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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2016, 32(1):92-96
韭菜（Allium tuberosum Rottler）属百合科葱属，
原产于中国，由于其具有特殊的风味和营养价值及
抗癌功能［1］，深受人们的喜爱。韭菜既可以进行种
子繁殖，也可以进行无性繁殖，但是在生产中大多
采用多年生的方式进行生产，而不是采用种子繁殖
的方式，因此，在育种中不像其他的蔬菜如茄果类
和叶菜类等方便进行杂交育种。采用现代分子育种
方法进行品种的选育具有非常简便的优点，因此，
进行遗传转化就成为一个必要的条件，但在韭菜的
遗传转化研究方面还较少。目前许多葱蒜类蔬菜已
经建立了高效的再生体系和成熟的转化系统［2-4］，
而且均是采用农杆菌介导的方法取得成功。由于农
杆菌介导法具有简便、单拷贝等优点，已经广泛应
用于植物的遗传转化中，但是该方法的建立需要高
收稿日期 ：2015-07-14
基金项目 ：山西省农业科技攻关项目（20090311022，20150311010-2），山西省回国留学人员科研资助项目（2013-062）
作者简介 ：王婷婷，女，硕士，研究方向 ：蔬菜生物技术 ；E-mail ：tingkakatea@163.com
通讯作者 ：侯雷平，男，教授，硕士生导师，研究方向 ：设施园艺 ；E-mail ：sxndhlp@126.com
韭菜胚根高效植株再生体系的建立
王婷婷 高行英 李梅兰 宋红霞 侯雷平
（山西农业大学园艺学院，太谷 030801）
摘 要： 为了建立韭菜高频植株再生体系，以韭菜胚根的不同部位为外植体，研究了不同部位愈伤组织和芽的诱导。结果表明，
胚根尖为诱导愈伤组织的最佳外植体，愈伤诱导率达到 81.4%，出芽率达到 73.3% ；比较在不同激素配方上的愈伤组织诱导和芽的
分化，在 MS+1 mg/L BA+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L KT 培养基中再生率最高，诱愈率达到 80% 以上，不定芽分化率达 78.8%，繁殖系
数为 24.7 ；在 MS+1 mg/L GA+0.5 mg/L KT 不定芽伸长培养基中，30 d 不定芽伸长为独立植株，比例为 85.5% ；独立的韭菜苗在 1/2
MS+0.3 mg/L IAA 中生根率及根系状况最佳。通过该方法 130 d 左右即可从胚根脱分化再生出植株。
关键词 ： 韭菜 ；胚根 ；再生 ；植物激素 ；伸长
DOI ：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2016.01.015
The Establishment of High-frequency Plant Regeneration System from
the Radicle Tip of Chinese Chive（Allium tuberosum Rottler）
WANG Ting-ting GAO Xing-ying LI Mei-lan SONG Hong-xia HOU Lei-ping
（College of Horticulture，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801）
Abstract: In order to establish the high frequencey regeneration system of Allium tuberosum, using the radicle as the explant, the paper
examined callus and bud induction from its various parts. The results showed that the radicle tip was the best explant for inducing callus with the
induction rate of 81.4%, and the bud induction rate reached 73.3%. Comparing the induction of callus and differentiation of bud in several media
formulas, the regeneration rate was the highest in medium of MS+1 mg/L BA+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L KT, with induction rate over 80% and the
differentiation rate of adventitious bud reaching 78.8%, respectively, while the propagation coefficient was 24.7. The percentage of adventitious
buds elongating to be independent plant was 85.5% on elongation medium of MS+1 mg/L GA+0.5 mg/L KT at 30 d. The rooting rate and root
system for the independent shoots were the best in the medium of 1/2 MS+0.3 mg/L IAA, and in which a single plant from the differentiation of
radicle was generated at approximate 130 d.
Key words: Allium tuberosum ；radicle ；regeneration ；plant regulators ；shoot elongation
2016,32(1) 93王婷婷等：韭菜胚根高效植株再生体系的建立
效的再生系统作为前提。
有关韭菜组织培养方面的研究早在 1977 年就
已经开始［5］，1992 年，Pandey 等［6］通过茎尖的诱
导进行了韭菜的离体繁殖，随后 Matsuda 等［7］由茎
尖获得胚性愈伤进而得到再生的植株，效率明显提
高。人们通过未成熟胚［8］和未受精的子房［9］也诱
导出愈伤组织，进而成功得到了再生植株。在根外
植体研究方面，Shuto 等［10］和张松等［11］均通过根
尖诱导愈伤组织，进而分化为植株，但是没有形成
高频的具备鳞茎的单独植株。其后也有一些相关的
报道［12，13］，但是在激素配方的使用方面相差很大，
且研究结果不系统，因此本实验在前人研究的基础
上，通过比较各个配方及根系的不同部位，进行再
生过程的优化，以期从中选出最佳的激素配方和合
适的根外植体，提高形成单株组培苗的频率，为今
后的遗传转化奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 植物材料及外植体准备 试验于山西农业大
学植物组培实验室进行。韭菜采用“汉中冬韭”品种，
种子购于山西省侯马市农人种业有限公司。
将韭菜种子冲洗干净，75% 乙醇中消毒 30 s，
用无菌水冲洗 3-5 次，再在含有 0.1% 升汞和 0.1%
Tween-20 的混合溶液中消毒 10 min，用无菌水冲洗
3-5 次 ；消毒后的种子播种在含 1/2MS 固体培养基
的 9 cm 的培养皿中，进行发芽，每个培养皿 50 粒
种子。7 d 左右，种子萌发生长获得 1 cm 无菌胚根。
1.1.2 培养基及培养条件 基础培养基采用 MS 培
养 基， 含 3% 蔗 糖 和 0.65% 琼 脂 粉， 用 1.0 mol/L
NaOH 调节培养基的 pH 为 5.8，使用前 121℃高压
灭菌 20 min。为了不同的试验目的，在基础培养基
中添加不同种类和浓度的激素。
培 养 温 度 为（25±1）℃， 光 照 度 为 1 500-
2 500 lx，光照时间为光 / 暗 ：16 h/8 h。
1.2 方法
1.2.1 外植体选择 在无菌环境下，切取韭菜无菌
胚根的尖、中、上 3 个部位，长为 1.5-2 mm，参照
之前的结果放置在含 2 mg/L BA 和 1 mg/L NAA 的
MS 培养基上诱导愈伤组织［14］。每 5 d 观察统计愈
伤组织分化情况，比较愈伤组织诱导的结果，以确
定根系外植体的最佳部位。
1.2.2 愈伤组织及不定芽的诱导 为了确定不定芽
诱导的最佳配方，将韭菜胚根尖放置在不同浓度 BA
（1、1.5 和 2 mg/L）、NAA（0.5、1 和 1.5 mg/L）、KT
（0.5、1 和 1.5 mg/L）正交组合及 2 mg/L BA + 1 mg/L
NAA 的 MS 培养基中，观察愈伤组织的分化及不定
芽的分化，以得到愈伤组织及不定芽分化的最佳激
素配方。
1.2.3 不定芽伸长 将丛状不定芽分为 5-7 个一簇，
携带愈伤组织，分别放置在不含植物激素、含 2
mg/L BA + 1 mg/L NAA、2 mg/L BA+1 mg/L NAA+0.5
mg/L KT、1 mg/L GA 及 1 mg/L GA+KT（0.5 和 1
mg/L）的 MS 培养基中，进行不定芽的伸长，以期
选择不定芽伸长的最佳配方。
1.2.4 不定芽的生根 将伸长培养得到的独立健壮
的韭菜植株（高 3 cm 左右）从愈伤组织上分离，转
移到含 0、0.1、0.2、0.3、0.4 和 0.5 mg/L IAA 的 1/2
MS 固体培养基中进行生根，每 2 d 观察一次，观察
记录生根的早晚、生根率和根系的发育状况。
2 结果
2.1 外植体的确定
将胚根各部放于愈伤组织诱导培养基上，诱导
培养 7 d 后，不同部位的根段均开始膨大，胚根尖
变得白色透明，胚根中部和上部的根段大部分为翠
绿透明状。20 d 左右，愈伤组织从韭菜根尖开始形
成，并且迅速膨大，但是中上部的根段几乎没有形
成的愈伤组织（图 1）。50 d 后记录愈伤组织的诱导
率，统计分析的结果（表 1）表明，不同部位根尖
愈伤组织的诱导效果差异显著，以胚根尖端部位诱
导效果为最好，愈伤组织诱导率达到 81.40%，此外，
从胚根尖诱导出的芽数也显著高于其它两个部位。
2.2 愈伤组织及不定芽诱导
切取无菌胚根的根尖（图 2-A），放置在含 12
种不同激素组合处理的培养基中诱导愈伤组织，并
分化不定芽。7 d 后，根段开始膨胀变粗，15 d 后，
从切口处开始形成愈伤组织，30 d 左右，愈伤组织
直径达到 2 mm，50 d 后，愈伤组织直径达到 5 mm
（图 2-B），记录愈伤组织的诱导率并进行统计分析
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2016,Vol.32,No.194
的结果表明，2、3、10 和 11 这 4 个配方愈伤组织
的形成率均达到 75% 以上，而且相互间无显著性差
异（表 2）；随后，愈伤组织开始逐步分化不定芽（图
2-C），15 d 后，明显可见绿色健壮的不定芽（图 2-E），
随着时间的延长，分化的不定芽数及长度不断增加，
30 d 后不定芽长达 1 cm（图 2-F 和 2-G），比较几
种组合，3 和 11 组合的不定芽分化率为 71.73% 和
69.30%，平均诱芽数为 16.53 和 9.56 ；而 2 和 10 组
合的不定芽分化率分别达到 77.17% 和 78.83%，不
定芽的平均分化数为 25，显著高于其他组合。因
此，把 1 mg/L BA+1 mg/L NAA+1 mg/L KT 和 1 mg/L
BA+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L KT 作为韭菜胚根诱导不
定芽分化的最佳配方。
通过组织学发生分析愈伤组织的形成途径，证
明愈伤组织先由根外植体诱导形成，然后由愈伤组
织直接分化为芽体（图 2-D）。
2.3 不定芽的伸长及鳞茎的分化
在诱芽培养基中，虽然愈伤组织分化出许多不
定芽，但却是丛生的，难以生成独立植株。为了使
其尽快分化为单独的植株，将不定芽分为 5-7 个一
簇，放入不同的培养基中。当培养基中不加激素时，
出现不定芽伸长、生根及继续分化不定芽等各种情
况，形态不一致，而在诱导愈伤和不定芽的培养基
中，愈伤组织继续分化不定芽，不定芽不进行伸长
（图 2-Ha）。在含 GA 的培养基中，15 d 后不定芽伸
长达到 5 cm，但仅仅使用 GA，植株细弱（图 2-Hb），
加入 KT 后，不定芽的平均伸长长度为 7.14 cm，且
非常健壮（图 2-Hc 和图 2-I）。30 d 后不定芽形成鳞
茎进而形成独立植株，成为健壮独立的韭菜小苗（图
2-J）。统计不定芽伸长率（不定芽伸长 1 cm 以上
ṩቆ⇥ ṩк⇥ṩѝ⇥
图 1 胚根不同部位愈伤组织及不定芽诱导比较
表 1 韭菜根系不同部位对愈伤组织诱导的影响
外植体类型 愈伤诱导率 /% 出芽率 /% 平均诱芽数 / 个
胚根尖部 81.40±3.55aA 73.30±2.92bB 11.13±0.40aA
胚根中部 18.11±2.36cC 5.47±1.66cC 1.43±0.87bB
胚根上部 2.17±0.61dD 0.00±0.00dD 0.03±0.06cB
注 ：以上数据为 3 次重复的平均值 ±SD，采用邓肯氏新复极差法检测显
著性差异，不同小写字母表示差异显著，不同大写字母表示差异极显著，
下同
表 2 不同激素组合对韭菜胚根诱导愈伤及不定芽的影响
处理
激素组合
出愈率 /% 出芽率 /% 平均诱芽数 / 个
BA/（mg·L-1） NAA/（mg·L-1） KT/（mg·L-1）
1 1.0 0.5 1.5 46.37±1.86eE 40.47±1.15gE 19.47±0.74bB
2 1.0 1.0 1.0 79.60±1.81aA 77.17±1.35aA 25.73±1.15aA
3 1.0 1.5 0.5 79.93±2.78aA 71.73±1.40bB 16.53±0.71cdC
4 1.5 0.5 1.5 40.13±1.46fF 38.57±0.61ghEF 20.57±0.91bB
5 1.5 1.0 1.0 73.23±2.35bB 69.03±1.64cB 19.27±0.55bB
6 1.5 1.5 0.5 53.33±2.67dD 49.31±1.47fD 15.90±0.62cdC
7 2.0 0.5 1.5 38.90±1.40fF 37.10±0.75hF 17.27±0.45cC
8 2.0 1.0 1.0 63.27±2.58cC 60.67±1.12dC 15.40±0.44dCD
9 2.0 1.5 0.5 56.67±3.01dD 52.10±1.21eD 13.90±0.30eD
10 1.0 0.5 0.5 80.53±1.15aA 78.83±1.26aA 24.73±1.29aA
11 2.0 1.0 0 79.63±1.83aA 69.30±1.5cB 9.56±0.83fE
12 0 0 0 19.70±1.75gG 12.54±0.79iG 2.63±0.70gF
2016,32(1) 95王婷婷等：韭菜胚根高效植株再生体系的建立
的植株数 / 总植株数）及平均伸长长度（表 3），在
MS+1 mg/L GA+0.5 mg/L KT 和 MS+1 mg/L GA 的 培
养基上，不定芽的伸长率均达到 80% 以上。综合考
虑统计结果和生长状态，不定芽伸长的最佳配方为
MS+1 mg/L GA+0.5 mg/L KT，操作时每块愈伤组织尽
可能含较少的芽体便于其更好地发育成独立的小苗。
表 3 不同激素组合下韭菜不定芽的伸长状况
不同激素组合 不定芽伸长率 /% 不定芽伸长长度 /cm
无激素 28.07±2.35cC 2.46±0.12dC
2 mg/L BA+1 mg/L NAA 6.73±2.15dD 0.86±0.04eD
1 mg/L BA+0.5 mg/L
6.03±0.96dD 1.04±0.08eD
NAA+0.5 mg/L KT
1 mg/L GA 83.47±1.98bB 5.04±0.07cB
1 mg/L GA+0.5 mg/L KT 85.46±2.05aA 7.14±0.17aA
1 mg/L GA+1 mg/L KT 74.53±2.86bB 5.91±0.19bB
2.4 生根
将 3 cm 高的韭菜植株转移到生根培养基上，5
d 后未加 IAA 的组合最先开始生根，7-9 d 后含 IAA
的组合都开始逐渐生根，15 d 后观察统计各个配方
下生根情况及根系状态，结果（表 4）表明，未加
IAA 的配方生根最早，但是生根数少，且根系细长。
含有 0.3 mg/L IAA 时，根系数达到 8 条以上，根系
粗壮且根长与未加 IAA 配方没有极显著的差异。浓
度继续增高时，生根数量也提高，但根系呈现短粗状。
因此韭菜植株生根的最佳配方为 1/2 MS+0.3 mg/L
IAA（图 2-K）。
3 讨论
在韭菜中已经建立了通过胚胎发生进行离体组
培的系统，但是需要采用小植株来完成［7］。本试验
以韭菜的胚根根尖作为外植体，外植体容易获得，
在任何时候都可以进行，不受季节的影响。不仅节
约外植体得到的时间，而且形态一致。比较不同部
位诱导愈伤的情况，胚根尖饱满，可以明显区分其
分生组织，愈伤组织的诱导率达到 81.4% 以上，为
最佳部位，这与屈二军等［13］报道的胚根愈伤组织
的诱导率相一致。
在植物组织培养过程中，植物激素的种类和比
例对愈伤组织和不定芽的形成有着重要的影响。细
胞分裂素和生长素的比例显著影响愈伤组织的形成
率，而细胞分裂素的浓度显著影响不定芽的分化率，
尤其是细胞分裂素 KT 对不定芽的分化有很大的意
义。张松等［11］研究表明愈伤组织诱导及不定芽分
化的最佳配方为 MS+1 mg/L NAA+2 mg/L BA。细胞
分裂素 KT 应用在很多葱蒜类组织培养试验中，提
高愈伤组织诱导率，尤其是不定芽的增殖率。本试
验表明，当细胞分裂素 BA 和 KT 共同与 NAA 作用
时，愈伤组织的诱导速度快，比率高，更重要的是
每个愈伤组织分化的不定芽达到 20-30 个，大大提
高了增殖率。
在之前的韭菜再生过程中，植株分化形成丛生
的不定芽，没有形成带有假茎的单独的不定芽，难
以生根，只能将含有多个不定芽的愈伤组织一起生
根，这样不易获得独立的植株，因此，繁殖系数较
低、成活率也低，整个过程中也没有形成单独的植
株［14］。Zdravković-Korac 等［2］在洋葱的研究结果表明，
不定芽经过进一步增殖可形成具有鳞茎的独立植株。
к ѝ ቆ
100 μm
a b c
1 cm
2 mm2 mm
4 mm 1 mm
1 cm
D E F
A B C
G H I
LJ K
A ：1 cm 胚根 ；B ：胚根尖愈伤组织的诱导过程，从左向右分别为 ：7、15、
30 和 50 d ；C ：愈伤组织分化芽 ；D ：胚性愈伤分化不定芽石蜡切片 ；E ：
不定芽的分化 ；F ：愈伤组织分化的丛生不定芽 ；G ：丛生芽 ；H ：不同培
养基上不定芽形态，a ：2 mg/L BA + 1 mg/L NAA，b ：1 mg/L GA，c ：1 mg/L
GA + 0.5 mg/L KT ；I ：伸长后的不定芽 ；J ：分化鳞茎的独立韭菜植株 ；K ：
生根植株 ；L ：无菌苗驯化栽培
图 2 韭菜根外植体愈伤组织诱导及不定芽的分化
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2016,Vol.32,No.196
本试验将韭菜不定芽放置在 MS+1 mg/L GA+0.5 mg/L
KT 中伸长生长，能快速形成明显与愈伤组织分离的
独立健壮的韭菜苗，大大缩短了时间，提高了再生
的效率。另外，韭菜苗在 1/2MS + 0.3 mg/L IAA 中，
植株生根的条数与形态最佳，且与之前韭菜丛生芽
生根的情况一致［14］。
4 结论
采 用 胚 根 尖 作 为 外 植 体， 在 培 养 基（2 mg/L
BA+1 mg/L NAA）上诱导愈伤，50 d 后愈伤直径可
达 5 mm，此时部分愈伤开始分化不定芽，将其转到
诱 芽 培 养 基 上（1 mg/L BA+0.5 mg/L NAA+0.5 mg/L
KT），15 d 就可以长出丛生芽。再生长 15 d 后，丛
生芽数达到 25-30 个，最高达到 3 cm。将丛生不定
芽转到伸长培养基中（1 mg/L GA+0.5 mg/L KT），30
d 就可以得到独立的小苗，将其转移到生根培养基
中（0.3 mg/L IAA）进行生根，5 d 左右就可以开始
生根，15 d 后即可得到根系健壮的独立韭菜植株。
因此经过 130 d 左右即可从胚根脱分化再生出植株。
参 考 文 献
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（责任编辑 马鑫）
表 4 IAA 浓度对韭菜植株生根的影响
IAA/（mg·L-1） 生根率 /% 生根数 / 个 根长 /cm 根系形态
0 83.17±3.27cB 2.58±0.34dC 3.13±0.25aA 细长
0.1 83.53±5.05cB 2.69±0.33dC 2.73±0.05cC 细长
0.2 93.33±3.85abA 6.92±0.13cB 2.94±0.16bcBC 较粗壮
0.3 99.57±0.51aA 8.15±0.41aA 3.03±0.03bAB 粗壮
0.4 98.90±1.05aA 7.94±0.47abA 1.90±0.32dD 粗壮
0.5 91.27±2.28bAB 7.35±0.39bcAB 1.43±0.23eD 粗壮