全 文 ：中国农学通报 2015,31(34):6-9
Chinese Agricultural Science Bulletin
甜杨叶片高频率植株再生体系的建立
赵鑫闻
（辽宁省杨树研究所，辽宁盖州 115200）
摘 要：为了利用甜杨的抗冻性基因并利用生物技术手段对杨属进行抗寒性改良，本研究以甜杨叶片为
外植体，研究了不同激素组合对甜杨不定芽诱导、分化及生根的影响，建立了甜杨叶片高频率植株再生
体系。结果表明，诱导甜杨叶片不定芽分化的最适培养基配方为，MS+BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L，再
生频率及平均不定芽数分别为98.8%和23.0，最适生根培养基配方为，1/2MS+IBA 0.3 mg/L，生根率可达
100%。为杨属的抗寒性改良及其分子育种实践奠定了基础。
关键词：甜杨；叶片；再生体系；组织培养
中图分类号：S792.11，S722.3+7 文献标志码：A 论文编号：casb15060019
Establishment of Highly Efficient Plant Regeneration System of Populous suaveolens
Zhao Xinwen
(Poplar Research Institute of Liaoning Province, Gaizhou Liaoning 115200)
Abstract: The study aims to exploit the antifreeze gene of Populous suaveolens and improve the resistance of
poplar by biotechnology. Leaves of Populous suaveolens were used as explants to study the effect of different
prescriptions of hormone on induction, differentiation of adventitious bud and rooting, and establish a plant
regeneration system in vitro. The results showed that the optimum medium for adventitious bud regeneration
was MS +BA 0.5 mg/L + NAA 0.05 mg/L with the frequency of adventitious bud regeneration of 98.8% and the
number of shoots of 23.0. The optimum medium for rooting of shoots was 1/2MS+IBA 0.3 mg/L with a rooting
efficiency of 100%. The result of this study could lay a foundation for the improvement of the cold resistance of
poplar and its molecular breeding.
Key words: Populous suaveolens; leaves; regeneration system; tissue culture
0 引言
杨树(Populus)具有生长快、成材早、产量高、用途
广泛等特点，它在植被恢复、防护林建设，以及工业用
材林建设方面都占有重要地位[1]。近年来，杨树育种
由于过度追求生长量，大批生产上主栽品种抗寒性较
差，大规模冻害时有发生，给林业生产造成了巨大的经
济损失，因此亟需对杨属品种进行抗寒性改良。甜杨
(Populous suaveolens)因其生长迅速，树形优美、材性优
良、尤其是抗旱抗寒性突出等特点，成为杨属抗寒性改
良及有关抗冻基因研究的理想材料，其生存区的年平
均气温为-3.8℃，冬季气温为-40.5℃~-27.4℃，能够耐受
的极端最低气温达到-46.9℃[2-3]。因此利用甜杨基因对
杨属品种进行抗寒性改良，无疑对林业生产具有重要
的意义。而建立组织培养再生体系是借助生物技术手
段对杨属品种进行遗传改良的基础和前提。杨树的组
培研究已经有很多报道[4-11]，Ahuja等[4]用欧洲山杨芽培
养获得了再生植株；丁霞等[5]利用胡杨叶片诱导不定
芽获得了组培苗；于志水等[6]进行了黑杨组织培养的
研究；付文峰等[7]也建立了杂种小叶杨叶片外植体植
株再生体系，但由于甜杨的组织培养有一定难度，因此
迄今为止有关于甜杨离体再生的报道极少，仅见2004
年，林元震等[3]利用甜杨芽进行组织培养获得了再生
基金项目：辽宁省科学事业公益研究基金项目“黑杨花粉管通道导入外源DNA及其细胞学机理研究”(2011005007)。
作者简介：赵鑫闻，女，1983年出生，吉林敦化人，工程师，硕士，研究方向：林木遗传育种。通信地址：115200辽宁省盖州市团山镇任屯辽宁省杨树
研究所，E-mail：zhaoxinwen2001@163.com。
收稿日期：2015-06-03，修回日期：2015-08-21。
赵鑫闻：甜杨叶片高频率植株再生体系的建立
植株，但获得的诱导率较低，不定芽数也较少，因此本
研究以甜杨叶片为试验材料，筛选适宜甜杨不定芽诱
导的分化、生根培养基配方，建立甜杨植株再生体系，
为杨属的抗寒性改良及其分子育种实践奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
甜杨(Populous suaveolens)枝条，采自黑龙江省加
格达奇。
1.2 诱导分化培养
2014年3月，选取叶芽饱满、无病虫害的甜杨休眠
芽侧枝，置辽宁省杨树研究所温室内水培处理。待甜
杨幼叶抽苔 1 cm左右，截去叶尖部分，保留叶片
0.3 cm左右的叶柄，从叶片一侧剪过主脉，剪成 0.5~
1 cm的狭长型叶片，灭菌后分别接种于附加不同浓度
激素 6-BA (0.1、0.3、0.5、1.0 mg/L)和NAA (0.1、0.05、
0.03 mg/L)的MS培养基上，每个组合接种 10个外植
体，3次重复，共接种30个外植体。
1.3 生根培养
根据本实验室以往诱导杨属再生苗生根经验[6]，
选择生根培养基配方为 1/2MS+IBA 0.1 mg/L和 1/2
MS+IBA 0.3 mg/L。切取 1.5 cm以上的再生芽，分别
接入生根诱导培养基1/2MS+IBA 0.1 mg/L和1/2 MS+
IBA 0.3 mg/L中，诱导生根。
1.4 培养条件
以上所用培养基为MS，附加蔗糖 25 g/L，琼脂
9 g/L，调至pH 6.0左右，培养温度为25℃左右，光照强
度为2500~3000 lx，每日光照12~14 h。
1.5 数据统计
叶片在分化培养基上培养 45天后，统计诱导率、
平均不定芽数；不定芽在生根培养基上培养 30天后，
统计生根率。
诱导率=(不定芽分化的外植体数/接种外植体
数)×100%…………………………………………… (1)
生根率=(生根的外植体数/接种外植体数)×100%
……………………………………………………… (2)
每个处理调查 30个外植体计算平均值。所得试
验数据采用DPS进行方差分析与多重比较，百分数经
反正弦( y = arcsin x )转换后再进行分析和比较[12]。
2 结果与分析
2.1 诱导不定芽再生的分化培养基的确定
植物诱导不定芽再生频率的高低主要取决于培养
基配方中激素的种类和浓度，本试验选择了 6-BA和
NAA 2种激素以及设置了 12个不同的浓度组合来筛
选甜杨最佳分化培养基配方。选取幼嫩的甜杨叶片，
正面向上接入各分化培养基配方中，培养6天后，叶片
的两端均有不同程度的膨大，并且叶片颜色变浅，叶片
组织脆化；培养 15天后，在叶片两端切口处陆续长出
嫩绿色瘤状愈伤组织，在部分叶片的叶柄处出现很多
绿色密集芽点；25天后，分化加快，在一些叶片两端愈
伤组织附近出现单芽、双芽或丛生芽，甜杨叶片在叶柄
处容易分化不定芽；40天后，形成大量无根苗，生长较
好的丛生芽平均可伸长至1.6 cm（见图1）。
表1为甜杨叶片外植体在分化培养基上培养45天
后的诱导分化情况，由表1可知，甜杨叶片外植体在12
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
BA/(mg/L)
0.1
0.3
0.5
1.0
0.1
0.3
0.5
1.0
0.1
0.3
0.5
1.0
NAA/(mg/L)
0.1
0.1
0.1
0.1
0.05
0.05
0.05
0.05
0.03
0.03
0.03
0.03
接种材料数
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
30
平均不定芽数
2.1
6.2
3.3
19.4
3.1
5.5
23.0
17.4
1.7
19.6
21.6
12.7
诱导率/%
9.1h
55.0e
27.3f
82.6c
16.7g
25.0f
98.8a
75.0d
4.6i
84.6c
92.7b
75.0d
表1 甜杨叶片外植体在不同分化培养基配方中的诱导效果
注：同一列数字后不同字母表示差异极显著(P<0.05)。
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中国农学通报 http://www.casb.org.cn
个分化培养基配方中均能诱导产生丛生芽，诱导率为
4.6%~98.8%，平均不定芽数为 1.7~23.0。说明甜杨不
定芽在不同 6-BA和NAA浓度组合中均能产生不定
芽，而且在一定范围内，BA/NAA比值越高，诱导甜杨
叶片分化不定芽的能力越强。甜杨叶片外植体在 4
号、7号、10号、11号培养中获得了较高的诱导率，分别
为 82.6%、98.8%、84.6%、92.7%，平均不定芽数也均较
高，分别为 19.4、23.0、19.6、21.6。对诱导率进行方差
分析(ANOVA)与多重比较(LSD)，结果表明，各处理间
诱导率的差异达到显著水平，其中叶片在 7号培养基
中获得的诱导率最高，显著高于其他培养基配方，7号
培养基的平均不定芽数也较高，因此确定甜杨叶片不
定芽分化的最适培养基配方为MS+BA 0.5 mg/L+
NAA 0.05 mg/L。
2.2 不定芽生根
甜杨生根苗的诱导，将 1.5 cm左右的甜杨再生苗
分别接入培养基 1/2MS + 0.1 mg/L IBA 和 1/2MS +
0.3 mg/L IBA中，甜杨再生苗在 1/2MS+0.3 mg/L IBA
培养基中生根效果较好，8天左右开始生根，茎基部露
出根原基，15天后每个再生苗可生根4~6条，根为乳白
色，健康而粗壮，生根率可达 100%，20~30天后，再生
苗一般可生长至 3~5 cm左右（图 2）。而在 1/2 MS+
0.1 mg/L IBA培养基中生根效果较差，根部短小、皱
缩，发育不良，再生苗植株矮小，叶片慢慢变黄。
3 结论与讨论
本研究建立了完整的以甜杨叶片为外植体的组织
培养再生体系，确定诱导甜杨叶片不定芽分化的最适
培养基配方为MS+BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L，诱导
率及平均不定芽数分别为 98.8%和 23.0，生根培养基
配方为1/2MS+IBA 0.3 mg/L，生根率达到100%。为杨
属的抗寒性改良及其分子育种实践奠定了基础。
由于青杨派杨树的组培有一定难度，因此迄今这
方面的报道较少，仅见付文峰等[7]利用小叶杨叶片建立
了杂种小叶杨离体再生体系，以及林元震等[3]进行了甜
杨组织培养与快速繁殖技术的研究，林元震等[3]以茎段
为外植体利用6-BA、NAA和GA等3种激素诱导获得
了甜杨组培再生苗，最佳分化培养基配方为MS+6-BA
0.3 mg/L +NAA 0.1 mg/L +GA 0.1 mg/L，但获得的再生
频率较低，平均不定芽数也仅为 2~5个而本试验利用
BA与NAA这2种激素却获得了98.8%的诱导率和23.0
的平均不定芽数，说明在甜杨离体培养的过程中应用
BA与NAA这2种激素效果较好，而且在一定范围内增
大BA/NAA比值也有利于甜杨不定芽的分化，这与各
木本植物的研究结果一致[13-14]。
在植物组培过程中普遍存在组培苗玻璃化现象。
本试验在对甜杨叶片不定芽诱导的过程中也发现了甜
杨再生苗存在玻璃化现象，笔者通过增大培养的光照
强度及培养基中的琼脂浓度等方法恢复与逆转了甜杨
玻璃化苗，获得了生长健壮的甜杨组培苗。张燕玲
等[15]在研究满天星组织培养中发现提高培养基中琼脂
浓度，能够降低培养基中的渗透势，阻碍细胞吸水过
度，从而保证植物的正常生长。肖玉兰[16]等也认为，在
一定范围内，植物的光合强度与光照强度成正相关，光
照强光合作用强，合成更多有机物，有利于试管苗的正
常生长，能够减少再生植株畸形及玻璃化现象的发
生。均与本研究的结果一致。
参考文献
[1] Franco J A. Populus. Flora Europaea[M].Cambridge: University
Press,1993.
[2] 王胜东,杨志岩,等.辽宁杨树[M].北京:中国林业出版社,2006.
[3] 林元震,林善枝,张志毅,等.甜杨的组织培养和快速繁殖[J].植物生
理学通讯,2004,40(4):463.
图1 甜杨叶片外植体诱导的不定芽的生长情况
图2 甜杨组培生根苗
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赵鑫闻：甜杨叶片高频率植株再生体系的建立
[4] AHuja M R. Somatic cell differentiation and rapid clonal
propagation of aspen[J]. Silvae Genet,1983,32(3/4):131-135.
[5] 丁霞,陈晓阳,李云,等.胡杨叶片不定芽再生体系的研究[J].北京林
业大学学报,2003,25(2):282-230.
[6] 于志水,金红,蔄胜军,等.黑杨派杨树组培再生系统的研究[J].辽宁
林业科技,2002,13(6):24-28.
[7] 付文锋,姜鹏,张耀,等.杂种小叶杨叶片外植体离体再生体系的建
立[J].中国农学通报,2012,28(13):65-69.
[8] 李慧,陈晓阳,李云,等.银白杨叶片不定芽再生影响因素的研究[J].
北京林业大学学报,2004,26(3):46-50.
[9] 汪建亚,蒋祥娥,蔡桁.山地杨快速繁殖研究[J]. 湖北林业科技,
2004,33(1):1-7.
[10] 张冰玉,苏晓华,郑书星.山新杨叶片高频率植株再生体系建立及
其遗传稳定性[J].北京林业大学学报,2008,30(3):68-73.
[11] 詹亚光,齐凤慧,杨传平.欧美杂种山杨愈伤组织再生系统的建立
[J].植物生理学通讯,2004,40(4):437-440.
[12] 邓祖丽颖,袁秀云.葱兰的离体培养及再生体系研究[J].中国农学
通报,2013,29(13):140-144.
[13] Skolmen R G, Mapes M O. Acacia koa Gray plantlets from somatic
callus tissue[J].Hered,1976(67):114-115.
[14] Chen U C, Hsia C N, Yeh M S, et al. In vitro micropropagation
andex vitro acclimation of Bupleurum kaoi- an endangered
medicinal plant native to Taiwan[J].In Vitro Cell Dev Biol Plant,
2006(42):128-133.
[15] 张燕玲,姚军.满天星组织培养中克服玻璃化现象的初探[J].广西
植物,1997,17(3):246-248
[16] 肖玉兰.克服香石竹试管苗玻璃化现象的研究[J].云南农业大学学
报,1997,12(3):188-193.
·· 9