全 文 ：
第 28 卷第 2 期 唐山师范学院学报 2006 年 3 月
Vol. 28 No.2 Journal of Tangshan Teachers College Mar. 2006
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基金项目：唐山市科技攻关项目（03132001A），河北省科技攻关项目（05276416）
收稿日期：2005-10-15
作者简介：客绍英（1967-）女，河北迁安人，唐山师范学院生物科学技术系副教授，农学硕士。 - 17 -

菘蓝组培过程中细胞组织学观察
客绍英，张胜珍，郭月霞
（唐山师范学院 生物科学技术系，河北 唐山 063000）

摘 要：以菘蓝试管苗幼叶为外植体，MS+6-BA 0.5mg·L-1+NAA0.1 mg·L-1为愈伤组织培养基，分化培养
基为 MS+6-BA 2mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1。观察黄色正常愈伤组织和绿色水浸状愈伤组织在组织细胞学上的特性
及由菘蓝愈伤组织分化不定芽和不定根的过程，得出：由菘蓝愈伤组织上分化的不定芽起源于愈伤组织的表层细
胞，叶原基与原体-原套同时发生。不定芽的起源为外起源。不定根起源于维管束外薄壁细胞处，根原基向外需穿
透皮层，突出愈伤组织表面，才能达到肉眼可见的程度。不定根的起源为内起源。
关键词：菘蓝；外植体；愈伤组织；分化；细胞组织学
中图分类号：Q949.9 文献标识码：B 文章编号：1009-9115（2006）02-0017-04

1 前言
菘蓝（Isatica indicago, Fort），又称草大青，属十字花
科菘蓝属二年生植物，主产河北安国、安徽豪州等地。含靛
甙、靛红、芥子甙、β-谷甾醇、棕榈酸等药用成分，具有
清热解毒凉血的功能，主治温病发热、咽喉肿痛、流行性脑
膜炎、肺炎、热毒发斑、腮腺炎等。[1]
菘蓝作为板蓝根和大青叶的共同体，人工快速繁殖的研
究已有报道[2][3]，但对菘蓝植株再生过程中形态发生的报道
甚少，仅见曾建军等[4]以菘蓝子叶和下胚轴为外植体，对离
体培养过程中愈伤组织和再生芽发生作过细胞组织学观察。
本试验以菘蓝幼叶为外植体，对其诱导培养过程中细胞
启动、脱分化、组织分化和器官（芽和根）发生，进行了石
蜡切片观察和分析，旨在为菘蓝的离体繁殖、体细胞突变体
筛选和遗传转化提供细胞和组织学资料，利于菘蓝细胞工程
育种和基因工程育种建立理想的试验体系。
2 材料和方法
2.1 试验材料
试验用菘蓝种子由北京同仁堂河北中药材科技发展有
限公司提供。
将菘蓝种子剥皮，于超净工作台上用升汞表面消毒
8min，无菌水冲洗 3 次，接种于 MS 培养基上。取 5d 苗龄
无菌苗的叶片，在其周围切出刀口。
2.2 培养基和培养条件
诱导培养基为 MS+6-BA 0.5mg·L-1+NAA 0.1mg·L-1，
分化培养基为 MS+6-BA 2mg·L-1+NAA 0.2mg·L-1。培养
基值 pH 为 5.8，蔗糖浓度为 30g·L-1。培养温度为(25+1)℃恒
温，光照时间 10h，光照强度为 1500LX。
2.3 培养方法
将幼叶外植体以远轴面接触培养基进行诱导培养，将长
出愈伤的外植体转入分化培养基中。
2.4 切片制作[5]及显微观察
从外植体接入诱导培养基开始，当诱导培养的外植体形
态上有变化时取材，用卡诺固定液固定，24h 后转入 75%酒
精中保存。爱氏苏木精整染，常规石蜡切片，于 Motic 显微
镜下观察，记录组织发育过程，并拍照。
3 试验结果
3.1 外植体的形态变化
3.1.1 愈伤组织形成过程的形态观察
菘蓝幼叶接种于 MS 诱导培养基上，叶片增厚，叶色渐
渐转绿。3d 后，叶面变形弯曲，切口处膨大。8d 左右，叶
片切口处出现淡黄色条带状物的愈伤组织；而有的叶片切口
处膨大为绿色突起。12d 左右，切口处形成黄色正常和绿色
水浸状两种不同形态的愈伤组织（见图版 1-1 和 1-2）。
3.1.2 植株再生过程的形态观察
将适当大小的黄色正常愈伤团块转接于分化培养基上，
4d 后，愈伤组织表面的颗粒状小突起颜色由黄色转为黄绿
色，有的突起上则出现一些白色毛绒状物；10d 后，在黄绿
色突起处出现绿色的芽点，而白色毛绒状物则分化成肉眼可
见的乳白色不定根，长度在 0.3cm 左右。20d 后，有的绿色
芽点长成不定芽，有的则分化为畸形芽（叶状体）；不定根
的长度增长为 0.5cm 左右。
30d 后，不定芽长势良好，其形态与实生苗的地上部分
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相同；不定根也不断伸长。
3.2 组织细胞学观察
3.2.1 不同愈伤团块的组织细胞学观察
3.2.1.1 黄色正常愈伤
组织切片纵切观察黄色愈伤组织，显示，整个愈伤组织
染色较深，细胞成规则的长方形，细胞质浓厚，细胞核较大，
染色深，且位于细胞中央；细胞大小一致，排列紧密有序，
具一定的规律性，最外边的 3 层细胞的排列方向与紧挨着的
内部的数层细胞的排列方向相互垂直，内部的数层细胞排列
成辐射状，外边的 3 层细胞排列成同心圆状。表明愈伤组织
在最初启动分裂时，其分裂方式为平周分裂，[6]从而使创伤
形成层的细胞呈同心圆状排列，这种分裂方式的结果使得切
口端体积膨大，之后内部组织细胞开始进行垂周分裂，细胞
数目进一步增加，以致冲出表层，形成大量愈伤组织。愈伤
组织内细胞的胞质较浓，说明细胞正处于代谢活动旺盛期，
能继续进行分裂、分化活动（见图版 2-1 和 2-2）。
3.2.1.2 绿色水浸状愈伤
肉眼可见，此种愈伤组织呈绿色半透明状，整个愈伤团
块象是被水浸过一样，愈伤表面的突起较平坦，呈半球形而
不是颗粒状。将其转接入分化培养基上后，分化形成不正常
的玻璃苗，组织切片观察显示，除表皮层外，细胞均着色较
浅，细胞形状极不规则，成多边形；细胞壁变薄，细胞质高
度液泡化，细胞核极不明显；细胞之间虽紧密连接，但排列
无序（见图版 2-3 和 2-4）。
3.2.2 植株再生过程的组织细胞学观察
3.2.2.1 不定芽再生过程的组织细胞学观察
对制作的一系列切片显微观察可发现，在芽原基分化的
早期，愈伤组织的表层细胞下 5～6 层细胞处，出现一分生
细胞团，染色较周围的细胞深，细胞排列紧密，核仁明显，
占细胞比例大，表明这些细胞已经脱分化，进入了分裂期。
（见图版 2-5）分生细胞团开始分裂，分裂方向呈多向性。
在愈伤组织表面形成肉眼可见的突起。切片显示，突起表层
3～4 层细胞处，由分生细胞团分裂形成了拟分生组织。（见
图版 2-6）这团细胞随之从愈伤组织的中央向四周进行垂周
分裂，形成原表皮，细胞排列紧密有序，之后，原表皮又出
现三处小突起，开始形成芽原基，中间为原体-原套结构，
两侧为叶原基。（见图版 2-7）三处小突起的细胞继续进行分
裂，中间的突起分裂速度快于两侧的突起，原表皮也逐渐发
育成熟，形成初生不定芽。(见图版 2-8)。同时发现，有的
切片上的愈伤组织内部不同步形成了维管组织结节，但连续
组织切片上未见这些维管组织结节进一步分化形成芽原基。
由此推断，芽原基起源于愈伤组织的表层细胞，表明芽
原基的发生是外起源的。而维管组织结节并未分化形成芽原
基，说明菘蓝愈伤组织不定芽的形成与维管组织结节无直接
联系。
3.2.2.2 不定根再生过程的组织细胞学观察
由不定根发生的一系列组织切片上可以清楚地显示出
其发生过程。大致可分为以下三个阶段：
第一阶段：分生细胞团的形成
在横切面上可见在靠近维管束外薄壁细胞的细胞质变
浓，细胞核变大位于中央，液泡化程度降低，染色加深，细
胞数目增多，这些细胞失去了原来的结构和功能，成为具有
分生组织特性的细胞团，（见图版 2-9）这团启动、脱分化的
细胞分裂若干次后，其内的个别细胞会出现再次启动、脱分
化，形成分生组织团，即分生组织结节，进一步发育形成维
管组织结节。[7]
第二阶段：不定根原基形成
薄壁细胞处的分生细胞团不断增大，逐渐向外突出，形
成不定根原基。（见图版 2-10）不定根原基继续发育，向外
穿透皮层，同时，形成两束相互平行的维管束，并和原外植
体的维管束相连（见图版 2-11）。
第三阶段：不定根形成
不定根继续伸长，突破皮层，达到肉眼可见的程度。（见
图版 2-12）这即是从外部观察到的乳白色不定根。
从上述不定根的形成过程可以得出，菘蓝愈伤组织上形
成的不定根起源于维管束外的薄壁细胞，其发生方式属于内
起源。
4 讨论
4.1 有关组培过程中植株再生的研究现状
在组培过程中，植株再生途径有两条，一是由愈伤的部
分细胞在形态结构上发生特化，使之与正常的愈伤细胞有所
不同，二是由外植体的部分细胞不经愈伤阶段而直接转化出
原形成层细胞，再进一步依次分化，形成初生芽和初生根，
进而形成一个完整的植株。
有关不定芽和不定根的发生机制，因为物种、外植体、
激素配比、培养条件的不同，各学者的研究结果不尽相同。
有关直接不定芽的研究认为，对于芽的起源，大多数为外起
源，也有内起源。[8]甜瓜子叶[9]、小白菜子叶[10]、代代花子
叶[11]、诺丹冰草成熟胚[12]、番茄下胚轴[13]等在离体培养植
株再生过程中，不定芽的发生均为外起源；而陈惠[14]对栝楼
的不定根尖分化不定芽的过程进行的细胞组织学研究就表
明其不定芽的发生为内起源。关于不定根起源的部位，大多
数报告认为是起源于韧皮部邻近的薄壁细胞[7]，未见有外起
源发生模式的报道。
而涉及愈伤组织细胞分化成器官及再生植物体的过程
研究始于20世纪80年代，但报道较少，仅见蔡润等[15]（2000）
以种子根为外植体，对根愈伤组织分化形成再生植株的过程
进行了形态和组织切片观察；林荣双等[16]（2003）对花生幼
叶经愈伤组织分化不定芽的过程进行了组织切片观察。未见
有从愈伤组织上分化不定根的报道。
客绍英，张胜珍，郭月霞：菘蓝组培过程中细胞组织学观察
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4.2 获得的松蓝间接再生不定芽的模式
由愈伤组织上分化器官是植株再生模式之一。本试验通
过对菘蓝愈伤组织上分化不定芽的观察结果表明，不定芽的
发生为外起源，并且维管组织结节与芽原基的形成无直接联
系。林双荣[16]曾对花生幼叶经愈伤组织分化不定芽进行过研
究，其结果与本试验的研究结果一致。在不定芽原基的形成过
程中，叶原基与原体-原套同时发生，两者之间不存在先后问题。
4.3 获得的松蓝间接再生不定根的模式
本试验的研究得出，根原基起源于维管束外韧皮部的薄
壁细胞，薄壁细胞脱分化形成维管组织结节，再进一步发育
成根原基。根原基在形成过程中，逐渐与原外植体的维管束
建立起联系，不定根的形成则需要穿透皮层，才能达到肉眼
可见的程度。这一研究结果与直接再生不定根的发生模式是
一致的，即不定根的发生为内起源。
5 问题及展望
由愈伤组织分化不定根和不定芽的类型一般来说有以
下三种，一是不定芽的发生先于不定根，二是不定根的发生
先于不定芽，三是不定根与不定芽同时发生[15]。对于愈伤组
织上不定根和不定芽分化形成过程中是否呈两极性分化，不
同学者的观点与结论也不尽相同。O zias-A k in s &V asil[17]
（1982）曾报道，不定根和不定芽分化形成过程中呈两极性
分化，而蔡润[15]等对小麦根尖愈伤组织不定芽和不定根分化
形成过程的研究却表明，不定根与不定芽并没有呈两极性，
而多数在不定芽侧旁形成不定根，然后不断分化，维管束连
接，进一步生长发育才形成有极性的幼小再生植株。
本试验观察了愈伤组织分化不定芽和不定根的现象，但
对两者之间的发生联系有待进一步研究。另外，植株再生的
另一途径——胚胎发生途径，已在近百种植物上见到。[15][18]
菘蓝植株再生过程中是否还存在胚胎发生途径，尚需进一步
研究证实。
图版：









图版 2-5 愈伤组织内分生
细胞团启动分化(400×)
图版 1-1 黄色正常愈伤团块 图版 1-2 绿色水浸状愈伤团块 图版 2-1 正常愈伤组织的辐
射状排列(400×)
图版 2-2 正常愈伤组织表
层细胞的排列方式(400×)
图版 2-3 水浸状愈伤组织内
部细胞的排列方式(400×)
图版 2-4 水浸状愈伤组织
的表层细胞(1000×)
图版 2-6 分生细胞团继续分
裂形成的拟分生组织(400×)
图版 2-7 示不定芽原基开始形成，两侧
为叶原基，中间为原体-原套结构(400×)
图版 2-8 初生不定芽形成(400×) 图版 2-9 维管束外由薄壁细胞脱
分化形成的细胞团（1000×）
图版 2-10 示不定根原基形成(400×)
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Cytohistological Observation in the Tissue Cultrue of Isatica Indicago
KE Shao-ying, ZHANG Sheng-zhen, GUO Yue-xia
(Biology Department of Science and Technology, Tangshan Teachers College, Hebei Tangshan 063000, China)

Abstract: The leaflets of isatica indicago were cultured on MS medium supplemented with 0.5mg·L-1 6- BA and 0.12mg·L-1
IAA for induction of callus, then cultured on MS medium supplanted with 2mg·L-1 6-BA and 0.2mg·L-1 NAA for induction of
adventitious buds and adventitious roots in this paper. The study compared the cytohistological character of the yellow normal callus
and the green water-logging callus. The results showed that adventitious bud differentiated from callus were generally formed on the
surface layer of the callus, bud primordial and tunica-corpus were concurrence. The pattern of adventitious bud is outer-origination.
Adventitious roots originated from parenchyma cells adjacent to external phloem; root primordial needed to penetrate through cortex
towards outwards, extruded the surface of the callus and then could be seen by eyes. The pattern of root adventitious is inner
origination.
Key words: isatica indicago; explant; callus; differentiation; cytohistological
责任编辑、校对：李春香
图版 2-11 示根原基内形成的维
管束与原外植体的维管束相连
图版 2-12 不定根形成，达到
肉眼可见程度(400×)