全 文 ：北京大学学报 ( 自然科学版) 一九八五年第一期
人 e t a S e i e n t i a r u m N a t u r a l i u m
U n i v e r s i t a t i s P e k i n e n s i s ( 1 ) 1 9 8 5
赤豆上胚轴外植体的再生植株
生物系 金兴彪 米 杨 澄 朱 激
摘 要
赤豆上胚轴外植体用单一的 M S 培养基能高频率 (7 4 % ) 地诱导出再生植株。 外植体对生长调节
物极敏感。 0 . 2 m g /1 N A A 和 0 . s m g /l BA 对愈伤组织的形成和芽的分化最为合适 , 对进一步的植株的
生长也是良好的 。 上胚轴的极性对器官分化的影响有明显的表现。 再生植株转移到田 间后 , 生长旺盛 ,
正常开花和结实。
植物组织培养技术作为作物改 良的一种手段具有巨大的潜力 , 并 日益受到人们的重视。
豆科植物组织培养中诱导植株再生是比较困难的 〔3 , ‘’, 这种限制影 响 到这一技术在豆科植物
育种上的实际应用 。 Ev a ns 等19 8 0年总结的从愈伤组织再生植株的论文中, 虽然记录了18 种
豆科植物能诱导再生植株 〔‘’, 但其中大多为牧草。 利用种子的豆科植物再生植株的诱导甚为
困难 , 已成功的有豌豆、 蚕豆 、 菜豆和大豆等 仁‘ , ‘’, 但诱导频率都是很低的 。 本文报导了赤
豆上胚轴外植体诱导再生植株成功 , 并得到较高的频率。 赤豆上胚轴外植体在器官分化上有
许多不同于其他豆科植物的特点, 值得进一步研究。
材 料 和 方 法
原始材料选用了商品赤 豆( p h a s e o l u s a n g u l a r i s W i g h t )的种子 。 种子经 0 . 2 % 升汞消毒
后 , 在无菌条件下萌发 。 发芽后三天的幼苗的上胚轴用饱和漂白粉上清液消毒10 分钟 , 无菌
水洗三次 。 从顶芽以 下 切下上胚轴 Ic m 长的小段 (上段 ) 并从子叶以上切下 Ic m 长的小
段 (下段) , 分别接种在 M S 固体培养基上 , 以观察极性对分化的影响。 由于本实验经予备
试验后 , 已知在一种培养基上就能诱导出小植株 , 因此采用了一次培养的方法。 根据豆科植
物再生植株的资料 〔‘ , 6 〕, 生长素和细胞分裂素的配比对器官分化有极大的影响 , 所以设计了
四组激素对比的实验 (表 1 ) 。 培养温度为28 ”c 左右 , 后期最高曾达30 “c 。 日光灯光照 , 每
天约 10 小时 。 实验经过一次重复。
实 验 结 果
1 9 8 3年分别在 4 月及 6 月开始的两次实验 , 获得了基本上相同的结果。 现将结果说明如
下 , 其中所列实验数据是根据第二次实验的结果。
本文 19 8 3年 9 月 7 日收到
带 金兴彪系朝鲜人民民主共和国在北京大学的留学生 , 本文是他在北大生物系学习时参加的一部
分工作 。 现他在朝鲜金日成综合大学生物系。
DOI：10.13209/j.0479-8023.1985.012
赤豆上胚轴外植体的再生植株
一 、 不同激素条件及不同部位的切段对上胚轴外植体分化的影响
上胚轴外植体在离体培养条件下 , 在有反应的实验中, 经接种 7 一10 天后 , 开始在切面
上产生白色愈伤组织 。 不久 , 在外植体上产生许多根 。 根的生长旺盛 , 分支甚多 , 满布整个
培养基 (图 3 、 4 ) 。 而愈伤组织生长则较慢 , 一个多月后 , 最大块愈伤组织直径 仅 0 . 5一
1
.
oc m
。 此 时可看到有些愈伤组织变为绿色 , 并出现芽的分化 。 芽具很深的绿色 。 每块能分
化的愈伤组织上一般只有 1 一 2 个芽 。 芽分化后一星期左右即可长成小植株 (图 4 及6 E )o
不同激素条件及不同部位的切段 , 对上述愈伤组织及器官的分化有不同的反应 , 实验结
果总结于表 1 。
表 1 不同激紊亲件及不同部位的切段对赤豆外植体器官分化的影响奋
- -一一 一 ⋯ · 分 化 情 况 - 一激 素 条 件
M S + 2 , 4 一D l
上 矿 } 下 段
一 } 无 反 应
⋯ 上 段 ! 下
M S + N A A I + BA O
.
5 切面有少量愈伤组织 , 根细而 向 上生
长 , 无芽的分化
M S + N A A O
.
2 + B A O
.
5 切面有愈伤组织 , 根发达 , 少数切段有
芽的分化。
切面有愈伤组织, 根发达 , 多数切段有
芽的分化。
MS + N A A O
.
1 切段无延长生长, 上下端切面都有愈伤
组织 , 根发达 , 少数切段有芽的分化。
+ B A O
.
6
切段上端有显著的延一长生长 , 切段下端
有愈伤组织, 根发达 , 少数切段有芽的
分化 。
. 接种后50 夭检查的情况 , 每种激素后的数字为m g /l 数。
从实验获得的结果 (表 1 ) 有下列几点值得注意 。 l m g /l 2 , 4 一D 完 全 抑 制了愈伤组织
及器官分化 (图 1 ) 。 在 B A 浓度固定在0 . s m g / l 的条件下 , N A A 的浓度极小的变化 , 就
能引起器官分化上的极敏感的反应 , 特别明显的表现在 N A A 0 . l m g八 的条件下 , 对上胚轴
_
L端的延长生长的抑制消失。 在激素相同的条件下 , 上胚轴上下段在分化上有明显的差异。
芽的分化的频率总结于表 2 。 从表 2 可以看到 N A A 达到 l m g八 的浓 度 , 就抑制芽的
分化。 N A A 降至0 . 2 0 9 /l 时, 芽的分化频率最高 ; 再降至 0 . l m g /l 时 , 芽的分化频率又减
少。 在所有的情况中下段芽的分化比上段为高 , 表现出在芽的分化上有明显的极性的差异。
二 、 再生植株的发育和田间生长的情况
上胚轴外植体培养至30 天左右 , 此时培养基中已长满根系 , 切面的愈伤组织的大小已长
至0 . 5一 1 . 0 。m 。 愈伤组织的颜色由白色 转 变 为淡绿色 (图6 B ) 。 在某些愈伤组织上开始出
现绿色芽点 (图6 c ) 。 一旦芽点出现 , 芽的生长极迅速 , 4 一 5 天后即 可 长 出 明显的小芽
(图 6 D ) 。 芽粗壮 , 有鳞片状小叶 。在小芽形成后一星期内节间迅速伸展 , 叶片展开 , 形成小
植株 (图 6 E ) 。 小植株上长出作为豆科植物特征的三出叶 。 幼苗形成后 , 打开瓶塞 , 在室内
使幼苗经历一个时期的锻炼 , 连同切段上的根系 , 移至盆中。 在盆中植株成活后 , 再移栽田
间 。 由于有强大的根系 , 小植株移栽都能成活。 第一次实验材料在 5 月25 日移栽田间 , 生长
茂盛 , 至 8 月初开花 , 并能正常结实 (图 5 ) 。
实验结果说明赤豆上胚轴基部的外植体 , 用 M S 培养基 , 附加 。· Z m g /l N A A 及 0 . s m g /

赤豆上胚轴外植体的再生植株
图 版 说 明
图 1 一 4 赤豆上胚轴切段在不同激素条件下 , 培养50 天后的培养结果 。 x Z / 3o
图 1 含 l m g /l 份, 4 一D 的培养基上 , 上胚轴下段愈伤组织及器官的分化完全被抑制 。
图 2 含 l m g /l N A A 和 0 . s m g /l BA 的培养基上 , 上胚轴下段有向上生长的根的分化 。
图 3 含0 . l m以 I N AA 和 0. 5m留 I B A 的培养基上 , 上胚轴上段有明显的延长生长 , 根的生长旺盛 ,
无芽的分化。 、
图 4 含0 . Zmg /l N 人A 和 0 . s m g /l B A 的培养基上 , 上胚轴下段有芽的分化 , 并有根的旺盛的生长。
图 5 田间生长三个月的赤豆再生植株 , 生长旺盛 , 能正常开花结实。 x l / 7o
图 6 从赤豆上胚轴下段切面诱导再生植株的分化过程 。 x 1 . 5 。 A 刚接种的切段 , B 在切面上长出的
愈伤组织块 , C 从愈伤组织上分化出绿色芽点 (箭头) , D 芽点长大成小芽 (箭头) , E 形成小植株 。
表 2 不同激素条件及不同部位的切段对赤豆上胚轴外植体芽分化频率的影响
激 素 条 件
MS + 2
, 4 一D l
MS + N A A I + BA O
.
5
MS + N A A O
.
2 + B A O
.
5
M S + N A A O
.
1 + BA O
.
5
⋯川价落} } 1 ‘5 1 。
{
2 7 { 9 ‘3 3
’
3 % , {
2 7
{
2 0‘7‘· 0 % ,
{
2 4 ⋯主( ‘6 · 7 % , ⋯ 3 6 } 8 ( 2 2 · 2 % ,
. 接种后50 夭统计
B A , 经一次培养可获得出苗频率达70 %以上的生长正常的再生植株 。
讨 论
在植物组织培养中 , 一般出现根的强烈分化后 , 常常抑制芽的分化 , 这是一个普遍的规
律。 在本实验中, 赤豆上胚轴外植体上芽的分化出现在根的茂盛生长之后 , 不同于一般豆科
植物离体培养中的器官分化 , 这是值得注意的一个特点。 豆科植物中只有 5 t y l os an t h es h卜
m at a 中曾报导过这种现象〔5 ’。 结合到种子用豆科植物植株再生 的 诱导常常需要较高浓度的
N A A 和较低浓度的 B A 的配比〔“J , 或所用的 N A A 或 IA A 常常高于本 实验〔通〕。 根据这些
情况分析 , 赤豆上胚轴可能含有较高浓度的内源生长调节物质 , 因此当应用刺激效应较高灼
2 , 4 一 D 时 , 虽然浓度仅 l m g 八, 对赤豆上胚轴的分化可以完全抑制 。 N A A 在 l m g / l 的浓度
下 , 也表现 出有 一 定的抑制作用 。 只有在 N A A 浓度极低时 , 对根的分化的抑制才完全解
除 , 并有促进作用 。 当培养相当长的时期后 (一个月) , 内源激素被强烈的根的发育所消耗 ,
或有某种改变 , 此时对芽的分化的抑制被解除 , 在 B A 的作用下, 创造了 芽 分 化的条件 。
赤豆上胚轴含有较多的内源激素是可能的 , 因为在紫首猎中再生植株的诱导是无需外源激秦
的 t , ’。 而上胚轴上下段在分化上的极性表现, 可能就是内源激素极性分布的反映。 这些设想
8 0 北 京 大 学 学 报
值得进一步用实验来证实 , 以阐明控制豆科植物植株再生的规律 , 为更好的诱导豆科植物再
生植株 , 提供理论根据。
参 考 文 献
〔1 〕
〔2 〕
[ 3 〕
〔4 〕
〔5 〕
〔6 〕
杨乃博 , 1 9 8 2 : 试管植物名录 , 植物生理通讯 , 1 9 5 2 ( 4 ) : 6 1一 5 0 .
B妞g 五a m , E . T . , H u r l e y , L . V · , K a a t 名, M . an d S a u n d e r s , J . W· , 1 9 7 5 : B r e e d i n g a l f a l f a w h ie h
r e g e n e r a t e s f r o m c a ll u s t i s s u e i n e u l t u r e
.
C r o P s e i
. , 1 5 : 7 1 9一7 2 1 .
C o n g e , B
.
v
· , 1 9 8 1 : C l o n in g a g r i e u l t u r a l P l a n t s v i a i n v i t r o t e e h n i q u e s
·
CR C p r e s s , B o c a R a -
t 皿, P . 1 5 0 ·
E v叭 s , D · A 二 S h a r P , W· R · a n d F li e k , C · E · , 1 9 8 0 : P l a n t r e g e n e r a t io n f r o 班 e e l l e u l t u r e s -
H o r t北 u l t u r a l R e v . , 3 : 2 1 4一3 1 4 .
S e o w e r of t
,
W
·
R
. a n d A d a m s o n , J
·
A
· ,
1 9 7 6 : o r g a n o g e n e s i s f r o m e a l l u s c u l t u r e s o f th e l e g u m e ,
S t y l o s a n 止e s h a m a t a . P l a n t S e i . L e t t e r s , 7 : 3 9一4 2 .
W e t t e r , L
.
R a n d C o n st a b e l , F
. , 1 9 8 2 : P l a n t t i s s u e e u l t u r e m e t h o d s (Z n d r e v i s e d e d
.
) , N a t io n a l
R e s e a e h Co u n e i l o f C a n a d a , S a s k a t e h e w a n
.
P
.
2 4
·
P l a n t R e g e n e r a t i o n F r o m E P i c o t y l E x P l a n t s
o f P h a s e o l u s A n g u l a r i s W i g h t
J i n X i n g b i a o Y a n g C h e n 君 C h u C h e n g
D e 尸a r ‘m e n t o f B i o l o g 了
A b s t r a e t
W i t h M S e u l t u r e m e d i u m , a d s u k i b e a n ( p h a s e o l u s a n g u l a r i s W i g h t ) P l a n t s w e r e
r e g e n e r a t e d a t a h i g h f r e q u e n e y ( 7 4 % ) f r o m e p i e o t y l
w e r e s e n s i t i v e t o g r o w t h r e g u l a t o r s , N A A a t 0
.
2 m g / 1
e x P l a n t s i n v i t r o
.
T h e e x P l a n t s
a n d B A a t 0 . 5 xn g八 w e r e o p -
t im a l f o r
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n e r a t e d P l a n t s g r e w n o r m a l l y a f t e r t r a n s f e r r e d t o f i e l d