全 文 ：植物生理学通讯 第 45卷 第 1期，2009年 1月 6 9
再分化率与再分化系数概念的探讨
陈佰鸿 * , 毛娟, 苏小玲, 靳兰
甘肃农业大学农学院, 兰州 730070
收稿 2008-10-20 修定 2008-10-30
* E-mail: bhch@gsau.edu.cn; Tel: 0931-7632466
在植物组织培养和遗传转化研究中, 人们通常
用“再分化率”来衡量外植体或受体材料的再分化
能力和水平, 再分化率越高, 表明培养基、培养条
件和外植体(或受体材料)等综合因素的选择越合理,
建立的再生体系越完善, 在植物细胞工程研究和转
基因研究中的可靠性越好。为了能准确地反映外
植体再分化的水平和描述单个外植体再分化形成器
官的能力, 提出了 “再分化系数 ”这一概念。目前
我国的《植物组织培养》和《植物生物技术》
相关的教课书中, 对 “再分化系数 ”还没有一个明
确的定义, 也没有“再分化系数”这个概念, 导致中
文科技文献中, 对外植体再分化能力的定量表述方
式五花八门, 甚至有人提出再分化率超过 100%的
说法。因此, 对再分化率和再分化系数进行准确的
定义, 从教学的角度入手, 让学生在课程学习的过
程中建立一个科学准确的概念, 是非常必要的。
1 再分化率
1.1 再分化率(regeneration ratio)的概念 脱分化
与再分化是植物离体培养的两个基本环节, 在组织
培养中, 外植体首先经过脱分化过程, 将已经功能
化的细胞恢复分裂能力, 通常是产生愈伤组织, 然
后在愈伤组织的基础上(体细胞胚发生途径例外)经
过再分化过程形成一定的器官。再分化率的概念
应该定义为: 已分化的外植体个数占接种外植体总
数的百分数。其数学表达公式为: 再分化率(%)=
(已分化的外植体数 /接种外植体总数)×100。
1.2 再分化率的不同表述方式 再分化研究中, 外植
体的主要类型有愈伤组织、叶片(叶盘)、叶柄、
下胚轴、茎段、花器官组织等, 再分化的表现形
式主要是不定芽、体细胞胚和不定根, 有些用再生
植株表示。在植物组织培养的相关文献中, 对再分
化率的表述各不相同, 主要有以下几种表述方式。
1.2.1 再生率 在众多文献中, 用再生率表示外植体
的再分化能力和水平。王国平等(2008)在枣幼胚
子叶再生植株的研究中, 用再生率表示子叶的再分
化能力, 其计算公式为: 子叶再生率(%)=(再生芽总
数 /接种子叶数)×100%; 谢淼等(2005)在辐射花粉
授粉诱导黄瓜单倍体一文中研究不同基因型及辐射
剂量对植株再生率的影响时, 用植株再生率表示花
粉的再分化能力, 其计算公式为: 植株再生率 =(再
生植株数 /100粒种子)×100%。贺柱等(2007)在皇
家夏天葡萄离体叶片再生体系的建立一文中, 用不
定芽再生率表示从叶片再分化不定芽的能力, 其计
算公式为: 不定芽再生率(%)=(再生芽叶块数/接种
叶块数)×100; 代色平和包满珠(2003)在矮牵牛花药
培养及植株再生研究中, 用再生苗率反映从愈伤组
织诱导分化再生植株的能力, 其计算公式为: 再生
苗率=再生苗愈伤组织数 /诱导的愈伤组织数。梅
传生等(1994)在脱落酸对水稻离体培养植株再生率
的调控一文中对植株再生率的定义为: 分化培养一
个月后分化植株的愈伤组织块数占转移分化愈伤组
织块数的百分率。
从上述文献中对再生率的表述来看, 与再分化
率的含义基本相同。但是, 有些表述极不规范, 甚
至有表述错误, 直接用比值形式表达, 而没有用百
分数形式表述。这反映出人们对此问题的认识在
概念上有错误。
1.2.2 再生频率 张志宏等(1997)在苹果、李铁松
和王关林(2003)在番茄、王朋等(2002)在辣椒、
孙崇波等(2003)在草莓离体再生体系建立中, 用再
生频率表示叶片再生不定芽的效率, 计算公式为: 再
生频率(%)=(再生不定芽的外植体数 /接种外植体
数)×100%; 邓馨和胡文玉(2000)在草莓叶片再生芽
及遗传转化系统的建立一文中, 采用的计算方法是:
再生频率=(再生芽的叶盘数 /总叶盘数)×100%; 陈
力耕等(2001)在葡萄、王艳等(2004)在油菜再生体
系建立研究中, 采用的计算方法是: 再生频率(%)=
(再生不定芽的外植体数 /调查外植体数)×100%。
1.2.3 再分化频率 陈耀锋等(2004)在普通小麦基因
转化中良好受体系统的建立一文中, 采用再分化频
率表述外植体的再分化能力, 计算方法为: 再分化
植物生理学通讯 第 45卷 第 1期，2009年 1月7 0
频率 =(再分化愈伤组织数 /转分化愈伤组织数)×
10 0%。
1.2.4 分化率 在有些文献中, 用分化率表示外植体
的再分化水平。严格地讲, 这种表述是不准确的。
但由于比较顺口, 已成为一种习惯性的称谓, 并广
泛地应用在口头表达和书面语言中。柴卫淑等
(2004)在水稻花药培养、宣朴等(2004)在小麦花药
培养中用绿苗分化率计算再分化能力, 公式为: 绿
苗的分化率(%)=(绿苗丛数 /愈伤组织数)×100; 梁
红等(1997)在丹参、张晓英等(2004)在国槐离体再
生培养中, 通过愈伤组织途径诱导不定芽的发生, 再
分化率的计算方法为: 分化率=(能分化出小芽的愈
伤组织块数 /接种愈伤组织块数)×100%。
还有一些文献中, 作者往往把再分化率(分化
率)和再生频率作为两个不同的概念来反映外植体
的再分化能力和水平, 导致一些试验数据和结果难
以让人们正确理解。如王艳等(2005)在新疆甘蓝
型油菜下胚轴的组织培养和植株再生研究一文中,
采用的计算方法为: 再生频率 =(长芽外植体数 /总
外植体数)×100%, 分化率=(再生芽数 /接种外植体
数)×100%, 在他们的试验结果中, 再生频率和分化
率分别为 35%和 122.5%。
2 再分化系数
2.1 再分化系数(regeneration coefficient)的概念
　再分化率能从整体上反映出外植体进行再分化的
能力, 再分化率越高, 表明外植体能够进行器官再
分化的能力越强。但是, 在试验研究中经常会出现
以下现象: 在不同的试验处理和材料之间, 外植体
的再分化率比较接近, 但不同外植体再分化产生的
器官数量之间有较大差异; 而在有些试验中, 外植
体的再分化率较低, 大部分外植体不进行再分化或
逐渐褐化死亡, 但少数能够进行再分化的外植体, 会
产生大量的丛生芽或体细胞胚。由于以上问题, 单
纯使用“再分化率”已经不能准确反映试验处理之
间的差异。有些研究者为了更准确全面的表述试
验结果, 往往采用 “外植体平均再生芽数 ”等比较
繁琐的语言进行表达。由于现有的中文文献中没
有提出一个能够准确描述上述试验现象的概念, 给
研究者在文字表达中增加了一定的难度。
为了能较好地反映外植体再分化的水平, 能准
确的描述单个外植体再分化形成器官的能力, 提出
“再分化系数”这一概念是非常必要的, 可以有效的
解决上述试验现象中存在的问题。
我们认为再分化系数的概念可以定义为: 在离
体培养中, 能够进行再分化的外植体产生再分化器
官(不定芽、体细胞胚、不定根等)的平均数。其
数学表达式为: 再分化系数=再分化目标器官的总
数 /能够进行再分化的外植体总数。
再分化目标器官指试验目标期望所形成的器
官, 在不同的再分化途径中, 目标器官不同。在不
定芽再生途径中, 目标器官为不定芽, 在体细胞胚
途径中, 目标器官为体细胞胚。
2.2 再分化系数的相近表述方式 由于没有再分化
系数的明确概念, 在文献资料中, 采用不同的方式
来表述与再分化系数含义相近或相同的试验结果。
归结起来, 主要有以下几种形式。
2.2.1 平均再生芽数(器官数) 张志宏等(1997)在苹
果品种新乔纳金离体再生体系的建立一文中, 采用
的计算方法是: 外植体平均再生芽数=外植体再生
不定芽总数 / 再生不定芽的外植体数。王朋等
(2002)在抗虫基因(CpTI)辣椒转化的初步研究中, 采
用的计算方法为: 叶片平均再生芽数(个)=叶片再生
不定芽总数 / 再生不定芽的叶片数。孙崇波等
(2003)在草莓高效离体再生体系的研究中, 采用的
计算方法是: 外植体(叶片、叶柄)再生芽数 =外植
体再生不定芽总数 /再生不定芽外植体数。
Przetakiewicz等(2003)在小麦等植物再分化研
究中, 采用的计算公式为: 再分化系数 =外植体形
成胚性愈伤组织的百分数×再生植株的平均数/100
(The regeneration coefficient was estimated accord-
ing to the formula=percentage of explants forming
embryogenic callus×mean number of regenerated plant-
lets/100)。在这个表达公式中, 采用了再分化率乘
以已分化外植体平均再生植株数计算再分化系数的
方式, 而 “已分化外植体平均再生植株数 ”就是我
们提出的 “再分化系数 ”概念。虽然 “regeneration
coefficient”与我们所提的 “再分化系数 ”在英文表
达上属同一概念, 但我们认为, Przetakiewicz等
(2003)采用 “再分化率×再分化系数 ”的计算方法,
不便于更好地反映试验结果。用再分化率就可以
从整体上反映出外植体再分化的能力, 采用再分化
系数的目的, 是为了进一步反映出已经再分化的外
植体形成目标器官的水平, 有利于更清晰的反映试
验结果。由于在其他相关外文文献中没有找到
植物生理学通讯 第 45卷 第 1期，2009年 1月 7 1
“regeneration coefficient”的概念及计算方法, 所
以 “再分化系数 ”的概念还有待商榷。
2.2.2 增殖系数 在组织培养和离体快繁中, 通常采
用增殖系数来反映继代培养中培养物的增殖速度和
效率。它与再分化系数有一定的相关性和相近
性。再分化系数侧重于描述初代培养过程中外植
体再分化形成器官的水平, 研究对象是已经功能化
的器官与组织, 诱导产生具有增殖能力的器官(不定
芽、体细胞胚等)的能力, 难度较大。增殖系数侧
重于反映用初代培养再分化形成的具有增殖能力的
器官, 通过继代培养进行数量扩大的能力, 研究对
象是继代培养材料。
王国平等(2008)在枣幼胚子叶再生植株的研究
中采用的计算方法为: 增殖系数 =(接种 30 d的芽
苗数 /接种的芽苗数)×100%; 黄美娟等(2008)在银
脉单药花组织培养及植株再生中采用计算方法是:
增殖系数(倍)=转接后瓶数 /转接前瓶数; 吴幼媚等
(2007)在柳窿桉优株嫩芽离体培养再生植株技术中
采用的计算方法是: 增殖系数=1个培养周期产生有
效芽总数/接种芽总数; 林荣双等(2003)在花生成熟
胚胚轴的植株再生和快繁中采用的计算方法是: 增
殖系数 =新接种的(茎段数 +小芽数)/原有的小苗
数。从上述文献来看, 计算方式各不相同, 但都是
在描述继代培养过程中材料的增殖倍数。唯独王
国平等(2008)在增殖系数计算中采用了百分数形
式。
2.2.3 繁殖系数 在组织培养中, 繁殖系数与增殖系
数应该是同一个概念的不同表达方式, 研究对象也
是继代培养材料的增殖能力, 其计算方法是相同
的。唐琳等(1999)在苦瓜离体快繁中, 采用的计算
方法是: 繁殖系数 =(增殖后芽的总数×30)/(继代芽
数×培养时间); 李珉等(2002)在糯米藤的离体快繁
中, 采用的计算方法与唐琳等(1999)的计算方法是
相同的, 在计算繁殖系数时考虑了时间因素, 都以
30 d作为一个理论培养周期, 完成一个培养周期所
需的实际天数越短, 繁殖系数就越高。这种计算方
法有利于评价不同植物种类和培养条件对增殖效率
的影响。
但是在有些文献中, 把增殖系数与再分化系数
混为一谈, 将增殖系数用在初代培养中来评价外植
体的再生能力, 这种表达方式是不科学的。如王小
素等(1997)在佛手瓜下胚轴离体培养及再生植株研
究中, 采用的计算方法是: 繁殖系数 =佛手瓜的一
个下胚轴在一个培养周期(从愈伤组织到成苗
80~90 d)内形成再生植株的个数。
张艳等(2001)在金钗石斛培养研究中采用的计
算方法是: 繁殖系数 =(诱导产生芽总数 /产生芽外
植体总数)×100%, 与王国平等(2008)计算增殖系数
的方法相同。
2.2.4 增值倍数 在部分文献中, 采用增殖倍数来描
述继代培养过程中外植体的增殖速度。王海娥
(2005)在朗姆系绣球的组织培养及植株再生体系研
究中, 采用的计算方法是: 增殖倍数 =0.5 cm的芽
苗总数 /接种新梢总数。增殖倍数是一种口头表达
或非正式表达方式, 在书面语言中应采用增殖系数
较好。
综上所述, 在外植体再分化研究中, 用再分化
率来反映外植体再分化的能力, 用再分化系数来反
映外植体再分化的水平。再分化率可以与再生率
通用, 建议不要采用分化率、再生频率和再分化频
率等术语。再分化系数可以作为一个新的专业术
语, 来弥补目前再分化研究中的缺陷, 从而更好地
反映出外植体再分化的水平, 可以与再生系数通
用。增殖系数、繁殖系数应该侧重于描述继代培
养过程中培养材料的增殖能力, 不应该用于描述外
植体再分化的能力和水平。
参考文献
柴卫淑, 谭学林, 师佳, 陈联秀(2004). 液体培养基在水稻花药培
养中的应用研究. 中国农学通报, 20 (4): 145~146
陈力耕, 刘淑芳, 胡西琴(2001). 葡萄高效再生体系的建立及转
LEAFY基因的研究. 浙江大学学报, 27 (5): 523~526
陈耀锋, 曹团武, 丁云姣(2004). 普通小麦基因转化中良好受体
系统的建立. 西北农林科技大学学报, 32 (9): 1~3
代色平, 包满珠(2003). 矮牵牛花药培养及植株再生研究. 亚热
带植物科学, 32 (2): 55~57
邓馨, 胡文玉(2000). 草莓叶片再生芽及遗传转化系统的建立. 植
物学通报, (2): 174~178
贺柱, 师校欣, 杜国强, 葛静茹(2007). 皇家夏天葡萄离体叶片再
生体系的建立. 农业生物技术科学, 23 (2): 74~76
黄美娟, 廖玉洁, 刘齐元, 黄海泉(2008). 银脉单药花组织培养及
植株再生. 江西农业大学学报, 30 (3): 509~513
李珉, 曾涛, 张义正(2002). 糯米藤的离体快繁系统的建立. 四川
大学学报(自然科学版), 39 (2): 356~360
李铁松, 王关林(2003). 番茄外植体诱导直接分化不定芽建立高
频再生系统. 辽宁师范大学学报, 26 (2): 178~182
梁红, 何宇清, 赵洁(1997). 生长调节物质对丹参叶片脱分化及
根芽分化的效应. 华中师范大学学报(自然科学版), 31 (3):
328~331
林荣双, 梁丽琨, 王庆华, 肖显华(2003). 花生成熟胚胚轴的植株
植物生理学通讯 第 45卷 第 1期，2009年 1月7 2
再生和快繁. 生物技术, 13 (1): 29~31
梅传生, 汤日圣, 张金渝, 吴光南(1994). 脱落酸对水稻离体培养
植株再生率的调控. 农业生物技术学报, 2 (1): 96~99
孙崇波, 谢鸣, 蒋桂华, 张慧琴, 黄普乐(2003). 草莓主栽品种丰香
高效离体再生体系的研究. 浙江农业学报, 15 (2): 69~72
唐琳, 苟小平, 陈放, 贾勇炯(1999). 用离体培养无性繁殖苦瓜. 四
川大学学报(自然科学版), 36 (1): 144~147
王国平, 李晓梅, 马会勤(2008). 枣幼胚子叶再生植株的研究. 核
农学报, 22 (2): 152~155
王海娥(2005). 朗姆系绣球的组织培养及植株再生体系研究[硕
士论文]. 四川雅安: 四川农业大学, 4~9
王朋, 王关林, 方宏筠(2002). 抗虫基因(CpTI)辣椒转化的初步
研究. 沈阳农业大学学报, 33 (1): 30~32
王小素, 李步勋, 王广东(1997). 佛手瓜下胚轴离体培养及再生植
株. 西北农业大学学报, 25 (1): 83~87
王艳, 贺宾, 曾幼玲, 高燕, 张富春(2004). 甘蓝型油菜带柄子叶高
频率再生植株的研究. 中国油料作物学报, 26 (4): 87~90
王艳, 曾幼玲, 张富春, 贺宾, 高燕(2005). 新疆甘蓝型油菜下胚轴
的组织培养和植株再生研究. 新疆农业科学, 42 (1): 24~28
吴幼媚, 王以红, 蔡玲, 黄金使(2007). 柳窿桉优株嫩芽离体培养
再生植株技术. 林业科技开发, 21 (5): 63~65
谢淼, 赵隽, 潘俊松, 何欢乐, 吴爱忠, 蔡润(2005). 辐射花粉授粉
诱导黄瓜单倍体. 上海交通大学学报(农业科学版), 23 (2):
153~157
宣朴, 郭元林, 岳春芳, 尹春蓉(2004). 低温对小麦花培愈伤组织
绿苗分化率的影响. 西南农业学报, 17 (2): 146~148
张晓英, 尹伟伦, 朱祯, 王华芳(2004). 抗生素对国槐愈伤组织诱
导和生长的影响. 北京林业大学学报, 26 (6): 62~65
张艳, 范俊安, 李泉森, 叶代峻(2001). 金钗石斛培养初步研究. 时
珍国医国药, 12 (2): 189~190
张志宏, 景士西, 王关林, 吴禄平, 方宏筠(1997). 苹果品种新乔纳
金离体再生体系的建立. 农业生物技术学报, 5 (3) : 305~
307
Przetakiewicz A, Orczyk W, Nadolska-Orczyk A (2003). The
effect of auxin on plant regeneration of wheat, barley and
triticale. Plant Cell Tiss Org Cult, 73 (3): 245~256