全 文 ：第 29卷 第 5期
2011年 5月
河 南 科 学
HENAN SCIENCE
Vol.29 No.5
May 2011
收稿日期：2011-02-07
基金项目：辽宁省高等教育教学改革资助项目（20090304）；辽宁师范大学教学改革资助项目（LSJG：20090108）
作者简介：勾娇娇（1989-），女，辽宁沈阳人，主要从事植物组织培养研究
通信作者：姜长阳（1953-），男，辽宁大连人，教授，主要从事植物技术研究 .
文章编号：1004-3918（2011）05-0542-04
水苏无性系技术建立的研究
勾娇娇， 宋家宝， 刘松洋， 徐 娜， 姜长阳
（辽宁师范大学 生命科学学院，辽宁 大连 116029）
摘 要：以水苏根茎为材料，进行了愈伤组织的诱导和分化、试管苗的生根、移栽和定植的研究，建立起水苏无性系
技术 . 结果证明：MS+BA 0.5 mg/L+2，4-D 1.0~2.0 mg/L是愈伤组织诱导培养的理想培养基；MS+BA 0.5 mg/L+2，4-D
1.5 mg/L是愈伤组织继代培养的理想培养基；MS+BA 0.5 mg /L+NAA 0.5 mg/L是愈伤组织分化的理想培养基；White+
NAA0.1 mg /L+IAA0.4 mg /L是不定芽生根和试管苗生根继代增殖培养的理想培养基；定植的试管苗保持了野生水苏
的所有生物学性状，且长势旺盛 .
关键词：水苏；愈伤组织；无性系
中图分类号：Q 949.777.6 文献标识码：A
水苏（Stachys japonic）又叫宽叶水苏、鸡苏、劳祖等，属于唇形科水苏属多年生草本植物，生长于水沟边
和河旁湿地，在我国的河北、内蒙古、河南、山东、江苏、浙江、安徽、江西和福建等地有分布[1]，在辽宁的沈阳、
大连、丹东等地也有分布[2] . 水苏全草可作药用，具有清热解毒、止咳利咽、止血消肿等功效，能治头晕目眩、
咽疼失音、肺痿肺痈、吐咯衄血、跌打损伤、感冒、痢疾、崩漏等疾病[3] . 由于水苏具有重要的药用价值，多年
来人们一直将它作为药材大量的采集 . 近年来，辽宁南部的养鸡专业户发现在鸡饲料中加入水苏干粉能明
显减少鸡的发病率，于是对水苏进行大肆采收作为家禽饲料添加物，使本来在辽宁南部地区分布较少的野生
水苏数量变得更加稀少 . 另外，在野生条件下水苏的结子率较低，一旦对其地上部进行采收，当年就不能结
子，导致野生水苏难以依赖种子进行繁殖，从而在辽宁南部地区出现已经无法采集到野生水苏的现象 . 为保
护这种人畜药用的野生资源，实现人工栽培，研究者对其进行了无性系技术建立的研究 . 虽然目前已有唇形
科植物组织培养研究的报道[4-10]，但迄今未见唇形科水苏属植物组织培养及无性系技术建立研究的报道.
1 材料与方法
1.1 材料来源及灭菌
在 6月上旬，从庄河三架山采挖水苏嫩根茎，带回实验室后，用自来水振荡洗涤约 20 min，后灭菌 . 灭
菌方法见文献［11］.
1.2 培养条件
培养条件见文献［11］.
1.3 试验方法
1.3.1 根茎愈伤组织的诱导培养 将无菌根茎切成长 0.3 cm左右的根茎段，接种到附加不同浓度 6-BA、
NAA、2，4-D 3种植物激素的 MS培养基上，进行根茎愈伤组织的诱导培养 .
1.3.2 愈伤组织的继代培养 将在 MS+BA 0.5 mg /L+2，4-D 1.0~2.0 mg /L培养基上，诱导培养的愈伤组织切
割为直径约 0.3 cm的块状后，接种到MS+BA 0.5 mg/L+2，4-D 1.5 mg/L的培养基上进行愈伤组织的继代培养.
1.3.3 愈伤组织的分化培养 将在 MS+BA 0.5 mg/L+ 2，4-D 1.5 mg/L培养基上，继代培养的愈伤组织分散为
独立颗粒、由 5～8个愈伤组织颗粒组成的颗粒团、切割成较均匀 8块的 3种状态后，接种到 MS+BA 0.5 mg/L+
NAA 0.5 mg/L的培养基上，进行愈伤组织的分化培养试验. 愈伤组织的分化培养试验重复 2次.
1.3.4 不定芽的生根培养 将在MS+BA 0.5 mg/L+NAA 0.5 mg/L培养基上分化培养的不定芽从下部剪下，接种
DOI:10.13537/j.issn.1004-3918.2011.05.006
2011年 5月
到以White+NAA 0.1 mg/L为基本培养基，附加质量浓度分别为 0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2 mg/L的 IBA和 IAA 12
种培养基上，进行不定芽生根培养试验. 生根培养试验重复 2次，每种培养基接种培养 100个不定芽.
1.3.5 试管苗的生根继代增殖培养 将上面由不定芽生根培养的试管苗剪成长 1.0～1.5 cm、至少具有 2个
叶片和 2个生长点的试管苗茎段后，接种到相同的培养基上，进行试管苗的生根继代培养 . 生根培养试验
重复 2次，每次继代培养 5代，接种培养 400个材料 .
1.3.6 试管苗的移栽 把继代培养 20 d的试管苗培养瓶瓶塞打开，在温室中炼苗 3 d后，移栽到上层为干
净河沙的营养钵中 . 移栽后前 10 d注意遮光和保持 90 %左右的相对湿度 . 移栽试验重复 3次，每次移栽
600株试管苗 .
2 结果与分析
2.1 不同激素组合对根茎愈伤组织诱导培养的影响
观察表明，培养到 10 d左右，有的培养基上可见切口处开始膨大，随后逐渐诱导生长出愈伤组织 . 培养
到 40 d时统计，结果见表 1 . 由表 1可见，植物激素对根茎愈伤组织的诱导具有非常重要的作用，在不加植
物激素的培养基中，愈伤组织的诱导率为 0 . 在分别加入浓度为 1.0，2.0，3.0，4.0 mg/L的 NAA和 2，4-D均
能不同程度诱导形成愈伤组织，但愈伤组织的诱导率与 6-BA的浓度有关，在附加质量浓度为 0.5 mg/L的培
养基上，愈伤组织的诱导率高于附质量浓度为 1.0 mg/L的培养基 . 在附加质量浓度为 0.5 mg/L 6-BA的培养
基上，附加不同浓度 NAA和 2，4-D两种生长素，其愈伤组织的诱导效果也存在着明显差异，附加 2，4-D的效
果好于附加 NAA . 但 2，4-D的浓度不同，其愈伤组织的诱导效果也存在着明显差异，其中在附加质量浓度
为 1.0，2.0 mg/L的 2，4-D培养基上，不仅愈伤组织的诱导率达到了 91 %以上，而且愈伤组织长势好 . 观察
也表明，在附加质量浓度为 1.0，2.0 mg/L的 2，4-D培养基上，培养 1周可见诱导形成愈伤组织，随后，愈伤组
织迅速生长，并且其颜色由浅黄逐渐变成嫩绿，愈伤组织块表面较为光滑 . 这说明 MS+BA 0.5 mg/L+2，4-D
1.0~2.0 mg/L的培养基是水苏根茎愈伤组织诱导培养的理想培养基 .
表 1 不同质量浓度激素组合对根茎愈伤组织诱导培养的影响
Tab.1 The effects of different hormone combinations on callus induction of root stens
注：“++”为长势较好；“+”为长势一般；“-”为不生长 .
2.2 愈伤组织的继代培养
观察表明，接种培养到 5 d左右，培养的愈伤组织开始生长 . 经过 2次重复试验，每次继代 3代的统计
质量浓度/（mg·L-1）
接种数量/株 愈伤组织诱导率/% 长势
6-BA NAA 2，4-D
0 0 0 100 0 -
0.5 0 0 100 0 -
0.5 1.0 0 100 43 +
0.5 2.0 0 100 55 +
0.5 3.0 0 100 27 +
0.5 4.0 0 100 32 +
0.5 0 1.0 100 91 ++
0.5 0 2.0 100 93 ++
0.5 0 3.0 100 42 +
0.5 0 4.0 100 36 +
1.0 0 0 100 0 -
1.0 1.0 0 100 19 +
1.0 2.0 0 100 24 +
1.0 3.0 0 100 7 +
1.0 4.0 0 100 7 +
1.0 0 1.0 100 31 +
1.0 0 2.0 100 32 +
1.0 0 3.0 100 11 +
1.0 0 4.0 100 8 +
勾娇娇等：水苏无性系技术建立的研究 543- -
第 29卷 第 5期河 南 科 学
结果证明：继代培养的愈伤组织生长率为 100 %，生长速度快 20 %左右，培养周期为 36 d . 观察表明，与诱
导培养基的愈伤组织相比，继代培养的愈伤组织除了生长速度快 20 %左右外，还出现了嫩绿色的愈伤组织
表面呈现出连接较疏松的颗粒状、培养的愈伤组织块直径为 1.5 cm左右的半球状的特点 . 以上结果说明：
MS+BA 0.5 mg/L+2，4-D 1.5 mg /L的培养基是水苏根茎愈伤组织继代培养的理想培养基 .
2.3 不同状态的愈伤组织对分化培养的影响
接种培养 40 d观察统计，2次重复试验的平均结果见表 2 . 由表 2可见，以独立颗粒和切割为较均匀的
分散为 8块的愈伤组织为材料，分化率较低，而以由
5~8个愈伤组织颗粒组成的颗粒团为材料时，愈伤组
织的分化率较高 . 观察表明，以由 5～8个愈伤组织
颗粒组成的颗粒团为培养材料时，不仅分化率高，而
且其初始分化的时间提前 6～8 d，分化的不定芽长势
好 . 虽然，以独立颗粒和切割为较均匀的分散为 8块
的愈伤组织为培养材料时，在先分化的不定芽基部
也会分化生长出 2～5个不定芽，但所分化的不定芽
不仅细弱，而且高度也不超过 0.4 cm，使其成为无效
不定芽 . 而以 5～8个愈伤组织颗粒组成的颗粒团为培养材料时，先分化的不定芽基部会分化生长出 3～6个
长势较为粗壮、高度为 0.5～1.1 cm的有效不定芽，并且 2次重复试验的结果一致 . 以上结果说明：以愈伤组
织颗粒团为材料，MS+BA 0.5 mg /L+NAA 0.5 mg /L的培养基是水苏根茎愈伤组织分化的理想培养基 .
2.4 不同浓度的生长素对不定芽生根培养的影响
接种培养 30 d，观察统计证明：White+NAA 0.1 mg /L+IAA0.4 mg/L的培养基是水苏不定芽生根培养的理
想培养基 . 在这种培养基上培养生长的不定芽生根率达 93 %，试管苗叶片伸展，具有 4~9条白色根，平均株
高 4.6 cm，外观上生长旺盛 .
2.5 试管苗的生根继代增殖培养
观察统计证明：25 d为一个培养周期，试管苗茎段的平均生根率为 96.2 %，而外观上，试管苗的长势与由不
定芽经 30 d生根培养的试管苗长势基本一致，平均每次继代培养的繁殖系数为 2.9 . 以上结果证明：White+
NAA 0.1 mg /L+IAA 0.4 mg /L这一培养基也是水苏试管苗继代增殖培养的理想培养基 .
2.6 试管苗的移栽与定植
移栽后 30 d，统计平均成活率为 93.6 % . 观察表明，移栽后 9 d可见成活 . 长出第一片新叶的时间为
11 d，试管苗外观上生长旺盛 .
把在温室中移栽成活的试管苗于 5月上旬移栽到大连郊区水库边的湿地上 . 3次共移栽 1 680株试管
苗，成活了 1 657株，成活率为 98.6 % . 移栽后 40 d开始旺盛生长，移栽后 70 d，试管苗除了保持野生水苏
的所有生物性状外，还出现了生长旺盛、根系发达、叶色浓绿的特点 .
3 讨论
本研究是通过试管苗生根继代进行增殖培养，生根继代培养 25 d为一个培养周期，平均每次继代培
养的繁殖系数仅为 2.9 . 表面上看繁殖速度较慢，难以达到快速繁殖的目的，而实际的年繁殖速度为 2.914.6
（300多万）个后代，这种繁殖速度完全可满足野生水苏保护和栽培对种苗的需求 .
在根茎愈伤组织的诱导培养试验中，出现了适宜的 2，4-D浓度（为 1.0～2.0 mg/L）对愈伤组织的诱导效果
好的结果，这说明 2，4-D对水苏愈伤组织的诱导和生长作用较强. 这个观察结果与前人的研究结果一致[12-14].
在本研究的愈伤组织分化试验中，出现了独立颗粒和切割为较均匀 8块为培养材料分化效果较差、而由
5～8个愈伤组织颗粒组成的颗粒团分化效果好的现象 . 产生这种现象是由以下几点原因引起的：一是独立的
颗粒自身营养不足，合成有机物和生长调节剂的能力差，组织间看护能力弱，对人工培养环境适应性差，从而
导致分化率较低；二是均匀分成 8块的愈伤组织下部老化，不仅吸收营养和合成营养的能力差，而且本身还
要消耗营养，从而影响了正常分化，并且作为愈伤组织块的本身也因没有输导组织难以正常的吸收营养，从
而也影响了分化；以颗粒团为材料，能弥补上述 2种材料的不足，因此分化率较高 .
培养材料状态 接种数量/株 分化率/% 不定芽长势
独立颗粒 100 14 +
颗粒团 100 93 ++
分 8块 100 36 +
表 2 不同状态愈伤组织对分化培养的影响
Tab.2 The effects of different state callus on callus differentiation
注：“++”为长势较好；“+”为长势一般；“-”为不生长 .
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The Study on Establishment of Clone for Stachys Japonic
Gou Jiaojiao， Song Jiabao， Liu Songyang， Xu Na， Jiang Changyang
（Biology Scientific College，Liaoning Normal University，Dalian 116029，Liaoning China）
Abstract：In order to protect wild resources and realize artificial cultivation，the rhizome of Stachys japonic were
used as material to do the research on callus induction and differentiation，rooting and transplanting of tube seed-
lings，finally establish the clone of Stachys japonic． The results show that the optimum medium for callus induction，
subculture and differentiation is MS＋BA 0．5 mg /L＋2，4－D 1．0~2．0 mg /L，MS＋BA 0．5 mg /L＋2，4－D 1．5 mg /L and
MS＋BA 0．5 mg /L＋NAA 0．5 mg /L respectively． White＋NAA 0．1 mg /L＋IAA 0．4 mg /L is the optimum medium for
adventitious buds and tube seedlings rooting and subculture． Colonization of plantlets is maintained for all
biological traits which wild plant has and grows vigorously．
Key words：stachys japonic； callus； clone
勾娇娇等：水苏无性系技术建立的研究 545- -