全 文 ：文章编号 :100028551 (2003) 022101204
抗生素对韭菜根尖培养植株再生的影响
张　松　达克东　曹辰兴　曹淑荣　姜璐琰
(山东农业大学园艺学院 ,山东 泰安　271018)
摘 　要 :卡那霉素 ( Km)和 G418 对韭菜根尖培养植株再生均有抑制作用 ,随浓度提高
愈伤组织和芽的分化频率逐渐降低 , G418 的抑制作用更加显著 ,当 Km 取 20mgΠL、
G418 取 15mgΠL 时 ,不能诱导成芽。羧苄青霉素 (Crb)和噻孢霉素 (Cef) 对韭菜的植株
再生也有抑制作用 ,当 Crb ≥300mgΠL、Cef ≥200mgΠL 时 ,严重影响愈伤组织和芽的分
化频率 ,出芽数也迅速减少 ,抑制作用随浓度提高而增强。在所取浓度范围内 Timen2
tin 对植株再生的抑制作用较小 ,对愈伤组织和芽的分化频率影响不大 ,但是随着 Ti2
mentin 浓度提高 ,出芽数逐渐降低 ,当 Timentin = 500mgΠL 时 ,出芽数降低到对照的
4914 %。
关键词 :韭菜 ;根尖 ;组织培养 ;植株再生 ;抗生素
收稿日期 :2001206218
作者简介 :张松 (1968～) ,女 ,山东蓬莱人 ,博士 ,山东农业大学副教授 ,主要从事园艺植物生物技术研究
韭菜 ( Allium tuberosum Rottle)是我国重要的蔬菜作物之一 ,种质资源丰富 ,栽培面积大 ,年
产量高。但由于自然群体内缺乏有效的抗虫基因 ,韭菜的抗虫性较差 ,特别是韭蛆为害严重。
韭蛆是地下害虫 ,防治比较困难 ,只能用农药灌根 ,常用剧毒农药 1609、辛硫磷等 ,虽然在一定
程度上能够控制韭蛆为害 ,但是农药残留严重 ,甚至危及消费者健康。将外源基因导入植物 ,
使植物获得相应的抗病虫性 ,可以减少或不使用农药。抗生素在基因转导过程中作为转化植
株的选择剂和杀菌剂使用 ,对各种植物的组织培养影响不一。应当使用选择杀菌效果好同时
又对供试植物的植株再生影响较小的抗生素。本研究在韭菜组织培养高频植株再生的基础
上 ,探讨了抗生素对培养物的影响 ,为基因转导研究打下基础。
1 　材料与方法
以山东农业大学雄性不育系为母本配制的杂交种 9128 为试材。韭菜种子先用 70 %酒精
浸泡 5min ,转入 011 %升汞溶液中消毒 10min ,然后用无菌水冲洗 3 遍 ,置于 MS 基本培养基
(Murashige & Skoog) [2 ] 上。培养基含蔗糖 30gΠL、琼脂 7gΠL ,pH 518。种子萌发后 7d 取 015～
1mm的根尖为外植体 ,接种在 MS + NAA1mgΠL + BA2mgΠL + 抗生素的诱导培养基上 ,每个处理
接种 30～40 个根尖 ,2 次重复。培养基除抗生素成分外均在 121 ℃高温灭菌 20min ,抗生素过
滤灭菌 ,待培养基温度降低到 40 ℃左右时加入。所有材料先在 25 ±1 ℃的黑暗条件下培养至
出芽 ,再移入光照培养箱内 ,光照时间 16hΠd ,光照强度 3000lx。培养 40d 后调查愈伤组织及芽
101　核 农 学 报　2003 ,17 (2) :101～104Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
的分化情况。
2 　结果与分析
211 　Km 对韭菜根尖培养植株再生的影响
由图 1 可见 ,Km 对韭菜根尖培养有抑制作用。随 Km 浓度提高 ,韭菜根尖培养愈伤组织
和芽的分化频率以及平均出芽数逐渐降低 ,Km 对芽的分化影响更大 ,当 Km 为 5mgΠL 时 ,芽的
分化频率由对照的 8919 %降低到 5518 % ,平均出芽数由 4812 个降低到 2316 个 ;当浓度达到
10mgΠL 时 ,出愈率迅速降低至 3315 % ,芽的分化和出芽数也大幅度减少 ;当 Km = 15mgΠL 时 ,由
根尖很少分化愈伤组织 ,愈伤组织上几乎没有芽的产生 ;当 Km ≥20mgΠL 时 ,完全抑制根尖的
脱分化和再分化。
图 1 　Km对韭菜组织培养植株
再生的影响
Fig. 1 　Effects of Kanamycine on
plant regeneration
下图同。The same as in the following figures.
212 　G418 对韭菜根尖培养植株再生的影响
图 2 表明 G418 对韭菜根尖培养的抑制作用比卡那霉素更加明显。随浓度提高 ,愈伤组织
和芽的分化频率迅速降低 , G418 取 10mgΠL 时 ,愈伤组织和芽的分化频率都降低到 10 %以下 ,
出芽数极少。G418 = 15mgΠL 时 ,有少量愈伤组织产生 ,但是愈伤组织上不能诱导成芽。当
G418 ≥20mgΠL 时 ,完全抑制愈伤组织和不定芽的产生。
图 2 　G418 对韭菜根尖培养植株
再生的影响
Fig. 2 　Effects of G418 on
plant regeneration
213 　Crb 对韭菜根尖培养植株再生的影响
由图 3 可看出 ,羧苄青霉素对韭菜根尖培养愈伤组织和芽的分化有显著影响。高浓度的
Crb 不利于愈伤组织和芽的分化 ,对芽分化频率和出芽数的抑制作用尤为显著。当 Crb 为
300mgΠL 时 ,愈伤组织诱导率下降到 5517 % ,芽分化频率和出芽数则只有对照的 2518 %和
1116 % ;当 Crb ≥400mgΠL 时 ,虽有少量愈伤组织产生 ,但愈伤组织上几乎不能分化出不定芽。
201 核　农　学　报 17 卷
图 3 　Crb 对韭菜根尖培养植株
再生的影响
Fig. 3 　Effects of carbenicillin on
plant regeneration
214 　Cef 对韭菜根尖培养植株再生的影响
从图 4 可见 ,噻孢霉素对韭菜根尖培养植株再生的抑制作用更加明显。当 Cef 为 200mgΠL
时显著抑制愈伤组织和不定芽的发生 ,对出芽数的影响尤为显著 ;Cef 为 300～400mgΠL 时 ,只
有少量愈伤组织产生 ,不能分化不定芽 ;当 Cef ≥500mgΠL 时 ,完全抑制根尖的脱分化 ,无愈伤
组织产生。
图 4 　Cef 对韭菜根尖培养植株再生的影响
Fig. 4 　Effects of cefotaxime on
plant regeneration
215 　Timetin 对韭菜根尖培养植株再生的影响
图 5 表明 ,Timentin 对韭菜根尖培养的抑制作用较小 ,在所取浓度范围内 ,对愈伤组织的诱
导影响不大 ,愈伤组织上也能很好出芽 ,但是出芽数量随 Timentin 浓度升高而有所下降。但在
浓度为 500mgΠL 时 ,平均出芽数仍可达到 2318 个 ,为对照的 4914 %。所以可以选择 Timentin 作
为农杆菌的生长抑制剂使用。
图 5 　Timetin 对韭菜根尖培养植株
再生的影响
Fig. 5 　Effects of Timetin on plant
regeneration
3 　结论与讨论
11Km是植物遗传转化中最常用的选择性抗生素 ,对多种植物组织有不良影响[1 ,5 ] 。卡那
301　2 期 抗生素对韭菜根尖培养植株再生的影响
霉素和 G418 对韭菜根尖培养植株再生都具有很强的抑制作用 , G418 的抑制作用更加显著。
当 Km = 20mgΠL 或 G418 = 15mgΠL 时 ,完全抑制再分化 ,不能诱导产生不定芽。所以宜以 Km 为
选择剂。在转基因工作中 ,为了防止逃逸株的产生 ,其浓度可以适当提高至 30～50mgΠL。
21Cef 和 Crb 是农杆菌介导的转化中广泛使用的杀菌剂 ,对大多数菌株的杀菌效果好 ,但
对植物组织的影响不同[3～6 ] 。本实验中 Crb 和 Cef 对韭菜根尖培养的根株再生具有抑制作用 ,
主要表现为抑制愈伤组织和芽的发生 ,特别是出芽数随 Crb 和 Cef 浓度升高而迅速减少 ,当
Crb 取 500mgΠL、Cef 取 300mgΠL 时不能诱导成芽。Timentin 对韭菜根尖培养愈伤组织和芽的分
化频率的影响较小 ,抑制作用主要表现在出芽数降低上 ,当 Timentin 为 500mgΠL 时 ,出芽数达
2318 个 ,为对照的 4919 % ,所以 ,宜选用 Timentin 为农杆菌转化的杀菌剂使用。
参考文献 :
[ 1 ] 　朱乾浩. 植物转化细胞研究进展. 世界农业 ,1996 , (3) :21～24
[ 2 ] 　Lin J J ,Assad2Garcis N ,Kuo J . Plant hormone effect of antibiotics on the transformation efficiency of plant tissue by Agrobacterium tu2
mefaciens cells. Plant Sci ,1995 ,109 :171～177
[ 3 ] 　Mathias R J ,Boyol L A. Cefotaxime stimulates callus growth ,embryogenesis and regeneration in hexaploid breed wheat ( Triticum aesti2
vum) . Plant Sci ,1986 ,46 :217～223
[ 4 ] 　Okkel F T ,Pederson M G. The toxicity to plant tissue and to Agrobacterium tumefaciens of some antibiotics. Acta Hort ,1988 ,225 :199
～207
[ 5 ] 　Shackelford N J ,Chlan C A. Identification of antibiotics that are effective in eliminating Agrobacterium tumefaciens . Plant Mol Biol
Rep ,1996 ,14 (1) :50～57
[ 6 ] 　Yepes L M ,Aldwinckle H S. Factors that affect leaf regeneration efficiency in apple and effect of antibiotics in morphogenesis. Plant
Cell Tissue Organ Culture ,1994 ,37 :257～269
EFFECTS OF ANTIBIOTICS ON PLANT REGENERATION in vitro ON
CHINESE CHIVE ( Allium tuberosum Rottle)
ZHANG Song 　DA Ke2dong 　CAO Chen2xing 　CAO Shu2rong 　J IANGLu2yan
( College of Horticulture , Shandong Agricultural University , Taian , Shandong prov. 　271018)
ABSTRACT: Kanamycin and G418 showed inhibition effects on plant regeneration in vitro on
Chinese chive with the callus and shoot induction rates being reduced as the concentration being
higher. The latter showed more several inhibition. When Km = 20mgΠL or G418 = 15mgΠL , there
was no shoots regenerated. Carbenicillin and cefotaxime also had inhibition effects on regeneration
when Crb ≥300mgΠL or Cef ≥200mgΠL which led to reduction of callus and shoot induction rates ,
especially of shoot number. The inhibition effects of Timentin were not obvious on callus and shoot
differentiation but on shoot numer. There were 2318 shoots redifferented in average from calli ,
which was 4914 % of control .
Key words : Chinese chive ( Allium tuberosum Roottle ) ; rot tip ; in vitro ; plant regeneration ;
antibiotics
401 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2003 ,17 (2) :100～104