全 文 ：赵元增，王鸿升，杨 靖，等． 培养基基本成分对太行菊不定芽增殖与生长的影响［J］． 江苏农业科学，2014，42(3):41 － 43．
培养基基本成分对太行菊不定芽增殖与生长的影响
赵元增，王鸿升，杨 靖，孙海燕
(河南科技学院生命科技学院，河南新乡 453003)
摘要:以太行菊的无菌不定芽为材料，以 MS、N6、B5、Nitsch 基本培养基为基础，研究不同培养基及其基本成分组
合处理对太行菊不定芽增殖与生长的影响。结果表明:不同类型基本培养基对太行菊不定芽增殖与生长影响较大，在
MS基本培养基上太行菊不定芽增殖与生长的表现最好，N6 培养基次之，而在 Nitsch、B5 基本培养基上的培养效果很
差，芽块较小且不定芽枯死严重;培养基中大量元素构成对太行菊不定芽的增殖与生长影响最大，而培养基中微量元
素、有机物质构成对其培养的影响较小;糖浓度过高(5%)不利于太行菊不定芽的增殖与生长，而在 1． 5% ～ 3%糖浓
度范围内，不定芽增殖与生长状况相差不大;相同浓度下蔗糖较食糖更适宜太行菊不定芽的增殖与生长。
关键词:太行菊;不定芽;离体培养;增殖系数
中图分类号:S682． 1 + 10． 4 + 3 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2014)03 － 0041 － 03
收稿日期:2013 － 07 － 21
基金项目:河南科技学院博士科研启动基金(编号:2012011 )。
作者简介:赵元增(1974—)，男，山东蒙阴人，博士，副教授，主要从事
植物细胞工程与遗传育种研究。E － mail:yuanzengzh@ 126． com。
太行菊［Opisthopappus taihangensis (Ling)Shih］是菊科
太行菊属多年生宿根草本植物，为我国太行山区特有珍稀物
种，仅见于河南省、陕西省、河北省交界的太行山区［1 － 2］。由
于分布区域狭窄，生长环境险峻，繁殖能力较弱，太行菊现处
于濒危状态，已被列为国家珍稀保护植物及河南省重点保护
植物［1 － 2］。太行菊兼具观赏价值与较高的医疗保健价值［3］，
也是菊花杂交育种的理想遗传材料［4］。有关太行菊的研究
主要集中于太行菊花粉形态、减数分裂、菊属远缘杂交
等［4 － 8］，而对太行菊离体繁殖方面的研究极少，仅见姚连芳
等［9］、王建博等［10］的 2 篇报道。这些研究中均以 MS 培养基
为基本培养基，而关于其他培养基(如 N6、B5、Nitsch 等)及培
养基中成分组成对太行菊离体培养作用的研究还未见报道。
由于太行菊多生长于向阳裸露崖壁或岩石缝隙中［2 － 3］，所处
生境土壤稀少，有机质、全氮含量较低，钙含量较高［11］。考虑
太行菊的独特生境，MS 基本培养基成分对太行菊的生长发
育并不一定完全适宜。本研究以 MS 培养基为对照，研究
3 种常用培养基(N6、B5、Nitsch)及不同基本培养基的成分组
合对太行菊不定芽增殖与生长的影响，以期筛选出适于太行
菊增殖与生长的理想培养条件，进而建立高效稳定的太行菊
离体繁殖技术体系。
1 材料与方法
1． 1 材料
太行菊采自新乡关山国家地质公园，接种材料为太行菊
无菌不定芽。
1． 2 培养基配制
各培养基编号及其基本成分见表 1。
1． 3 接种与培养
在超净工作台上选择长势旺盛且大小一致的太行菊不定
表 1 各培养基编号及其基本成分
培养基编号 基本培养基成分
Ⅰ － 1 MS 基本培养基
Ⅰ － 2 N6 基本培养基
Ⅰ － 3 B5 基本培养基
Ⅰ － 4 Nitsch基本培养基
Ⅱ － 1 N6 大量元素 + MS微量元素 + B5 有机物质
Ⅱ － 2 B5 大量元素 + MS微量元素 + B5 有机物质
Ⅱ － 3 Nitsch大量元素 + MS微量元素 + B5 有机物质
Ⅱ － 4 N6 大量元素 + N6 微量元素 + B5 有机物质
Ⅱ － 5 N6 大量元素 + B5 微量元素 + B5 有机物质
Ⅱ － 6 B5 大量元素 + N6 微量元素 + B5 有机物质
Ⅱ － 7 N6 大量元素 + MS微量元素 + Nitsch有机物质
Ⅱ － 8 B5 大量元素 + MS微量微量 + Nitsch有机物质
Ⅲ － 1 MS 基本培养基 + 1． 5% 蔗糖
Ⅲ － 2 MS 基本培养基 + 3% 蔗糖
Ⅲ － 3 MS 基本培养基 + 5% 蔗糖
Ⅲ － 4 MS 基本培养基 + 1． 5% 食糖
Ⅲ － 5 MS 基本培养基 + 3% 食糖
Ⅲ － 6 MS 基本培养基 + 5% 食糖
注:所有培养基均添加 0． 4 mg /L 6 － BA、0． 1 mg /L NAA、0． 46%
琼脂，pH值调整为 5． 8;除 Ⅲ － 1 至Ⅲ － 6 培养基外，各培养基中均
添加 3%蔗糖;各培养基均采用 MS基本培养基的铁盐。
芽块，将其切成 1 cm3 大小，然后分别接种于以上各种培养基
中，每种培养基接种 20 瓶，每瓶接种 3 块不定芽块。接种时
不定芽块基部嵌入培养基，但不定芽生长点要外露。
培养温度 24 ～ 26 ℃，光照强度 1 500 ～ 2 000 lx，光照时
间 12 h /d。
1． 4 调查项目与方法
接种后 7 d观察、记录不定芽开始增殖的情况，以后定期
观察不定芽增殖情况及其长势。接种培养 40 d 时记录各处
理的接种不定芽块总数、芽块大小、不定芽长势(不定芽的叶
色、叶片长度、叶片枯死情况等)等项目。然后将增殖后的不
定芽块切割成与接种时一致大小(1 cm3)，统计各处理增殖后
芽块的分割总块数，并计算各处理不定芽增殖系数。
—14—江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 3 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2014.03.074
不定芽增殖系数 =增殖后芽块的分割总块数 /接种芽块
总数。
2 结果与分析
2． 1 不同基本培养基对太行菊不定芽增殖与生长的影响
由表 2 可见，在 4 种不同基本培养基上太行菊不定芽增
殖与生长状况存在较大差异。在 MS 基本培养基(Ⅰ － 1)上
太行菊不定芽增殖与生长状况表现最好，芽块上产生大量不
定芽，芽块大小与不定芽增殖系数均达到最大值。并且在该
培养基上，不定芽生长正常，长势旺盛，较大不定芽叶片长度
可以达到 5 ～ 10 mm。不定芽块中虽有黄褐色的枯死叶片，但
数量极少。与Ⅰ － 1 处理相比，N6 基本培养基(Ⅰ － 2)处理
最显著的变化是形成的不定芽较小，芽块变小。虽然在该培
养基上也有大量不定芽的分化，但不定芽细小，叶色淡黄，叶
片长度多为 3 ～ 4 mm，甚至更小。在 B5 基本培养基(Ⅰ － 3)、
Nitsch基本培养基(Ⅰ － 4)中，太行菊不定芽增殖与生长状况
表现更差，不仅芽块小，不定芽增殖系数低，且不定芽长势弱，
不定芽叶片卷曲，呈水浸状，黄色至褐色，芽块中夹杂较多的
枯死叶片。特别是 B5 培养基上芽块中夹杂大量褐色枯死叶
片，甚至整个芽块变褐枯死。
由此可知，在所采用的 4 种基本培养基中，MS 基本培养
基较适合太行菊不定芽的增殖与生长，N6 基本培养基次之，
而 Nitsch、B5 基本培养基不适合太行菊的离体培养。特别是
B5 基本培养基不仅使不定芽增殖严重受阻，而且还会导致大
量不定芽枯死。
表 2 太行菊不定芽在不同基本培养基上的增殖与生长状况
培养基
编号
基本培养
基组成
不定芽
增殖系数
增殖芽块
直径(mm)
不定芽叶片
长度(mm)
芽块中
枯叶
Ⅰ － 1 MS 5． 53 22 ～ 28 5 ～ 10 +
Ⅰ － 2 N6 4． 25 20 ～ 22 3 ～ 4 ++
Ⅰ － 3 B5 2． 97 15 ～ 20 3 ～ 6 ++++
Ⅰ － 4 Nitsch 3． 40 15 ～ 20 3 ～ 6 +++
注:“ +”表示芽块鲜绿，芽块中夹杂少量黄色至黄褐色的枯死
叶片;“ ++”表示芽块淡黄，芽块中夹杂少量黄色至黄褐色的枯死叶
片;“ +++”表示芽块颜色暗淡，芽块中夹杂中等数量黄色至褐色的
枯死叶片;“ ++++”表示整个芽块暗淡、枯黄，芽块中有大量黄褐色
至褐色的枯死叶片，甚至整个芽块枯死。
2． 2 不同的无机盐与有机成分组合对太行菊不定芽增殖与
生长的影响
为了进一步弄清上述各基本培养基中大量元素、微量元
素、有机成分对太行菊不定芽增殖与生长的影响，根据不同基
本培养基成分组成特点，对培养基的大量元素、微量元素、有
机成分进行了组配，进而配制各种不同的组合培养基。太行
菊不定芽在各组合培养基中的增殖与生长状况见表 3。
由表 3 可知，培养基中的大量元素构成对太行菊不定芽
增殖与生长影响最大。综合太行菊不定芽在各培养基上的增
殖与生长状况表现，可将其分为 2 大类:在以 N6 大量元素为
基础的各培养基上(Ⅱ － 1、Ⅱ － 4、Ⅱ － 5、Ⅱ － 7)，太行菊不
定芽增殖与生长状况良好;而在以 B5 或 Nitsch大量元素为基
础的各培养基上(Ⅱ － 2、Ⅱ － 3、Ⅱ － 6、Ⅱ － 8)，太行菊不定
芽增殖与生长均表现较差。在以 N6 大量元素为基础的各培
养基上，太行菊不定芽增殖与生长状况相近，芽块上分化产生
表 3 太行菊不定芽在各组合培养基中的增殖与生长状况
培养基
编号
不定芽
增殖系数
增殖芽块直径
(mm)
不定芽叶片
长度(mm)
芽块中
枯叶
Ⅱ － 1 7． 81 25 ～ 28 4 ～ 7 ++
Ⅱ － 2 3． 53 15 ～ 20 4 ～ 7 +++
Ⅱ － 3 3． 09 15 ～ 20 4 ～ 7 +++
Ⅱ － 4 8． 97 25 ～ 28 4 ～ 7 ++
Ⅱ － 5 10． 36 25 ～ 28 4 ～ 7 +
Ⅱ － 6 3． 82 15 ～ 20 3 ～ 5 ++++
Ⅱ － 7 8． 30 20 ～ 25 4 ～ 7 ++
Ⅱ － 8 3． 76 15 ～ 20 4 ～ 7 +++
注:“ +”表示芽块鲜绿，芽块中夹杂很少的黄褐色枯死叶片;
“ ++”表示芽块淡绿，芽块中夹杂少量黄色至黄褐色的枯死叶片;
“+++”表示芽块颜色暗淡，芽块中夹杂中等数量的黄色至褐色枯死
叶片;“ ++++”表示整个芽块暗淡、枯黄，芽块中有大量黄褐色至褐
色的枯死叶片，甚至整个芽块枯死。
大量不定芽，芽块直径一般为 25 ～ 28 mm，有些芽块直径甚至
达到 35 mm。不定芽增殖系数都在 7． 81 以上。不定芽生长
基本正常，叶色淡绿，芽块中夹杂少量黄色至褐色枯死叶片。
特别是在Ⅱ － 5 培养基上不定芽增殖系数最大(10． 36)，并且
不定芽长势旺盛，叶片纤长而密集，芽块中枯死叶片十分稀
少。而在以 B5 或 Nitsch大量元素为基础的各培养基上，芽块
上分化产生的新芽较少，不定芽增殖系数也仅为 3． 09 ～
3. 82。在这些培养基上，芽块长势也较差，较大的不定芽多数
叶片卷曲，呈水浸状，黄褐色至褐色，芽块中有大量枯死叶片
产生，甚至整个芽块完全变褐枯死。
在大量元素与有机物质构成相同，仅存在微量元素构成差
异的 2组培养基(Ⅱ－1、Ⅱ－4、Ⅱ－5为 1组，Ⅱ－2、Ⅱ－6为 1组)
中，就太行菊不定芽的增殖与生长状况而言，虽然组别间存在
较大差异，但在每组内各处理间太行菊不定芽的增殖与生长
状况差异很小。这进一步表明，不同培养基间微量元素构成
差异对太行菊离体培养的影响较小，而培养基间大量元素的
种类与含量差异对太行菊不定芽增殖与生长起关键作用。
同样，在大量元素与微量元素构成相同，仅存在有机物质
构成差异的 2组培养基中(Ⅱ－1、Ⅱ－ 7 为 1 组，Ⅱ－ 2、Ⅱ－ 8 为 1
组)，同组内不同培养基间的离体培养结果差异均很小。这
表明，培养基中有机物质的构成差异对太行菊不定芽增殖与
生长的影响较小。
2． 3 糖种类与浓度对太行菊不定芽增殖与生长的影响
MS基本培养基中糖种类与浓度对太行菊不定芽的增殖
与生长状况影响较大。由表 4 可知，当培养基中添加蔗糖时，
不同蔗糖浓度处理对太行菊不定芽增殖与生长均有影响。当
蔗糖浓度为 1． 5%、3%时(Ⅲ － 1、Ⅲ － 2 处理)，芽块上均有
大量不定芽分化，不定芽增殖系数与芽块大小在 2 个处理间
相近。但在蔗糖浓度较低的Ⅲ － 1 培养基上，太行菊不定芽
生长状况更好，芽块蓬松鲜绿，不定芽生长整齐、旺盛，富有生
机，芽块中几乎看不到黄化枯死的叶片。当培养基中蔗糖浓
度提高到 5%时(Ⅲ － 3 处理)，不定芽分化与生长严重受阻，
整个芽块呈淡黄色，芽块表面布满大量淡黄色的颗粒状小芽
或点状突起。较大的不定芽数量少，并且叶片呈水浸状，黄色
至黄褐色，叶片长度也仅有 3 ～ 5 mm。
当培养基中添加食糖时，不同食糖浓度下太行菊不定芽
—24— 江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 3 期
的增殖与生长表现与不同蔗糖浓度下的表现相类似。在较低
食糖浓度下(1． 5%、3%)，太行菊不定芽增殖与生长较好;在
过高的食糖浓度(5%)下，太行菊不定芽增殖与生长表现很
差。当食糖、蔗糖浓度相同时，太行菊不定芽增殖与生长状况
差异较小，除在蔗糖培养基上的不定芽稍大外，对应糖浓度下
的芽块大小、不定芽增殖系数等都相差不大。
表 4 太行菊不定芽在不同糖种类与浓度培养基上的增殖与生长状况
培养基
编号
糖种类
浓度
(%)
不定芽增
殖系数
增殖芽块直
径(mm)
不定芽叶片
长度(mm)
芽块中
枯叶
Ⅲ － 1 蔗糖 1． 5 5． 90 25 ～ 30 5 ～ 10 －
Ⅲ － 2 蔗糖 3 5． 53 22 ～ 28 5 ～ 10 +
Ⅲ － 3 蔗糖 5 4． 17 18 ～ 20 3 ～ 5 +++
Ⅲ － 4 食糖 1． 5 5． 18 25 ～ 30 4 ～ 8 －
Ⅲ － 5 食糖 3 5． 47 22 ～ 30 4 ～ 8 ++
Ⅲ － 6 食糖 5 3． 76 18 ～ 20 3 ～ 5 +++
注:“ －”表示芽块鲜绿，芽块中几乎无黄化枯死的叶片;“ +”表
示芽块鲜绿，芽块中夹杂少量黄色至黄褐色枯死叶片;“ + +”表示芽
块淡绿，芽块中夹杂较多黄色至褐色的枯死叶片;“ + + +”表示芽块
淡黄，不定芽稀少，芽块表面多颗粒状芽点，芽块中夹杂少量黄色至
黄褐色枯叶。
综合分析，无论是使用蔗糖还是食糖，糖浓度过高(5%)
将严重抑制太行菊不定芽的生长，引起不定芽生长停滞，分化
数量减少;1． 5%、3%糖浓度对太行菊不定芽的增殖与生长较
适宜，特别是在 1． 5%糖浓度下不定芽生长更为旺盛，芽块中
枯死叶片极少。在培养基中添加适宜浓度蔗糖的培养效果稍
好于食糖，但差别并不大。
3 结论与讨论
有关太行菊离体培养的研究报道很少，在已有研究中，研
究者一般采用 MS培养基作为基本培养基。从理论上讲，MS
培养基中无机盐浓度较高，微量元素及有机成分齐全而丰富，
对多数植物的增殖培养而言，是较为理想的一种基本培养基。
但太行菊生境土壤贫瘠，缺乏植物生长所需的营养，何种类型
培养基更适合太行菊的离体培养，有必要进一步研究。
本研究以 MS 培养基(高无机盐培养基)为对照，研究
B5、N6(高硝酸钾含量培养基，其中 B5 培养基有机物质含量
高)和 Nitsch(中等无机盐含量培养基，有机物质种类较全)3
种基本培养基及其基本成分(大量元素、微量元素、有机物
质)的不同搭配组合对太行菊离体培养的影响。
研究结果表明，太行菊不定芽在 MS、B5、N6、Nitsch 4 种
基本培养基上的增殖与生长状况存在较大差异:在 MS、N6 基
本培养基上，接种芽块均产生大量不定芽，并且不定芽生长基
本正常，叶色鲜绿，芽块中黄化枯死的叶片都很少。不定芽在
这 2 种培养基上生长的主要差异是 N6 培养基处理的不定芽
较小，叶片窄短。在 Nitsch、B5 培养基上太行菊不定芽分化数
量大幅度减少，增殖系数降低，且不定芽长势差，出现较多黄
色至褐色的枯死不定芽。特别是在 B5 培养基上，芽块中不定
芽枯死更严重，甚至整个芽块变褐枯死。B5、N6 培养基都属
于高无机盐含量、高 KNO3 含量培养基，按照本研究结果，不
同培养基中微量元素与有机物质的构成差异对不定芽增殖与
生长的影响较小，那么在这 2 种基本培养基上太行菊不定芽
离体培养的差异应当是由于两者在大量元素组成上的差异引
起。相对于 N6、MS 基本培养基，B5 培养基的大量元素中
CaCl2·2H2O用量显著降低，不含 KH2PO4，硝态氮与铵态氮
比例加大，是否由其中 1 种或多种因素以及其他因素造成太
行菊离体培养差异，还须要进一步研究。
不同基本培养基大量元素、微量元素、有机成分的种类与
含量各有特点，基本培养基之间基本成分的不同搭配组合，有
望获得最适宜太行菊不定芽增殖与生长的基本培养基。与标
准 MS、B5、N6、Nitsch 基本培养基相比，基于这 4 种基本培养
基的 4 种组合培养基(Ⅱ － 1、Ⅱ － 4、Ⅱ － 5、Ⅱ － 7 培养基)对
太行菊不定芽增殖与生长有明显促进作用，太行菊在这些组
合培养基上的离体培养效果均好于未改动的基本培养基。而
由 N6 培养基大量元素与 B5 培养基微量元素、有机物质组合
而成的Ⅱ － 5 培养基，在本研究中对太行菊离体培养的效果
最好。
培养基中糖浓度对太行菊不定芽的增殖与生长有较大影
响。糖浓度过高对太行菊不定芽的分化与生长产生抑制，在
芽块表面往往形成大量颗粒状突起或芽点，而缺少伸长生长
的不定芽。在一定范围内，适当降低培养基中糖浓度有利于
不定芽的生长，减少枯死叶片的发生。在相同糖浓度下，在培
养基中添加蔗糖的培养效果要稍好于食糖，但两者相差不大。
食糖价格远低于蔗糖，若能用食糖替代蔗糖作为培养基碳源，
将会大大降低离体培养中的生产成本。1． 5%、3%食糖都可
以用于太行菊不定芽的离体培养，3%食糖处理的太行菊不定
芽增殖系数稍高，但 1． 5%食糖处理的不定芽长势更旺，芽块
中枯叶更少。在兼顾太行菊不定芽增殖与生长的前提下，若
进行太行菊组培苗的规模化生产，在培养基中添加 1． 5%食
糖是较理想的选择。
参考文献:
［1］丁保章，王遂义． 河南植物志:第 3 册［M］． 郑州:河南科学技术
出版社，1997:632．
［2］卢炯林，王磐基． 河南省珍稀濒危保护植物［M］． 开封:河南大
学出版社，1990:197 － 199．
［3］刘 莹，孙跃枝，田转运． 太行菊的生物学特性及保护利用［J］．
湖北农业科学，2012，51(17):3775 － 3776．
［4］胡 枭，赵惠恩． 太行菊属与菊属亚菊属远缘杂交试验初报［J］．
现代农业科学，2008，15(6):13 － 14．
［5］李 健，陈发棣，陈素梅，等． 太行菊和芙蓉菊花粉母细胞减数分
裂过程［J］． 南京农业大学学报，2009，32(4):43 － 46．
［6］高亚卉，戴攀峰，姬志峰，等． 太行菊属植物花粉形态研究［J］．
西北植物学报，2011，31(12):2464 － 2472．
［7］何敏杰，程月琴，王红卫，等． 太行菊 DNA 提取和 ISSＲ 标记的筛
选与优化［J］． 中国农学通报，2012，28(16):202 － 207．
［8］桑叶子，孙 明，张启翔． 太行菊细胞悬浮培养体系的建立［J］．
河南农业大学学报，2011，45(2):177 － 182．
［9］姚连芳，董美华，毛玉收．太行菊组织培养研究［J］． 中国农学通
报，2004，20(6):29 － 31．
［10］王建博，徐思明，董 鹏，等． 太行菊顶芽离体高效再生系的建
立［J］． 首都师范大学学报:自然科学版，2008，29(5):45 － 50．
［11］沈世华，陆文梁，王伏雄． 太行花生殖生物学研究:太行花生境
的分析［J］． 生物多样性，1994，2(4):210 － 212．
—34—江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 3 期