄浩
研究不同激素种类及浓度对红芽大戟继代增殖培养基发现，在
继代培养中，应同时添加 6 － BA、NAA和 MET，较好的浓度配
比为 6 －BA 2． 0 mg /L +NAA 0． 1 mg /L + MET 0． 8 mg /L，芽增
殖倍数最高可达 4． 20倍［14］。张弘等采用平铺的方式，将诱导
出的丛生芽接种于MS +1． 0 mg /L 6 － BA +0． 5 mg /L NAA培
养基中，芽增殖数最高为 6． 98［16］。
2． 3 生根 不定根的形成是组织培养过程中非常关键环
节，它直接影响到组培苗移栽成活率的高低［17］。组培苗的
生根效果与培养基的组成、添加激素的种类及浓度有关。黄
浩等以红芽大戟继代苗为试验材料，1 /2 MS为基本培养基，
研究了不同浓度的生长素、多效唑(MET)、生根粉(ABT)对
红芽大戟组培苗生根诱导的影响，结果表明，NAA不利于红
芽大戟的生根诱导，IBA 和 IAA 单一使用的最佳浓度均为
0． 5 mg /L，IAA 0． 5 mg /L + IBA 1． 0 mg /L的配组处理对根的
诱导效果相对较好;MET在浓度为 1． 4 mg /L时对红芽大戟
生根诱导效果最好;最佳的生根诱导激素配组为 MET l． 4
mg /L + IBA 0． 2 mg /L，生根率、平均生根条数和平均根粗达
最大，分别为 89%、6． 27 条和 0． 78 mm［7］。凌征柱等将长至
6 cm以上高的健壮芽苗单个切下，转入生根培养基(1 /2MS
+ NAA 1． 0 mg /L)上培养，15 d后，芽苗的基部与培养基相接
触的茎段膨大，28 d后，茎段膨大的地方长出 10条左右的须
根，靠近基部的 1 ～3节上亦有少量(2 ～ 3 条 /节)须根长出，
生根率 100%［8］。张弘等研究红芽大戟的最佳诱导生根培养
基为 1 /2MS + 1． 0 mg /L NAA 或 1 /2MS + 0． 1 mg /L ABT，生
根率均可达 100%［16］。
3 组培苗的移栽
组培苗移栽是关系到能否实现工厂化育苗的关键，目
前对红芽大戟组培苗移栽报道的主要是从基质、移栽温度
和湿度、移栽季节及水肥等方面的研究。移栽基质的选择
原则是疏松透气，具有一定的保水保肥能力［18］。移栽的试
管苗植株和活体生根的小植株，湿度控制十分重要。因为
试管苗在培养瓶培养时为高湿(相对湿度为 90% ～ 100%)
环境，茎叶表面没有防止水分散失的角质层，根系不发达，
即使移栽后根系周围有足够的水分也难以保证水分平衡。
在红芽大戟生根苗移栽到基质后，要覆盖塑料薄膜、经常喷
水雾，控制相对湿度不低于 85%，提高空气湿度，减少叶面
蒸腾;同时，控制温度在 30 ℃以下，避免温度过高导致蒸腾
作用加强，水分失衡和微生物滋生等;在 10 ～ 20 d，可半揭
开塑料薄膜，逐渐降低相对湿度，使其渐渐适应自然环境;
20 d后，可完全去掉塑料薄膜，但要注意保证土壤的湿度。
另外，在移栽的过程中，还需加盖遮荫网，以控制光照强度，
避免阳光直射。黄浩等以红芽大戟组培生根苗为移栽材
料，研究了不同基质、水肥处理和季节对红芽大戟组培苗移
7310142 卷 29 期 张红岩等 红芽大戟组织培养研究进展
栽效果的影响，结果表明，较佳的移栽季节为 2 ～ 4 月，喷施
0． 07%的 KH2PO4 溶液有利红芽大戟组培苗的移栽生长，
以泥炭 +珍珠岩(1∶1)作为移栽基质效果最好，在移栽后 10
d，加强对移栽苗的管理，相对湿度不低于 85%，温度控制在
15 ～ 30 ℃，成活率可达 85%以上［19］。凌征柱等将发育良
好、具有 3个节以上的试管苗瓶盖打开，置室内常温下炼苗
3 ～ 4 d，取出小苗，用清水洗去根部培养基，因为红大戟试
管苗没长有主根，全部为须根，直接移栽营养杯红大戟试管
苗较难成活，为提高红大戟试管苗的移栽成活率，应先移植
到阴蔽度为 70%的育苗棚内的沙床中(细河砂)，待须根长
得粗壮一些再移植到营养杯进行培植［8］。
4 存在问题及展望
红芽大戟组织培养研究的成功，解决我国对红芽大戟资
源保护、因自然繁殖困难导致药材紧缺等难题，不仅对保护
野生药用植物资源有着积极的意义，且能缩短其生长周期，
实现快速繁殖，满足市场对红芽大戟药材的需求;成功解决
了多年人工栽培渴望解决的种苗问题，对推动人工栽培红大
戟起着很重要的作用，对保护濒临灭绝的红大戟野生资源及
可持续利用有着积极的意义。但红芽大戟的组织培养快繁
技术研究仍处在初步研究阶段，技术尚未成熟，还没有形成
一个比较完善的技术体系，还不能实现红芽大戟的工厂化育
苗，尚有许多问题需进一步研究与完善。今后应该加强研究
的关键问题主要有解决外植体污染难题，提高外植体诱导成
功率;提高芽苗生根率及组培苗移栽成活率等。
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27 －31．
(上接第 10135页)
图 1 龙牙百合不同开花时期花粉生活力情况
个花期均存在活力;种球重量在一定范围内与花朵数呈正相
关，中片品系与柳片品系现蕾 －开花时间差异显著;单花自
花蕾开放至脱落约 8 ～ 9 d，花瓣长、宽和花冠直径随花朵开
放尺寸逐渐加大;研究地的龙牙百合的访花昆虫主要是菜粉
蝶、蜜蜂、蝇类和蚂蚁等，龙牙百合以虫媒传粉为主。
中片品系与柳片品系均是龙牙百合分化出来的品系，一
般只认为二者抗病性有一定差异，经研究，其开花期差异显
著，究竟是何原因，还有哪些形状差异均有待进一步研究。
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