全 文 ：植物理学生通讯 l , 5 5 ( 6 ) : 5 3一 57
P I。 招才 P h夕 s ` o l o g y C o 游 m u , l i e a t宕。 招 s
柑桔与金柑的器官发生研究
杨 乃 博
r中国科学院上海植物生理研究所细胞生理室》
国内外关于芸香科植物的器官发生研究
较多集中于 柑 桔属 , 其次是 金柑属 与 积
属 “ ` , , 这与它们具有重要经济价值有关 ’ 2l] 。
业 已证明柑桔属 ( iC t r us ) 中的 16 个种的未受
精的珠心能分化不定胚 ; 金柑属 ( F o r t u n e l l a )
的金弹 、 积属 ( P or ic ur s ) 的积的株心也能分
化不定胚 ; 葡萄抽 、 柑桔 、 四季桔等的胚珠
能分化不定胚 。 〔7一 “ , “ , ` , , ’ “ 一 , 7 , 通过花药培
养可得到四季桔的单倍体不定胚及花粉植株
.16 6]
、 抽 、 密柑 、 甜橙的茎尖 、 茎愈伤组织
能分化不定芽 【` “ , ` 。 , 又8 , 。 柑桔 、 甜橙的胚乳 、
子房具有器官发生 能 力 【4 , ’ a , 2 8] 。 酸 橙 的子
房壁能发生不定胚分化 【, 8j 。柑桔的子叶分化
不定胚 ` , 7 , 。沙 田袖下胚轴分化不定芽 〔 ,幻 。 有
关文献指出这些成果可用于柑桔繁殖 , 种的
改进与三倍体无子果实树种的育成 “ 一 ` , 7 , `气
2]
。 本文首次报道芦柑种皮分化出不 定胚 ;
广柑根尖及根端分化出不定芽 , 金弹 、 金桔
根尖 、 根端分化出不定芽或不定胚等现 象 ,
从而丰富了柑桔属 、 金柑属植物体细胞具有
全能性的证据 , 并为从一个实生苗取得许多
同一遗传型植株提供了有效方法 。
ir ot ) 的种子皆取 自于成熟果实。 将种子直播
`于分化培养基上进行试验 。 待种子苗伸展后 ,
观察种子大苗各部位的分化情况 。 也曾将金
弹等植物的下胚轴切段与大苗移于新鲜分化
培养基上进行试验 。
二 、 培养基 : 以 M S 为基本培养基 , 补
加 0 . 5克 /升水解乳蛋白 , 0 . 合% 琼脂 , 通过
改变蔡乙酸 ( N A A ) 、 叫噪丁酸 ( BI A )与 6一节
基腺喋吟的比例 , 诱导分化出不定芽或不定
胚 , 培养基的 p H 调至 5 . 4 , 分装后于 12 1℃
下高压蒸汽灭菌 30 分钟 。
三 、 培养条件 : 在 1 0 0 0 ~ 2 0 0 0 勒克 司
下 ( 日光灯 ) , 每 日照光 1 0~ 1 2小 时 , `于 2 5
~ 28 ℃下恒温静置培养 。
结 果 与 讨 论
料 材 与 方 法
一 、 材料 : 试验所用芦柑 ( C · r u t ic u l a t 。 ) ,
广柑 、 焦柑 、 新会橙 ( C . is ne nS . ) , 沙 田抽
( C
.
g r a n id s )
, 黄岩慢桔 ( C . ; “ bc o呻ser a ) ; 金弹 ( F o r t o n e l l a cr a : :汀耐`a ) , 金桔 ( F . m a叨 a -
将上述各种植物的种子以常规方法灭菌
后直播于分化培养基 (表 1 ) , 约经 了~ 30 天 ,
种子开始萌发 , 再经过一个月 , 就可见到脱
分化与再分化现象 。 每粒种子常常会萌发出
一棵发育健全的大苗与 2~ 7 棵大小 不 一 致
的小苗 , 为了便于观察与统计 , 以大苗为试
验材料 (据文献指 出这种多胚性柑桔类植物
的大苗往往是 由珠心 、 或未受精的胚珠发育
19 8 3年 5 月 2 3 日收到 .
本工作承时风同志协助 , 特此致谢 。
DOI : 10. 13592 /j . cnki . ppj . 1983. 06. 014
成的 , 因此在理论上 , 其遗传型与母株相同 ,
但往往在过氧化物酶同工酶谱等方面与母株
不 同 , 因此有人认为这种现象是 反 映 其 表
现型的突变 LZ“ ’ )经 2~ 3月后 , 便可 肉眼观察
到一系列的结果 (见图表 ) , 球型胚等则需在
解剖镜下观察 , 现将结果归纳于表 1和图版
中 。
由图表可知 , 在同一分化培养基上 , 芦
柑 、 广柑 、焦柑 、 新会橙 、 沙 田抽 、 金桔 、 金
弹或分化不定胚或分化不定芽 , 但分化的部
位不一样 〔见表 1〕。
芦柑在 M S + N A A o . : + B A Z , 或 M S +
N A A
, + B A
: 培养基上 , 其内种皮及外种皮
均会产生愈伤组织与不定胚分化 , 并且在由
不定胚发育的子叶上再次产 生不 定 胚 分 化
(即二次分化 ) , 胚状体长大后易于掉落到培
养基上 , 并继续增殖或长大 , 但在原培养基
上 , 不定胚的根部发育受到阻碍 , 因此需移
植于 1 / 2 M S 。或 1 / Z M S 。 + B A :培养基上 ,
才能使不定胚较健康地发育成具有主根的子
叶苗 。
广柑的根尖 、 根端能分化不定芽 , 在个
别试验中也能观察到其下胚轴部位分化不定
芽 ; 焦柑仅下胚轴处分化不定芽 ; 新会橙的
下胚轴也能分化 出不定芽 。 由此可知 , 属于
同一甜橙种的广柑 、 焦柑与新会橙 , 因品种
的不 同 , 其各部位对于分化培养基的反应也
不一样。
前文报告 , 沙田抽下胚轴部位易分化不
定芽 , 从切段试验可知是由形成层细胞分化
而来 【, “ , , 而黄岩慢桔在同样分化培养基上却
未见分化 , 由此可见 , 因种的不同 , 在分化
能力上有差异 。
金桔与金弹种子苗的根部 , 在同一培养
基上 , 既会产生愈伤组织 , 并由愈伤组织分
化出易于脱落的不定胚 , 也能从根尖处分化
出牢牢结合在母体上的不定芽 。 这种差异与
外植体接触培养基 的状况有关 , 分化不定胚
时 , 根端朝上与培养基不接触 ; 分化不定芽
时 , 根端和根尖直接与培养基相接触 。 当然 ,
大多数与培养基直接接触的根并不分化不定
芽 , 这可能 由于这些根在突出种皮时未受伤 ,
保持完整 , 从而不分化芽 。 我们偶尔也观察
到金弹下胚轴部位先产生愈伤组织 , 后从愈
伤组织上分化出不定 芽 。 (见 图版 I 一 ZA ;
C与图版 1一 l)
综上所述 , 芸香科中的柑桔属与金柑属
植物在同样或类似的分化培养基中 , 既反映
了共性 , 又反映出属 、 种 、 品种之 间 的差
异 。
从图版中 , 我们还能见到柑桔 ( C . sP )叶
片在 M S + N A A 。 . 2 + B A Z培养基上 , 偶尔分
化不定芽的情况 以及其茎尖在M S + N A A , 的
培养基上分化出根从而形成 完 整 植 株 的情
况 。
值得指出的是广柑 、 金弹根尖分生组织
转化为不定芽 的现象 。 尽管至今报道根的切
段或根的愈伤组织分化不定芽 的植物种类已
有 30 种左右 , 但根尖直接转变为芽的报道还
属少见 , 这对分化机制的研究来说也许是一
很好的材料 。
关于分化的是不定胚还是不定芽 ? 可根
据表 2 中归纳的六点 L吕 , . , 加 以判断 。通常 , 见
到了子叶苗便可断定是胚状体途径 。 但实际
上 , 不少植物体细胞分化的不定胚或呈畸型
或仅停留在心型期或鱼雷期 , 此时需更换适
当的培养基才能使其进一步发育成子叶苗 。
遇到疑难时可根据 表 2 中六点综合考虑 , 也
可进行压片 , 在解剖镜下寻找生长中心加以
判断 。 因为从解剖学角度来看 , 有无极性 , 有
无维管束联系是不定胚与不定芽最根本的区
别 ; 从形态学看 , 四个时期的存在 , 易于脱
落否 , 是否子叶苗这三点是最主要的 ; 从生
理上看 , 粘液是胚状体周围细胞的解体产物 ,
它在不定胚发育中具有类似椰子汁对椰子胚
的作用 , 但关于粘.液是如何产生的? 其组成
是什么 ? 是否凡经胚状体途径的愈伤组织中
都含有 ? 皆需进一步的研究 。
表 1柑桔与金柑种子苗各部位的备官发生试脸
种 名 品 种
{编誓 种 子 分 化 培 养 基 分 化 鄙 位苗 数 根 !下胚轴 ! 种令
柑桔 一 125 M S + NA A o . : + B A Z 不定芽不定芽
芦柑 不定芽 (别 2 0)2 2 2 同 上 不 芽不定芽
( 3 2 / 0) 不定芽
3 18 同 上 愈 十胚 不定芽
愈 十胚
1 0M S + N A A I + B A : 不定芽
不定芽 二
甜橙 广柑 125 M S + N A A o . 2+ B A Z ( i /2 1) 《
胚 二
2 5 0同 上 ( 1/一 0) (
3 2 0同 上
焦柑 1同 上
2 1 0同 上
新会橙 15 1M S + IB A o . , + B A ,
不定芽
早桔 黄岩 1 2 0 M S + N A A o . : + BA Z 不定芽慢桔
袖 沙田袖 1 2 0 同 上
2 10 同 上
金桔 金桔 1 1 5 M S 十 N A A o . 2斗 B A :
2 1 5 同 上 不定芽
不定芽
3 40 同 上 ( 1 / 2 1 )
不定芽
4 1魂 同 上 ( 1 / 1 0 )
金弹 金弹 1 2 1 M S + N A A o . 2 + B A Z
2 10 M S + N A A
, + B A
Z
备注 : 愈 + 胚 = 愈伤组织 + 不定胚
裹 2 双子叶植物体细胞不定芽与不定胚分化的区别
一一一一 , 井井厂一一 , 一罚一一一~一布百
t l) 有极性 , 形成二个生长中心 , 即根原基 , 芽原基 无极性 , 只有一个生长中心 . 即芽原基前身 。
前身 。
(2 ) 与原组织仅胚柄联系 , 无维管束联系 , 因此易从
原组织掉落下来 。
与原组织有维管束联系 , 因此芽与原组织牢牢地连
在一起 .
( 3) 经过类似合子胚发育途径 , 即球型、 心型、 鱼雷
型 、 子叶型的发育阶段 。
表皮下柔软细胞经纵向、 横向重复分裂 , 形成球型
体 , 随后球型体二侧产生叶原基分化 , 叶片紧包中
J以 形成锥形茎尖 。
( 4) 最终产生有一主根的双子叶苗 (但常有畸型或多 产生只有真叶的无根苗 .
子叶苗 ) .
(5 ) 分化胚状体的愈伤组织中常有粘液 , 这种粘液是
由于胚状体分泌某种未知物质 , 使周围细胞解体
后形成 .
无
( 6 ) 苗小而多 . 苗大而少或苗大而多 。
35

图 版 I说 明
( 1) 金弹下胚轴切段产生愈伤组织并分化不定芽 ( 3) 广柑种子苗的根尖及根端分化不定芽 。
(来自图 Z C ) 。 ( 4) 焦柑下胚轴处分化不定芽。
( 2) 金弹下胚轴部位产生愈伤组织并分化不定芽 (5 ) 柑桔 ( C .s P )叶分化不定芽。
(见A ) ;根端掉下的胚状体 (见B) ;下胚轴切 (6 ) 柑桔 ( C .5 , )芽培养形成完整植株。
段分化不定芽 (见 C ) ; 金弹苗之根端 (见 D ) 。 (在 M S 十 N A A I上分化 出根 )
今 考 文 献
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[i幻 杨乃博 1 08 2 植物生理学通讯 1 0 5 2 (选 ) : 2 3、 2 6
f 13 ] B i t et r s
,
W
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P
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& M u r a s h ig e
,
T
.
i 9 67
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C a li f
C i t
r o g ra p h
.
5 2
,
2 26 , 22 8
,
2 7 0~ 2 72
, 3 0 4
,
5 0 6
.
{ l 魂] C h a t u r v e d i
,
H
.
C
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i , 7 4
.
C u r r e n t s
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〔1 5 ] C h a t u r v e d i , H . C . & M it r a , G . C . 19 7 4 , H o r t s e i g :
1 18~ 12 0
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[ 1 7 〕 K o e h b a , J 29 6 3 P la n t a 10 6 : 2 37~ 2 45 .
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J 19 7 4 2
.
P fl a n z e n p h y s io l 了s : 4 1 5、 42 1 .
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J e t a 了. l o s Z Z . P f l a n z e n p h y s io l l o s , 3 5 ,
~ 3 6 8
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,
P
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e t 0 1
.
1 9 58 I n d i a n
.
J
.
H
o r t 1 5 : 2 75
、 2 8 5 .
[ 2 1」M i t r a , G . e a e h a t u r v e d i , H . e 飞。7 2 T o r r e y B 6t a 。 .
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C I
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9 9 : 18 4、 18 9 .
〔2 2 〕 B u t t o n , J a n d K o e h b a , J . z 。了7 . I n : A p p lie d a n d F u n d ·
a m e n t a l A s p e e t s o f P la n t C e l l
,
T i s s u e a n d o r g a n
C
u l t u r e ( e d
:
R e i n e r t
,
J
.
& B
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j
a
j
,
Y
·
P
.
S
.
Sp r i n g e r
一
V
-
e r l a g B e r l i n 入e i d e l b e r g Ne w Y o r k i ,了7 70 、 9 2 ) .
[ 2 3 ] R a n g a
,
T
.
S
,
e t a卜 19 6 0 P r o e . I n t . C i t r u s s y m p ·
p P
.
2 2 5、 22 0 . R iv e r s id e : U n i v . C a li f o r n ia .
[ 2 4 ] R
a n g a s二 a m y . N . 5 . 1 , 5 8 . E x p e r i e n t i a 1 4 : 1 1 1
、 1 12 . 19 5 8 .
〔2 5 ] R a n g a s二 a m y , N . 5 . 1 9 5 5 P la n t P h y s i o l o g y . e d :
P
.
M a h e s hw a r i P P 10 4” 10 6 , Ne w D e lh i : P r o e
S
e m i n a r D
e l h i U
n iv
.
19 58 b
.
[ 26 ] R a n g a s w a m y
,
N
.
S
.
i g s ,
.
N
a t u r e 15 3 7 3 5、 7 3 6 ( 19 5 , )
[ 2 7〕 R a n , s w a m y , N . S . 10 6 1 P h y t o m o r P h o lo g y l l : 10 7
、 10 9 。
护二~ .- …~ , . ~ . ,
{鲤鲤兔
〔2 5〕光合色紊 ( P h o t o s y n t h e t i c Pi g m e m t s )
参与光合作用中光能的吸收 、 传递或引起原初光化学反应的各种色素。 在高等植物和大部份藻类中是
叶绿素 a 、 b 和类胡萝 卜素等 , 在蓝藻中是叶绿素和藻蓝素等 , 在光合细菌中是细菌叶绿素等。 其中只有以
特殊形式和蛋白质 、 脂质等结合的一小部份叶绿素a( 反应中心色素 )能引起原初光化学反应。 叶绿素的其余
大部份和类胡萝 卜素 、 藻蓝素等辅助色素不直接参与光化学反应 , 只收集光能并传递给反应中心。 (杨善元 )
[ 2 6 ]希尔反应 ( H Il l r e a e t i o n )
1 9 3 9年英国生物化学家希尔 ( R o b e r t H il )发现从繁缕叶片中提取出的叶绿体 , 加入叶片的提取液 , 在
光下放出微量氧。 用草酸铁代替提取液 , 可增加放氧量 , 加入铁氰化钾则可在空气中直接测量氧的释放 。
离体叶绿体在适当的电子受体存在下 , 用光来分解水而释放 0 2 的反应称为希尔反应 。 所用人工的电子受体
称为希尔氧化机 当以 N A D P + 为氧化剂 , 在有适当的酶系统存在时 , 可以还原 C O : , 进行全部光合作用 ,
可见希尔反应是光合作用的部份反应 , 丈叶济宇 )