全 文 ：植物学通报 2004, 21 (3): 337~341
Chinese Bulletin of Botany
① 江苏省十五攻关项目（B E 2 0 0 1 3 5 4）、江苏省青年科技创新人才基金（B K 2 0 0 2 4 1 7）和江苏省教育厅高
新技术产业化项目（J H 0 2 - 0 8 6）资助。
② 通讯作者。Author for correspondence.
收稿日期：2003-05-21 接受日期：2003-07-15 责任编辑：崔郁英
菊属种间杂交胚拯救过程成苗途径的初步研究①
李辛雷 陈发棣 ②
（南京农业大学园艺学院 南京 210095）
摘要 对菊属不同种植物进行远缘杂交与胚拯救,研究幼胚发育途径。结果表明：影响胚发育途径的
关键因素是基因型、胚龄与激素。杂交父母本基因型差异小,合适的胚龄均有利于子房直接萌发及子房
先形成愈伤组织而后萌发成苗;培养基中添加 KT 2.0 mg.L-1+IAA 2.0 mg.L-1有利于子房直接萌发
成苗, BA 2.0 mg.L-1+NAA 2.0 mg.L-1有利于先形成愈伤而后萌发成苗。
关键词 菊属，种间杂交，胚拯救，成苗途径
Preliminary Study on the Formation of Plants During
Embryo Rescue of Hybrid Chrysanthemum
LI Xin-Lei CHEN Fa-Di ②
(College of Horticulture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095)
Abstract Embryo rescue of hybrid Chrysanthemum was studied in this paper. The results indicated
that the genotype of Chrysanthemum, the developmental stage of embryo and hormone were
critical for successful rescue of hybrid embryos. The closer the parental genotypes are, the
better it is for embryo rescue. KT 2.0 mg.L-1+IAA 2.0 mg.L-1 in a medium promoted embryo
germination, whereas BA 2.0 mg.L-1+NAA 2.0 mg.L-1 promoted the formation of calli and plantlets.
Key words Chrysanthemum, Interspecies cross, Embryo rescue , Plantlet formation way
菊花(Dendranthema morifolium)是我国十大传统名花和世界四大切花之一，具有观赏、食用
和药用等多种价值。我国是栽培菊花的起源中心和菊属种质资源的分布中心，菊属共40余种,在
我国分布的有20余种，栽培菊花品种达3 000余个。菊花近缘种属中具有许多栽培菊花所缺乏的
优良性状，如抗旱、抗病、抗虫、抗盐、匍匐性及多花性等，将其导入栽培菊花进行菊花种质
创新和品种改良在菊花育种中极其重要。胚拯救技术可以挽救将要败育的胚，克服种和属间远
缘杂交后障碍，获得种间杂种，引进野生资源，缩短育种周期。运用此项技术，Anderson等
（1990）成功地对菊花的杂交胚进行了离体培养，Watannabe (1977)利用两个二倍体的野生菊
Chrysanthemum.boreale及C. makinoi和多倍体栽培菊花杂交后进行胚拯救，获得不同倍性的杂
种,同时还得到了孤雄生殖的单倍体。国内尚未有关于菊属植物幼胚拯救方面的报道。胚培养
过程中胚的发育主要有3种方式：一是继续进行正常的胚胎发育，维持“胚性生长”；二是在
培养后直接萌发成苗，称之为“早熟萌发”； 三是先形成愈伤组织，并由此分化形成胚状体或
338 21(1)
芽原基，这种胚性愈伤组织是建立悬浮培养系，或分离原生质体的良好原始材料 (景士西，
2000）。第二种途径成苗时间短，但萌发子房多是单个苗，成苗量较少。第三种途径成苗时间
较长，但愈伤萌发多形成苗丛，一次可以得到大量的苗，且经过愈伤途径可能会发生变异。关
于菊花种间杂交胚拯救的成苗途径尚未见具体报道。本实验就杂交父母本基因型亲和性、胚发
育时期、培养基及激素配比对上述途径的影响进行了比较研究，以期对提高菊属植物幼胚拯救
效率提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
二倍体野生种甘菊(Dendranthema lavandulifilium)、菊花脑(Dendranthema nankingense)和
宜色菊(Dendranthema dichrum); 2个地理区域不同的四倍体野菊（D.indicum); 四倍体菊花脑; 六
倍体野生种毛华菊（D . vesti tum）及‘紫勋章’、‘紫玉芙蓉’、‘落霞’和‘黄英’ 4个栽培小
菊品种, 所有材料均由南京农业大学菊花种质资源保存中心提供。
1.2 方法
实验从2002年9月至2003年3月进行，有性杂交在南京农业大学菊花种质资源保存中心的温室
中进行，子房培养在南京农业大学园艺学院组培中心进行。
1.2.1 有性杂交 配置不同菊属植物杂交组合，母本均进行人工去雄并套袋隔离， 父本在舌状
花微开时套袋，于上午9:00~10:00或下午3:00~4:00授粉，同一花序重复授粉2次。
1.2.2 子房培养 接种时取杂交后不同时期头状花序，用镊子剥取边缘筒状花的子房，以75%
酒精表面消毒30 s 后置于0.1%的升汞溶液中灭菌5 min，无菌水冲洗4~5次后用接种针将子房接入
不同培养基，每瓶接种子房8~10个，每处理重复3~6瓶。子房膨大后产生愈伤组织，一个月后转
表 1 杂交组合及获得子房
Table 1 Crossing and ovary obtained
杂交组合 编号 获得子房 杂交组合 编号 获得子房
Crossing Number Ovary Crossing Number Ovary
obtained obtained
菊花脑×甘菊 A 2347 甘菊ב黄英’ K 2535
Dendranthema nankingense× D.lavandulifilium×
D.lavandulifilium D.morifolium‘Huangying’
菊花脑×宜色菊 B 695 ‘黄英’×甘菊 L 2648
D.nankingense×D.dichrum D.morifolium‘Huangying’
×D.lavandulifilium
菊花脑×河南野菊 C 623 菊花脑ב黄英’ M 2185
D.nankingense×D.indicum Henan D.nankingense×
D.morifolium‘Huangying’
菊花脑×日本野菊 D 845 ‘黄英’×菊花脑 N 2837
D.nankingense×D.indicum Japan D.morifolium‘Huangying’
×D.nankingense
毛华菊×甘菊 E 839 ‘紫勋章’×宜色菊 P 874
D.vestitum ×D.lavandulifilium D.morifolium‘Zixunzhang’
×D.dichrum
宜色菊ב落霞’ F 1026 ‘紫玉芙蓉’×宜色菊 Q 856
D.dichrum×D.morifolium‘Luoxia’ D.morifolium‘Ziyufurong’
×D.dichrum
毛华菊×日本野菊 G 346 宜色菊ב紫玉芙蓉’ R 825
D.vestitum ×D.indicum Japan D.dichrum×
D.morifolium‘Ziyufurong’
菊花脑（二×四） H 947
D.nankingense (2× 4)
3392004 李辛雷等：菊属种间杂交胚拯救过程成苗途径的初步研究
入继代培养，以后每月继代一次，继代培养基为MS +BA 1.0 mg.L-1+NAA 0.1 mg.L-1，萌发得
到幼苗后转入MS +BA 0.2 mg.L-1的培养基中扩繁。培养温度20~25℃，每日光照10~12 h，
光照度1 600~2 000 lx。对出愈率、成苗率和萌发率进行统计。 出愈率(Ⅰ) = 总愈伤组织/ 接种
子房×100%，成苗率(Ⅱ)=愈伤萌发成苗个体/接种子房×100%， 萌发率（Ⅲ） = 子房萌发成苗
个体/接种子房×100%。
2 结果与分析
2.1 基因型对成苗途径的影响
8个杂交组合的杂种子房分别接种在MS+BA2.0 mg.L-1+NAA2.0 mg.L-1的培养基上（表2），
结果发现：A和D 2个杂交组合的子房接种后直接萌发成苗，E、F、G和H 4个杂交组合的子房
经愈伤组织分化得到幼苗，B和C 2个组合既可通过子房直接萌发成苗又可通过愈伤阶段后分化
成苗; C组合的萌发率最高(1.7%)，D组合的萌发率最低(1.2%); G组合的成苗率最高(8.3%)，分别
是E组合(1.2%)的7倍和F组合(1.0%)的8.3倍 （F组合的成苗率最低，为1.0%），C 组合的成苗率亦
较高(6.7%); 所有组合的子房接种后均得到愈伤组织， E组合的出愈率最低(1.2%)，F出愈率虽最
高（18.6%），但成苗率仅为1.0%。不同远缘杂交组合的子房培养存在较大差异，可能是由于
基因型的差异，杂交父母本亲和性不同，从而其受粉、受精及受精后胚发育情况不同，最终出
愈率、成苗率、萌发率及发育途径不同，亲缘关系较近有利于子房直接萌发，并且出愈及萌发
成苗较好。
2.2 胚龄对成苗途径的影响
4个杂交组合后代不同胚龄的子房分别接种在MS+BA 2.0 mg.L-1 +NAA 2.0 mg.L-1的培养基
上（表3），从表3可知杂交子房的胚龄在10~11 d以下时， 4个杂交组合的出愈率均较低(其中N
组合出愈率最高，为2.7%），仅1个组合得到幼苗（N 组合在7~8 d时成苗率为0.7%）。13~14 d
和17~18 d胚龄的杂种子房出愈率、成苗率及萌发率均明显地高；其中13~14 d胚龄时子房直接
表 2 基因型对成苗途径的影响
Table 2 Effect of different genotypes on plantlet formation way
杂交组合代码 Crossing code
途径 Way
A B C D E F G H
Ⅰ 3.1 14.5 10.0 3.6 1.2 18.6 8.3 12.3
Ⅱ 0 1.5 6.7 0 1.2 1.0 8.3 3.4
Ⅲ 1.6 1.5 1.7 1.2 0 0 0 0
Ⅰ.出愈率; Ⅱ. 成苗率; Ⅲ. 萌发率
Ⅰ. Rate of calli formation; Ⅱ. Rate of seedling formation; Ⅲ. Rate of germination
表 3 胚龄对成苗途径的影响
Table 3 Effect of different embryo age on plantlet formation way
胚龄(天) 杂交组合代码 Crossing code
Embryo K L M N
合计 Total
age (d) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ
7~8 0.8 0 0 0 0 0 1.3 0 0 2.7 0.7 0 1.2 0.2 0
10~11 2.0 0 0 0.7 0 0 0 0 0 2.3 0 0 1.3 0 0
13~14 2.5 1.0 1.0 3.2 3.2 0 8.0 0.8 1.6 2.9 0 0.9 4.2 1.2 0.9
17~18 5.1 2.5 1.3 2.7 0 0 35 5.1 1.3 2.1 1.0 0 11 2.2 0.7
20~21 3.1 0 0 0.8 0 0 1.3 0 0 0 0 0 1.3 0 0
Note Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ are the same as in Table 2.
340 21(1)
萌发较好，萌发率（0.9%）是17~18 d胚龄时萌发率（0.7%）的1.3倍；13~14 d胚龄杂种子房萌
发率（0.9%）总体上稍低于成苗率（1.2%），但在不同杂交组合中有差异，其中K组合的萌发率
与成苗率均为1.0%，L组合的成苗率为3.2%，而萌发率为0，M组合萌发率1.6%是成苗率0.8%的2
倍，N组合萌发率为0.9%而成苗率为0; 17~18 d胚龄时产生愈伤及通过愈伤阶段分化成苗较好，
出愈率（11.3%）和成苗率（2.2%），分别是13~14 d胚龄出愈率（4.2%）和成苗率（1.2%）的
2.7倍和1.8倍；17~18 d胚龄杂种子房成苗率（2.2%）是其萌发率（0.7%）的3倍多，所有组合（L
组合没有得到幼苗）的成苗率均明显高于萌发率，其中K组合的成苗率为2.5%是萌发率1.3%的近
2倍，M组合的成苗率为5.1%是其萌发率1.3%的近4倍，N组合成苗率为1.0,而萌发率为0。20~21
d胚龄杂种子房培养很少得到愈伤组织，出愈率最高的为K组合（3.1%），但没有得到幼苗。
2.3 培养基对成苗途径的影响
3个杂交组合的杂种子房分别接种在4种不同培养基上（表4），结果发现：MS培养基与
White培养基中出愈率分别为4.1%和4.3%，差别不明显。MS培养基中萌发率（0.8%）是White
培养基中萌发率（0.5%）的1.6倍；MS培养基中3个杂交组合均可通过子房直接萌发成苗，而
White培养基中仅1个组合可直接萌发成苗。White培养基中成苗率（0.6%）是MS培养基中成苗
率（0.4%）的1.5倍。研究还发现：无论在MS培养基中还是在White培养基中，添加KT 2.0
mg.L-1+IAA 2.0 mg.L-1时均有利于子房直接萌发成苗, S1中萌发率1.6%是成苗率0.3%的5.3倍，
S3中萌发率为0.7%而成苗率为0，并且MS培养基较White培养基效果明显,萌发率S1是S3的2.3倍，
成苗率S1为0.3%而S3为0; MS和White培养基中添加BA 2.0 mg.L-1+NAA 2.0 mg.L-1 时有利于子房
先形成愈伤再分化成苗,S2中成苗率为0.5%,而萌发率为0，S4中成苗率1.2%是萌发率0.3%的4倍，
表 4 培养基对成苗途径的影响
Table 4 Effect of different medium on plantlet formation way
杂交组合代码 Crossing code
培养基
M N A
合计 Total 总计Grand total
Medium
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ
S1 9.5 0.8 1.6 0.8 0 0.8 3.7 0 2.4 4.7 0.3 1.6
S2 7.1 0 0 3.4 1.4 0 0 0 0 3.5 0.5 0 4.1 0.4 0.8
S3 12 0 2.0 1.8 0 0 0 0 0 4.6 0 0.7
S4 10 1.7 0.8 1.9 2.0 0 0 0 0 4.0 1.2 0.3 4.3 0.6 0.5
S1. MS+KT 2.0 mg.L-1+IAA 2.0 mg.L-1; S2. MS+BA 2.0 mg.L-1+NAA 2.0 mg.L-1; S3. White+KT 2.0 mg.L-1
+IAA 2.0 mg.L-1; S4. White+ BA 2.0 mg.L-1+NAA 2.0 mg.L-1
Note Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ are the same as in Table 2.
表 5 激素对成苗途径的影响
Table 5 Effect of different hormone concentrations on plantlet formation way
杂交组合代码 Crossing code
激素 K L P Q R
合计 Total
Hormone
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅲ
T 1 2.1 2.1 0 6.3 6.3 0 59 0 0 11 0 0 4.4 0 0 17 1.7 0
T 2 2.0 0 2.0 0 0 0 0 0 0 2.5 0 0 22 0 5.7 5.3 0 1.5
T 3 4.3 0 2.1 0 0 0 44 0 0 13 0 0 42 0 0 21 0 0.4
T 4 6.3 6.3 0 4.2 0 0 58 3.6 0 22 5.6 0 50 0 0 28 3.1 0
T1. BA 0.0 mg.L-1+NAA 1.0 mg.L-1; T2. BA 1.0 mg.L-1+NAA 0.0 mg.L-1; T3. BA 1.0 mg.L-1+NAA 1.0 mg.L-1;
T4. BA 2.0 mg.L-1+NAA 2.0 mg.L-1
Note Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ are the same as in Table 2.
3412004 李辛雷等：菊属种间杂交胚拯救过程成苗途径的初步研究
并且White培养基较MS培养基效果好,成苗率S4是S2的2.4倍，萌发率S4为0.3%而S2为0。
2.4 激素对成苗途径的影响
5个杂交组合的杂种子房分别接种在4种不同激素浓度配比的MS培养基上（表5），结果发
现：在T1处理中出愈率为16.6%，杂交子房通过愈伤阶段后分化成苗，成苗率为1.7%，萌发率为
0；K和L 2个组合的杂种子房通过愈伤成苗，成苗率分别为2.1%和6.3%。T2处理中出愈率为
5.3%，是T1 处理中出愈率的1/3，子房直接萌发成苗，萌发率为1.5%，成苗率为0；K和R 2个组
合的子房直接萌发成苗，萌发率分别为2.0%和5.7%。T3处理出愈率为20.6%，萌发率为0.4%，
成苗率为0；仅K组合得到幼苗，萌发率为2.1%。T4处理出愈率最高为28.2%，成苗率亦最高为
3.1%，萌发率为0；K、P和Q 3个组合的成苗率分别为6.3%， 3.6%和5.6%。可见培养基中添加
生长素有利于子房先形成愈伤组织而后萌发成苗，细胞分裂素有利于子房直接萌发，高浓度的
生长素与细胞分裂素结合有利于愈伤形成及通过愈伤阶段分化成苗。
3 讨论
杂交父母本基因型差异小，亲缘关系较近的杂交组合亲和性好，胚培养容易成功，成苗率
和萌发率较高，子房直接萌发的可能性大；反之则会导致培养失败，难以得到幼苗。从杂交
亲和性可见，毛华菊与野菊的关系较近，这与野菊可能是毛华菊两个染色体组的供体相吻合（陈
发棣等， 1996); 菊花脑与宜色菊和河南野菊的关系可能较近;毛华菊与甘菊、宜色菊与栽培小菊
的关系可能较远，有待于进一步研究。
早期胚处于异养阶段（胚的内部分化还未达到具备萌发能力的水平），离体培养时对营养
要求高；到达发育的一定阶段，胚具备萌发能力但未发育完全时，早熟萌发亦难以培养成功；
发育后期又因胚的败育而失败（陈香波和曹孜义，2000）。所以只有在胚成熟后各部分分化完
全而又未败育时，子房才容易直接萌发成苗或者先形成愈伤组织后萌发成苗。适宜的胚龄
（13~18 d）范围内，杂交子房是先形成愈伤组织再萌发成苗还是直接萌发成苗与胚龄可能有一
定的关系，有待于进一步研究。
陈杨春等(1987)认为激素是诱导和控制植物体细胞培养中形态发生途径最有效条件之一。 陈
香波和曹孜义（2000）认为诱导成苗途径的发生，培养基中的激素种类至关重要，2,4-D是胚状
体发生的关键激素，而NAA则使幼胚向着萌发的方向发展，幼胚早熟萌发或继续进行‘胚性生
长’到达成熟后正常萌发。本实验培养基中加入细胞分裂素时有利于子房直接萌发成苗，添加
生长素或细胞分裂素与生长素相结合时有利于子房先形成愈伤组织而后萌发成苗; 培养基中添加
KT 2.0 mg.L-1+IAA 2.0 mg.L-1有利于子房直接萌发，并且MS 培养基的效果较White培养基好;
培养基中添加BA 2.0 mg.L-1+NAA 2.0 mg.L-1有利于先形成愈伤组织而后分化成苗，并且White
培养基的效果较MS培养基好。培养基是否与激素存在互作，有待于进一步研究。
参 考 文 献
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