全 文 ：植物学报 Chinese Bulletin of Botany 2013, 48 (5): 540–549, www.chinbullbotany.com
doi: 10.3724/SP.J.1259.2013.00540
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收稿日期: 2012-08-27; 接受日期: 2013-01-04
基金项目: 山东省自然科学基金(No.3050081)和山东省青年基金(No.20051270)
* 通讯作者。E-mail: lianyuji@lyu.edu.cn
朝鲜白头翁分生结节的诱导与组织解剖学观察
廉玉姬*, 林光哲, 赵小梅
临沂大学生命科学学院, 临沂 276005
摘要 以朝鲜白头翁(Pulsatilla koreana)的叶柄为材料诱导分生结节, 利用常规石蜡切片法和树脂包埋切片法研究了朝鲜
白头翁离体形态发生的解剖学特点。结果表明: 叶柄在MS+3 mg⋅L–1玉米素(zeatin, ZEA)+0.5 mg⋅L–1吲哚乙酸(IAA)的诱导
培养基上培养42天后, 分生结节诱导率为82.5%; 培养56天后, 95%的分生结节转化成不定芽。组织解剖结构观察结果显示,
培养7、14、28和42天时分别观察到前分生结节结构、形成层和拟分生组织结构、顶端分生组织、叶原基结构。朝鲜白头
翁的不定芽起源于分生结节内部的维管中心。新分化芽基部类似愈伤组织的细胞团的显微切片结果显示, 基部组织上分布
着表皮细胞或下表皮细胞、维管束形成层和拟分生组织细胞, 它们在朝鲜白头翁器官分化中发挥重要作用。
关键词 愈伤组织, 类似愈伤组织, 芽, 分生结节, 组织解剖, 前原形成层细胞, 朝鲜白头翁
廉玉姬, 林光哲, 赵小梅 (2013). 朝鲜白头翁分生结节的诱导与组织解剖学观察. 植物学报 48, 540–549.
朝鲜白头翁(Pulsatilla koreana)为多年生草本植
物, 隶属于毛茛科(Ranunculaceae)白头翁属(Puls-
atilla), 主要分布于我国东北地区以及俄罗斯、朝鲜等
地。现代药理学研究显示, 朝鲜白头翁具有抗肿瘤、
增强免疫功能、抗炎、抗病原微生物和抗寄生虫等作
用(Mimaki et al., 1999; Bang et al., 2005a, 2005b;
Cho et al., 2009)。近年来, 朝鲜白头翁除作为中草药
外, 也作为观赏花卉用于美化环境(赵渤和鲁新海,
2002)。朝鲜白头翁主要依靠种子繁殖, 但其种子成
熟后, 若不及时播种, 很快就会丧失活力(Sang et
al., 1993)。目前, 朝鲜白头翁仍处于野生状态, 人工
播种栽培极少, 而且移栽困难, 成活率较低。此外,
朝鲜白头翁不仅具有药理作用和观赏价值, 而且可用
于制造生物农药和除草剂, 目前国内外市场需求量较
大。由于盲目挖掘, 乱挖乱采, 以及生存环境受破坏
导致朝鲜白头翁野生资源日渐稀少, 濒临灭绝, 遗传
资源面临枯竭, 已影响到中医临床用药及制药企业的
原材料供应(廉玉姬等, 2010)。因此, 应用组织培养技
术揭示朝鲜白头翁离体形态发生的相关机理对朝鲜
白头翁的快速繁殖和种质资源保存具有重要的理论
意义和实践价值。
国内外对朝鲜白头翁的研究报道多集中于分析
其化学成分及活性、药理作用(Bae 1999; Lee et al.,
2001)和组织培养等方面(Lee and Oh, 1993; Yoon,
1996; Yoon et al., 2006; Ko and Kim, 2006, 2008;
Jung et al., 2007; Lin et al., 2011), 对离体形态发生
的相关机理研究较少(Lin et al., 2011)。
由外植体直接发生、经过愈伤组织间接发生或经
过细胞悬浮培养发生的分生结节都适合于植物离体
繁殖(McCown et al., 1988)。在一些木本和草本植物
的离体培养研究中曾报道过分生结节或类似组织的
形成。如辐射松(Pinups radiata) (Aitken-Christie and
Singh, 1988)、桉树(Eucalyptus grandis) (Warrag et
al., 1991)、菠萝(Ananas comosus) (Teng, 1997)、
东北红豆杉(Taxus cuspidata)(Xu et al., 1998)、百合
(Lilium × ormolongi )(Godo et al., 1998)、啤酒花
(Humulus lupulus)(Batista et al., 2000)、山竹果
(mangosteen)(Te-chato and Lim, 2000)、刺槐(Xie
and Hong, 2001)、海葱(Charybdis numidica)(Kong-
bangkerd et al., 2005)、杨树(Populus euphratica)
(Ferreira et al., 2009)和桃棕(Almeida et al., 2012)
等。结节不仅具有器官分化潜能, 还可以增殖出许多
子结节。分生结节以其特有的组织结构和生长发育规
律, 为植物微繁殖提供了一种可靠且高效的增殖途径
(钟原等, 2011)。本研究组前期报道了朝鲜白头翁体
细胞发生和芽器官的发生(Lin et al., 2011)。在此基础
·技术方法·
廉玉姬等: 朝鲜白头翁分生结节的诱导与组织解剖学观察 541
上, 我们发现了朝鲜白头翁的另一植株再生途径——
分生结节介导的植株再生途径。本研究通过对朝鲜白
头翁的形态解剖学观察深入探讨其分生结节的发生,
探索分生结节在朝鲜白头翁器官分化中的作用, 以期
为朝鲜白头翁的生物技术育种、种质资源保存和快速
繁殖奠定基础。
1 材料与方法
1.1 材料
实验材料为野生朝鲜白头翁(Pulsatilla koreana Na-
kai), 采自韩国江原大学校内温室。于2010年4月取
材, 外植体为幼嫩的叶柄。
1.2 分生结节的诱导
取叶柄用流水冲洗2─4小时, 然后加入几滴洗涤剂浸
泡10分钟, 并用自来水冲洗至无泡沫, 用滤纸吸干水
分。在超净工作台上用加1滴Tween-20的2%次氯酸
钠溶液浸泡20分钟, 中间摇动几次。再用无菌水淋洗
5─6次, 放在灭菌的不锈钢盘子里, 用灭菌滤纸吸干
表面水分。将表面消毒的叶柄切成长0.5 cm的小块,
分别接种到分生结节诱导培养基上。诱导培养基成分
为 MS(Murashige and Skoog, 1962) 培养基 +3.0
mg⋅L–1玉米素 (zeatin, ZEA)+0.5 mg⋅L–1吲哚乙酸
(IAA); MS培养基+3.0 mg⋅L–1激动素(kinetin, Kin)+
0.5 mg⋅L–1IAA; MS培养基+3.0 mg⋅L–1 6-苄氨基腺嘌
呤(6-BA)+0.5 mg⋅L–1IAA, pH 5.8。将叶柄分别接种于
上述诱导培养基中, 培养条件为(25±1)°C, 每天16小
时光照, 光照强度为4 000 μmol⋅m–2⋅s–1。每隔14天在
显微镜下观察并记录分生结节和不定芽的个数。将新
诱导的不定芽直接转入1/2MS+1.5 mg⋅L–1NAA培养
基上诱导生根。
1.3 取材与固定
分别选取培养7、14、28和42天的朝鲜白头翁叶柄外
植体(0.3─0.5 cm3), 采用改良的FAA固定液(formalin:
glacial acetic acid: ethyl alcohol=5:5:90, v/v)固定24
小时。将材料冲洗后, 用系列乙醇脱水置换各90分钟
(于95%乙醇过夜, 无水乙醇需换液1次), 再用等量纯
乙醇和二甲苯混合液浸1小时, 纯二甲苯(换液1次)浸
1小时, 60°C石蜡(美克, 美国)透蜡24小时后进行包
埋。用石蜡切片机(莱卡, 德国)切片(厚度为7 μm)。
切片在二甲苯中脱蜡15分钟, 置于等量无水乙醇和
二甲苯混合液中10分钟, 经系列乙醇脱水各10分钟,
0.5%甲苯胺蓝染色2分钟, 再置于95%乙醇和无水乙
醇中脱水各30秒。在奥林巴斯显微镜下观察并拍照。
为了更进一步了解分生结节的细胞结构, 利用解
剖刀取单个球形结节并固定、脱水, 用Embed-812环
氧树脂(海德, 北京)包埋。包埋的组织利用纳米切片
机(莱卡, 德国)切成厚度为1 μm的半超薄片, 染色后
在显微镜下观察单个结节的结构。
1.4 数据分析
将外植体接种于不同的分生结节诱导培养基上进行
培养。从第7天开始观察, 第14天以后每隔14天观察记
录1次。统计外植体的分生结节诱导率和植株再生率。
分生结节诱导率=(出分生结节外植体数/接种外
植体总数)×100%;
植株再生系数=再生芽数/形成再生芽的愈伤组
织块数。
实验数据采用SAS软件进行方差分析和Dunc-
an’s多重比较分析。
2 结果与讨论
2.1 分生结节的形成与不定芽生根
2.1.1 分生结节的形成
叶柄在添加0.5 mg⋅L–1IAA的MS培养基分别与3.0
mg⋅L–1ZEA、Kin和6-BA组合的培养基上培养14、28
和42天, 所发生的分生结节数和不定芽再生率之间
差异显著。外植体在添加ZEA和IAA的培养基上培养
14天后, 培养的外植体切口处出现许多大小不等的
球形结节, 同时观察到再生不定芽(表1)。外植体在添
加Kin和IAA的培养基上培养时, 其切口处同样发生
了分生结节和再生不定芽, 但其个数明显少于ZEA处
理。外植体在培养基上培养28天时, ZEA和Kin处理组
的外植体上的分生结节数无显著增加, 但每个外植体
上再生的不定芽数分别达18.6和13.6个。培养42天时,
ZEA和Kin处理组中再生不定芽数明显增加, 但球形
结节的数量没有明显变化, 分生结节诱导率分别为
82.5%和56.3%。外植体在添加6-BA和IAA的诱导培
养基上各培养14、28和42天, 外植体出现褐变, 未见
542 植物学报 48(5) 2013
表1 IAA分别与ZEA、Kin和6-BA组合对朝鲜白头翁的分生结节形成和植株再生的影响
Table 1 Effect of 3 mg⋅L─1ZEA, Kin and 6-BA combined with 0.5 mg⋅L─1IAA on plant regeneration (meristematic nodules and
shoot buds) from petiole explants of Pulsatilla koreana
Duration of treatment
14 days 28 days 42 days
Treatment
Meristematic
nodules
Shoot buds Meristematic
nodules
Shoot buds Meristematic
nodules
Shoot buds
IAA+ZEA 23.8 a 4.6 a 22.4 a 18.6 a 24.0 a 32.1 b
IAA+Kin 7.06 b 2.7 b 12.6 a 13.6 b 5.8 b 14.3 a
IAA+6-BA ─ ─ ─ ─ ─ ─
同一列中不同字母表示差异显著(P<0.05)。Means followed by different letters indicate significant difference at P<0.05.


任何愈伤组织或分生结节, 外植体最终褐化死亡。
球形结节的形态观察结果显示, 叶柄在诱导培养
基培养7天, 其切口膨大并形成淡黄色球状细胞团,
组织上出现大小不一的瘤点。培养14天, 外植体两端
膨大并出现绿色或淡绿色的球形结节和少数不定芽。
培养28天, 在外植体的膨大处发生许多球形结节。在
显微镜下观察, 结果显示, 结节的发生可分为2种形
式, 一种是球形结节由外植体两端直接发生(图1A);
另一种是结节经过愈伤组织间接发生, 在外植体上同
时观察到愈伤组织和球形分生结节(图1B)。观察结果
表明, 朝鲜白头翁分生结节发生途径包括以下几个过
程: 首先从愈伤组织上出现形成层起源的前结节结构
(pre-nodule), 由前结节结构形成分生结节, 分生结
节进一步再生出绿色或淡紫色不定芽(图1A, 箭头所
示); 随着培养时间的增加, 分生结节引起“子分生结
节”的发生, 从此再生出更多的幼芽(图1B); 培养56
天, 其芽再生率高达95%(图1C)。部分外植体上形成
的早期分生结节形态与体细胞胚的球形胚阶段非常
相似, 进一步培养后这种球形分生结节发育形成体细
胞胚状结构(图1D)。培养42天左右, 球形分生结节经
单极生长形成无根的丛生芽(图1E)。丛生芽结构较松
散, 用镊子轻轻一碰, 小芽便从外植体上脱落下来。
说明植株再生是通过器官分化途径发生的, 而不是体
细胞胚发生途径的结果。

2.1.2 不定根的诱导
通过分生结节途径再生的不定芽转到1/2MS+1.5
mg⋅L–1NAA生根培养基时, 生根率高达93%, 平均根
系长, 平均生根数目多, 植株长势良好(图1F)。
2.2 组织解剖学观察
2.2.1 分生结节的组织解剖结构
朝鲜白头翁的叶柄在诱导培养基上培养7天, 其两端
发生很多大小不一的绿色或淡绿色瘤点。组织解剖结
构显微观察结果显示, 外植体表面上可观察到多个由
细胞排列紧密、染色较深中心组成的圆形或椭圆形的
细胞结构。其外周细胞体积较大, 形状不规则, 排列
较为松散, 染色较浅(图2A)。染色较深的中心由垂周
分裂的小细胞组成(图2B), 周围分布着大小不等的导
管细胞或管胞成分(图2C)。用Embed-812环氧树脂包
埋的单个球形结节的组织结构观察结果显示, 结节内
部多处具有细胞核、细胞质浓密、染色深的前原形成
层细胞, 此类细胞沿垂周方向进行细胞分裂(图2D)。
外植体在诱导培养基上培养14天可观察到初生维管
束, 其细胞小, 染色深, 外层由细胞同样小、染色更
深的细胞层所环绕, 结节是由薄壁细胞环绕形成的球
形结构, 球形结节具有1个或多个中心(图2E)。培养
28天, 球形结节结构中可观察到形成层和拟分生组
织, 木质部发生在球形结节的中心区(图2F), 拟分生
组织起源于结节内部的维管组织。培养42天, 在结节
的表面可观察到分布较广泛的顶端分生组织, 分生细
胞多聚集成团, 分布于结节组织表层和内部, 多分化
为芽原基, 芽原基进一步分化形成丛生芽(图2G)。有
些分生结节表面上观察到心形体细胞胚状结构(图
2H), 这些结构主要由薄壁细胞组成, 与胚性细胞有
明显的差异。胚性细胞团和发育早期的体细胞胚主要
是由细胞质浓、细胞核大且液泡化程度很低的分生细
胞构成。

廉玉姬等: 朝鲜白头翁分生结节的诱导与组织解剖学观察 543



图1 朝鲜白头翁分生结节的培养和植株再生
(A) 在诱导培养基上培养14天左右, 叶柄外植体上长出绿色或浅绿色的球形结节(Bar=1 mm); (B) 叶柄外植体上长出球形分生结节
和愈伤组织, 部分分生结节再生出不定芽(Bar=1 mm); (C) 从分生结节再生出的丛生芽(Bar=2 cm); (D) 叶柄外植体上形成的体细
胞胚状体(Bar=1 mm); (E) 胚状体经单极生长后形成无根的小植物(Bar=1 cm); (F) 不定芽在1/2MS+1.5 mg·L─1NAA培养基上诱导
生根(Bar=2 cm)

Figure 1 Nodule culture and shoot regeneration from Pulsatilla koreana petiole explants
(A) Petiole explants showed green or light green globular structures after 14 days of initial culture (Bar=1 mm); (B) Explants
showing nodule induction from callus, a part of nodules regenerated adventitious shoot (Bar=1 mm); (C) Formation of multiple
shoots from green globular structures after 42 days of initial culture (Bar=2 cm); (D) Formation of somatic embryo-like dome form
petiole explants (Bar=1 mm); (E) Shoot developed from somatic embryo-like structure, automatically separated from tissue
(Bar=1 cm); (F) In vitro root formation of P. koreana on 1/2MS medium supplemented with 1.5 mg·L─1NAA (Bar=2 cm)


2.2.2 芽基部类似愈伤组织的解剖结构
从芽基部类似愈伤组织的细胞团切片结果显示, 组织
上出现比周围细胞小、比较密集的细胞块。这些细胞
块常常是由细胞群中的部分细胞进行旺盛分裂形成
的, 称为拟分生组织。在某种条件下这种细胞块像一
般植物分生组织那样, 也可以分化为根、茎或不定胚
等。此外, 芽基部的部分类似愈伤组织切片上规则或
不规则地分布着表皮细胞或下表皮细胞, 维管束形成
层和拟分生组织细胞的周围可观察到薄壁细胞(图
3A)。在芽基部类似愈伤的组织团的组织切片中也观
察到以薄壁细胞环绕形成的球形结节(图3B)。这个结
果证明不定芽基部的类愈伤组织作为无性繁殖的器
官, 在朝鲜白头翁器官分化中可能发挥重要作用。
2.3 讨论
2.3.1 分生结节的形成
关于朝鲜白头翁的器官离体再生途径国内外仅有少
数报道, 但研究结论并不一致。如以花药为供试材料,
在MS培养基中添加较低浓度的2,4-D、6-BA、NAA诱
导愈伤组织, 再由愈伤组织分化出不定芽(Lee and
Oh, 1993); 或通过体细胞胚的发生途径获得再生植株
(Ko and Kim, 2006); 或以叶片和叶柄为外植体, Jung
等(2007)和Lin等(2011)成功诱导愈伤组织, 经器官
分化和体细胞胚发生途径获得了完整的再生植株。
我们的研究结果显示, 朝鲜白头翁的叶柄外植体
在MS培养基添加3.0 mg⋅L–1ZEA和0.5 mg⋅L–1IAA及
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MS培养基添加3.0 mg⋅L–1Kin和0.5 mg⋅L–1IAA的培养
基上培养时形成了球形结节。球形结节通过直接或间
接途径发生在朝鲜白头翁的外植体切口处, 进一步形
成细胞组织结构明显的顶端分生组织。通过观察分生
结节和再生芽的形成, 发现培养7天, 朝鲜白头翁叶
柄的切口开始膨大; 培养14天, 开始发生球形结节和
少数不定芽; 培养28天和42天, 分生结节数量虽然没
有明显增加, 但再生芽数明显增加。这些结果说明朝
鲜白头翁叶柄外植体通过分生结节的再生途径是外
植体经过膨大, 直接或间接形成分生结节, 分生结节



廉玉姬等: 朝鲜白头翁分生结节的诱导与组织解剖学观察 545
可部分再生不定芽, 大多数结节增殖并形成“子分生
结节”, 分生结节再生丛生芽。
实验中, 部分分生结节分化发育形成体细胞胚状
结构。其早期和中期形态与体细胞球形胚时期十分相
似, 但后期生长与体细胞胚的发生完全不同。即朝鲜
白头翁的分生结节分化出的结构是单极性的, 形成的
小芽均无根, 并易从外植体脱落形成独立的小芽。而
体细胞胚形成同时具有茎分生组织和根分生组织的
双极性结构。
总之, 朝鲜白头翁的离体形态发生应存在多条途
径。如通过愈伤组织的器官分化再生途径、通过体细
胞胚发生的再生途径和通过分生结节发生的再生途
径。植株再生途径与外植体的类型、植物生长调节剂
的种类与浓度以及培养条件等有关。

2.3.2 分生结节的组织解剖学特征
植物离体再生通常是在一定条件下, 已分化的植物体
细胞恢复分裂能力先形成愈伤组织, 然后分化出新的
器官或胚, 或者不经过愈伤组织而直接发育成新的器
官或胚。然而, 离体培养的植物组织有时会进入一种
特殊而稳定的状态。在外部形态上, 它是一种致密的
球形细胞团, 彼此独立而又常常聚生在一起; 在内部
结构上, 它至少包含分生细胞、富含质体的薄壁细胞
和维管分子3种类型的细胞和2层组织(表皮和皮层与
维管组织), 被称为分生结节(McCown et al., 1988)。
本实验中发现, 朝鲜白头翁的分生结节是直接发
生或通过愈伤组织间接发生。这可能是因为培养初期
的朝鲜白头翁其叶柄外植体形成层和皮层细胞在植
物生长调节剂的诱导下进行分裂, 皮层细胞分裂形成
愈伤组织, 形成层细胞通过垂周分裂深入愈伤组织内
部, 并分化形成维管组织中心, 最终发育形成具有器
官发生能力的分生结节。分生结节表层细胞发生分裂,
最后发育形成与母体相连的新分生结节。
在个体生长过程中朝鲜白头翁经历了小细胞团、
单个或多个分生结节。用Embed-812环氧树脂包埋的
单个球形结节的组织解剖结构和石蜡包埋的分生结
节的结构观察中发现, 分生结节内部多处出现具有细
胞核、细胞质浓密且染色较深的前原形成层细胞, 此

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图2 朝鲜白头翁器官分化中的组织细胞结构
(A) 叶柄在诱导培养基上培养7天后发生分生结节(Bar=100 μm); (B) 叶柄外植体上形成的分生结节中心处分布着垂周分裂的小细
胞(Bar=50 μm); (C) 分生结节内部的导管或管胞成分(Bar=25 μm); (D) 用Embed-812环氧树脂包埋的单个球形结节内部多处显示
有细胞核、细胞质浓密、染色深的前原形成层细胞(箭头)(Bar=25 μm); (E) 叶柄在诱导培养基上培养14天后发生维管束(Bar=50
μm); (F) 叶柄在诱导培养基上培养28天后发生形成层、拟分生组织和顶端分生组织(Bar=100 μm); (G) 叶柄在诱导培养基上培养42
天后发生顶端分生组织和腋芽(Bar=40 μm); (H) 叶柄上发生的心形体细胞胚状结构, 由薄壁细胞环绕的小而浓密的且染色深的细
胞组成的结构(箭头)(Bar=25 μm)
ppc: 垂周分裂的小细胞; te: 管胞成分; ivb:维管束原始细胞; vc: 维管形成层; mc: 分生组织细胞; ap: 顶端分生组织细胞; ab: 腋芽;
sel: 体细胞胚状结构

Figure 2 Histological studies of meristematic nodule formation of Pulsatilla koreana
(A) Section of petiole explants, after 7 days on nodule induction medium, where several nodules were formed (Bar=100 μm); (B)
Initiation of pre-procambiral cells from anticlinal cell divisions after 7 days on nodule induction medium (Bar=50 μm); (C) Tra-
cheids elements presented in nodule center, which were short and wide (Bar=25 μm); (D) Section of individual nodule after
embedding by Embed-812 (Bar=25 μm), showed small and deeply stained pre-procambiral cells (arrows); (E) Section of petiole
explants, after 14 days on nodule induction medium, where initial cells of vascular bundles were formed (Bar=50 μm); (F) Section
of petiole explants, after 28 days culture on nodule induction medium, where vascular cambium, meristematic cells, apical mer-
istematic cells were formed (Bar=100 μm); (G) Section of petiole explants, after 42 days culture on nodule induction medium,
where apical meristem and axillary bud with leaf primordia were formed (Bar=40 μm); (H) Heart shape of somatic embryo-like
structure formed from petiole explants (Bar=25 μm)
ppc: Pre-procambiral cells; te: Tracheids elements; ivb: Initial cells of vascular bundles; vc: Vascular cambium; mc: Meristematic
cells; ap: Apical meristematic cell; ab: Axillary bud; sel: Somatic embryo-like
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图3 朝鲜白头翁愈伤组织和芽基部似愈伤组织的细胞结构
(A) 新分化芽基部似愈伤组织上广泛分布的形成层和拟分生组织(Bar=50 μm); (B) 环形分生结节(Bar=25 μm)
vc: 维管形成层; mc: 拟分生组织; cn: 环形分生结节

Figure 3 Histological aspects of Pulsatilla koreana callus-like tissue from basal part of regenerated plant
(A) Section showing the vascular cambium and meristemoid origin in vascular cambium in callus-like tissue around shoot
(Bar=50 μm); (B) Circular nodule with xylem cells (Bar=25 μm)
vc: Vascular cambium; mc: Meristemoid; cn: Circular nodule


类细胞沿垂周方向进行细胞分裂。此外, 分生结节中
心还显示导管或管胞等木质部细胞结构, 这说明分生
结节具有维管系统。初生维管系统的形成起始于前原
形成层细胞, 原形成层细胞具有多能干细胞的特征。
细胞分裂时一分为二, 一个细胞保持形成层细胞的特
性以维持形成层的功能; 另一个细胞则向木质部前体
细胞或韧皮部前体细胞分化。然后木质部和韧皮部前
体细胞进一步分化为各种类型的细胞 (宋东亮等 ,
2010)。de Almeida等(2012)在桃棕的不定芽和体细
胞胚的组织学研究中报道前原形成层细胞可以作为
多潜能、全能性细胞, 这种细胞根据其所处的位置和
分裂的方向可以发生器官分化或形成体细胞胚。
本实验中发现, 部分外植体上形成的早期分生结
节形态上与体细胞胚的球形胚阶段非常相似, 经进一
步培养这种球形分生结节发育形成体细胞胚状结构。
但组织解剖观察结果显示, 这些结构由薄壁细胞组
成, 而胚性细胞团和发育早期的体细胞胚主要是由细
胞质浓、细胞核大且液泡化程度很低的分生细胞构
成。
从分生结节分化的不定芽通常起源于分生结节
表层的分生组织, 分生结节再生不定芽的起源与芽增
殖的来源类似(McCown et al., 1988; Batista et al.,
2000)。也有研究认为, 不定芽的分化来自分生结节
内部维管中心周围的薄壁组织(Piéron et al., 1998)。
综上所述, 朝鲜白头翁的不定芽起源于分生结节
内部的维管中心。植株再生是通过器官分化途径发生
的, 而不是体细胞胚发生途径的结果。

2.3.3 新分化芽基部似愈伤组织的组织解剖学特征
朝鲜白头翁的不定芽增殖或诱导生根时芽基部的似
愈伤组织部分在不定芽的分化与增殖中发挥着十分
重要的作用。增殖或生根时单株基部附带类似愈伤的
组织时, 明显提高其芽增殖系数, 促进小植株的生长
(廉玉姬等, 2010)。朝鲜白头翁的这种生长特性可能
与白头翁的茎是根状茎有关(黄泰康等, 1994)。观察
朝鲜白头翁的愈伤组织切片时, 发现类似愈伤组织的
组织团分布于新分化的芽基部。这些芽基部似愈伤的
组织团类似于根状茎, 可能是朝鲜白头翁进行无性繁
殖的器官。在组织培养过程中, 它有利于芽和根的分
化与生长(廉玉姬等, 2010)。
在芽基部似愈伤组织的细胞团的组织解剖结构
中不仅发现了形成层、维管束细胞、拟分生组织, 且
廉玉姬等: 朝鲜白头翁分生结节的诱导与组织解剖学观察 547
观察到被薄壁细胞环绕形成的环形结节。Quoirin和
Vieira(1995)曾在桉树的愈伤组织的组织解剖结构的
观察中首次提出“环形结节”的概念。环形结节如同
分生结节, 在合适的条件下可以直接再生芽、根、叶
状体等植物器官(McCown et al., 1988; Salaj et al.,
2005), 说明它具有器官分化的潜力。分化的方向不
是预先决定的, 而是受培养条件的影响。维管组织中
心是分生结节的重要特征之一, 它的存在可能与器官
分化的发生有密切关系(George et al., 2008)。由此可
见, 朝鲜白头翁不定芽基部的似愈伤组织的细胞团可
作为无性繁殖的器官, 在朝鲜白头翁的不定芽分化与
根的生长中起着十分重要的作用。
总之, 本研究不仅发现了朝鲜白头翁形成分生结
节的新途径, 而且通过组织解剖结构的观察阐明了分
生结节的发生特征, 确定了芽基部似愈伤组织的分化
能力及其分化机制。实验结果不仅为朝鲜白头翁的生
物技术育种、种质资源保存、快速繁殖奠定了良好的
基础, 而且为组织培养研究开辟了新的思路。
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廉玉姬等: 朝鲜白头翁分生结节的诱导与组织解剖学观察 549
Histology and Development Analysis of Meristematic
Nodules from Cultured Pulsatilla koreana
Yuji Lian*, Guangzhe Lin, Xiaomei Zhao
College of Life Sciences, Linyi University, Linyi 276005, China
Abstract Paraffin sections of Pulsatilla koreana petiole explants were studied to illustrate the microstructure of the
meristematic nodule and plant regeneration pathway. Meristematic nodules could be induced from petiole explants on
Murashige and Skoog medium containing 3 mg⋅L–1 zeatin with 0.5 mg⋅L–1 indole acetic acid. After 42 days of culture the
frequency of nodule induction was 82.5%, and 95% of nodules converted to adventitious shoots after 56 days culture.
Globular structures were observed after 14 days’ induction. Prenodular structures of cambial origin appeared from the
calluses and gave rise to nodules; shoot buds formed after 28 days’ of culture. Nodules kept giving rise to sub-nodules,
from which arose an increasing number of shoot buds. Most apical meristem structures with leaf primordia were observed
after 42 days’ culture. Meristemoid regions and cells were much smaller in callus-like tissue than in surrounding cells.
Some parts of the sections showed epidermal or sub-epidermal cells, vascular cambium, and meristemoid cells, which
were regularly or irregularly distributed on the callus-like tissue. These structures provide evidence that callus-like tissue
plays an important role in Pulsatilla species for shoot or root differentiation.
Key words callus, callus-like tissue, shoots, meristematic nodule, organization anatomy, pro-precambiral cell, Pulsatilla
koreana
Lian YJ, Lin GZ, Zhao XM (2013). Histology and development analysis of meristematic nodules from cultured Pulsatilla
koreana. Chin Bull Bot 48, 540–549.
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* Author for correspondence. E-mail: lianyuji@lyu.edu.cn
(责任编辑: 白羽红)