全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2013, 49 (10): 1071~1076 1071
收稿 2013-08-01　　修定 2013-08-29
资助 国家现代农业产业技术体系专项资金(CARS-30)和北京市
教委项目(201307210610099)。
* 通讯作者(E-mail: zhuyd@cau.edu.cn; Tel: 010-62733995)。
四个酿酒葡萄品种组培快繁体系的初建
刘娜, 许轲, 张文, 王琢, 朱元娣*
中国农业大学农学与生物技术学院, 果树逆境生理与分子生物学北京市重点实验室, 北京100193
摘要: 为了提高酿酒葡萄(Vitis vinifera)苗木繁殖速度及苗木品质, 以‘赤霞珠’、‘西拉’、‘霞多丽’和‘美乐’4个品种为试材,
研究无菌外植体建立、启动培养、增殖培养和驯化移栽环节的关键技术, 初步建立酿酒葡萄组培快繁体系。结果表明, 以
半木质化茎段为外植体接种成活率高, 在培养基MS+IBA 0.2 mg·L-1+6-BA 1.0 mg·L-1+KT 0.5 mg·L-1上启动培养外植体单芽
萌发率最高, 以培养基1/2MS+IBA 0.2 mg·L-1+KT 1.0 mg·L-1增殖培养兼生根诱导, 组培苗生长健壮, 繁殖率高。增殖培养6
代后, ‘赤霞珠’、‘西拉’、‘霞多丽’和‘美乐’分别由12株葡萄苗扩繁为1 383株、1 095株、744株和100株。组培苗驯化培养3
周后移栽至营养钵, 4个品种成活率均在72%以上。此组培快繁体系基本适用于4个酿酒葡萄品种, 可应用于科学研究及工
业化大规模生产。
关键词: 葡萄; 组织培养; 外植体; 苗木繁殖
Preliminary Establishment of in vitro Rapid Micropropagation of Four Grape-
Wine (Vitis vinifera L.) Cultivars
LIU Na, XU Ke, ZHANG Wen, WANG Zhuo, ZHU Yuan-Di*
Beijing Key Laboratory of Stress Physiology and Molecular Biology for Fruit Trees, College of Agriculture and Biotechnology,
China Agriculture University, Beijng 100193, China
Abstract: In order to speed up propagation and improve quality of grape-wine (Vitis vinifera) nursery plants, in
vitro mircropropagation was established. In the study, cultivars of ‘Cabernet Sauvignon’, ‘Syrah’, ‘Chardonnay’
and ‘Merlot’ were used as materials to explore key techniques of aseptic explant establishment, initial culture,
shoot multiplication, acclimatization, and transplanting. The results showed that the most suitable medium for
initial culture was MS medium supplementing with IBA 0.2 mg·L-1, 6-BA 1.0 mg·L-1 and KT 0.5 mg·L-1 when
semi-lignified shoots were taken as explants. The 1/2MS medium supplementing with IBA 0.2 mg·L-1 and KT
1.0 mg·L-1 was suitable for inducing rooting, strengthening the vigor of plantlets and increasing proliferation
rate of adventitious shoots. ‘Cabernet Sauvignon’, ‘Syrah’, ‘Chardonnay’ and ‘Merlot’ propagated 1 383, 1 095,
744 and 100 plantlets from initial twelve adventitious shoots after six generations of subculture, respectively.
After three weeks of acclimatization, plantlets were transplanted to pots and the survival rate of four cultivars
was above 72%. These results indicated that this in vitro rapid propagating system was basically suitable for
four grape-wine cultivars and could be applied to scientific research and industrialized mass production.
Key words: Vitis vinifera; in vitro culture; explant; propagation of nursery plants
我国是全球最大的葡萄酒需求市场, 但酿酒
葡萄仅占葡萄栽培总面积的18%, 中国葡萄酒产业
面临进口葡萄酒的严峻挑战。酿酒葡萄品种的单
一与苗木质量参差不齐成为限制我国葡萄酒产业
发展的主要因素(刘世松2011a, b)。葡萄品种的苗
木繁殖大多采用扦插和嫁接方法, 受母株及砧木
的限制, 繁殖数量有限, 育苗周期长且易于传播病
害(张发维等2011; 徐继成等2011; 姜燕琴等2009;
García-Gonzáles等2010; Diab等2011)。组培繁殖
可利用较少的外植体, 在短期内快速繁殖优质苗
木而不受到季节的限制(Stamp等1990; Torregrosa
和Bouquet 1996; Heloir等1997)。因此, 建立高效
酿酒葡萄品种组培快繁体系, 可满足优质苗木商
业化生产的需求, 也为酿酒葡萄品种的遗传转化
体系建立, 提供了实验数据。
植物生理学报1072
关于葡萄组织培养的报道集中在外植体接
种、基础培养基的选择和外源生长物质配比等环
节(Gray和Benton 1990, 1991; Jaskani等2008; Diab
等2011)。外植体的接种是葡萄组织培养能否成功
的关键。圆叶葡萄(Vitis rotundifolia)品种以10 cm
长的新梢为外植体, 接种成活率高(94%)、污染率
少(3%) (Gray和Benton 1990, 1991)。‘Perlette’和
‘Speryo’两个酿酒葡萄品种以茎尖为外植体, 接种
易于成活、污染率低(<10%) (Jaskani等2008; Diab
等2011)。基本培养基显著影响葡萄启动培养和增
殖培养(Gray和Benton 1990, 1991)。圆叶葡萄品种
在MS、1/2MS和C2D (chee and pool vitis medium)
(Chee和Pool 1982)培养基上, 茎段扩繁率高、组培
苗生长健壮(Gray和Benton 1990, 1991)。C2D是MS
的衍生物, 无机营养成分中各离子浓度与MS相差
不大, NO3
-浓度相对较高(Chee和Pool 1982)。
‘Perlette’在MS培养基上茎段扩繁率最高, 而‘Speryo’
在C2D培养基上组培苗繁殖速度最快, 生长健壮。
WPM (woody plant medium)适宜多种木本植物的
组织培养, 但多个葡萄品种在WPM培养基上表现
出严重的玻璃化现象(Gray和Benton 1990, 1991;
Jaskani等2008; Diab等2011)。NLN (nistch and
nitsch medium)在葡萄组培中的研究未有报道。外
源生长物质的种类和配比影响不同葡萄品种的增
殖和生根(Jaskani等2008; Diab等2011)。‘Perlette’、
‘Speryo’和圆叶葡萄品种在不添加任何生长素、
仅加入6-BA (6-benzylamino purine, 6-苄氨基腺嘌
呤) 1 mg·L-1的MS培养基中, 茎扩繁效率高, 植株生
长良好(Gray和Benton 1990, 1991; Jaskani等2008;
Diab等2011)。细胞分裂素类物质TDZ (thidiazuron,
苯基噻二唑基脲)使葡萄组培苗易于玻璃化、生长
发育不良(Gray和Benton 1990, 1991; Jaskani等
2008)。KT (kinetin, 6-糠氨基嘌呤)对圆叶葡萄组
培苗的茎段增殖没有作用(Gray和Benton 1990,
1991)。生长素类物质是葡萄组培苗生根培养的必
要物质, 以IBA (3-indolebutyric acid, 3-吲哚丁酸)
浓度为1~2 mg·L-1, 生根诱导率高(80%) (Jaskani等
2008)。NAA (1-naphthlcetic acid, 萘乙酸)不适合
‘Speryo’葡萄的组培苗生根培养(Diab等2011)。
目前, 有关酿酒葡萄品种的组培繁殖报道少,
适合不同酿酒葡萄品种的组培快繁体系不完善,
不利于将组培快繁技术转化为酿酒葡萄品种苗木
繁殖的商业化生产。本研究以四个酿酒葡萄品种
‘赤霞珠’、‘霞多丽’、‘西拉’和‘美乐’为试材, 拟通
过探索无菌外植体接种、启动培养、增殖培养和
驯化移栽环节的关键技术, 初步建立酿酒葡萄组
培快繁体系, 为酿酒葡萄新品种的规模化生产提
供依据。
材料与方法
1 试验材料
田间生长的‘赤霞珠’、‘霞多丽’、‘西拉’和
‘美乐’ 4个品种酿酒葡萄(Vitis vinifera L.)植株。
2 试验方法
2.1 外植体消毒及启动培养
选取旺盛生长的葡萄新蔓, 分别剪取幼嫩的
梢端、木质化和半木质化的茎段为外植体, 用加
入洗涤灵的水充分清洗后, 超净台内进行表面消
毒。消毒过程为: 70%酒精消毒30 s、无菌水冲洗
1~2次、5%次氯酸钠消毒5 min、再用无菌水冲洗
4~5遍, 最后用灭菌的滤纸吸去茎段表面的多余水
分, 分别接种于MS、NLN和WPM这3种不同的培
养基上, 于光照条件(光强为30~40 µmol·m-2·s-1, 光
照时间为14 h·d-1)下培养, 组培室温度为(25±2)
℃。培养基中均加入IBA 0.2 mg·L-1+6-BA 1.0
mg·L-1+KT 0.5 mg·L-1+蔗糖30 g·L-1+琼脂6.5 g·L-1。
取出在MS培养基中培养的4个品种的半木质化茎
段各20个置于黑暗条件下培养。14 d后统计茎段
生长状况和萌芽率。
2.2 增殖培养
外植体接种20~25 d后, 单芽萌发生长至长度
为5~6 cm时, 继代培养。剪切萌发的新梢, 去除大
叶片后剪成单芽茎段(长5~15 mm), 每瓶接种3~5
个茎段。选用以下3种处理作为增殖培养基: T1:
1/2MS+IBA 0.2 mg·L-1+KT 1.0 mg·L-1; T2: MS+6-
BA 0.5 mg·L-1+KT 0.5 mg·L-1+IBA 0.2 mg·L-1; T3:
1/2MS+IBA 0.2 mg·L-1+6-BA 0.5 mg·L-1。3种培养
基均加入蔗糖30 g·L-1和琼脂6.5 g·L-1 (pH 5.8)。筛
选适宜的葡萄增殖培养基。
每个葡萄品种选择经过启动培养萌发的新芽
12个, 接种在适宜的增殖培养基上, 记为第一代。
每50 d继代一次, 记录每次继代培养各葡萄品种组
刘娜等: 四个酿酒葡萄品种组培快繁体系的初建 1073
培苗的数量。
组培材料置放于温度为(25±2) ℃, 光强为30~
40 µmol·m-2·s-1, 光照时间为14 h·d-1的培养室中
培养。
2.3 生根培养
选用增殖培养过程中生长健壮的组培苗, 剪
切长度在2.5~3.0 cm并含有顶端生长点的新梢, 接
种在新的培养基(1/2MS+IBA 0.2 mg·L-1+KT 1.0
mg·L-1+蔗糖30 g·L-1+琼脂6.5 g·L-1 (pH 5.8)中, 进行
壮苗和生根培养。
2.4 驯化移栽
将组培苗从组培室移至有自然光照的室温条
件下, 置放于散射光下炼苗5~7 d后, 移至直射光照
射的地方继续炼苗5~7 d。待组培苗的叶片颜色变
浓绿、富有光泽时即揭开封口膜, 继续炼苗3~5 d,
及时喷水防止叶片萎蔫。
温室内配制营养土 , 按有机质:蛭石:园土=
1:1:1 (V/V/V)比例混合, 装入小营养钵中(直径6.5
cm)。把组培苗从三角瓶中取出, 去除根部的培养
基, 水中清洗干净, 并移栽至营养钵中。搭建简易
塑料小拱棚, 保温(25 ℃±2 ℃)保湿(空气相对湿度
100%), 及时浇水以保证土壤湿度, 适时通风换
气。移栽后第4周即可去掉覆盖物。组培苗移栽
成活后, 需注意控水, 防止烂根或根颈部腐烂。
实验结果
1 四个酿酒葡萄品种在3种培养基上启动培养生
长情况
选取四个酿酒葡萄品种的幼嫩的梢端、木质
化和半木质化茎段为外植体接种, 以半木质化茎
段接种成活率最高(90%)。幼嫩新梢的外植体接
种后大部分褐化死亡, 接种成活率次之(24%)。木
质化的外植体接种后污染严重, 接种成活率最低
(5%)。
在MS、NLN和WPM三种培养基上, ‘赤霞珠’
的接种萌芽率分别为100%、100%和63.3%, ‘霞多
丽’的萌芽率分别为73.3%、63.3%和60%, ‘西拉’
接种萌芽率分别为86.7%、76.7%和73.3%, ‘美乐’
接种萌芽率分别为83.3%、80%和56.7%。
四个酿酒葡萄品种在3种培养基中均可以启
动培养, 以MS为基本培养基的葡萄外植体萌芽率
最高, 4个品种的接种培养萌芽率均在73%以上; 其
次是NLN培养基, WPM培养基接种萌芽率最低。
2 光照对葡萄茎段启动培养的影响
将接种在MS培养基中的4个品种的半木质化
茎段, 分别置放在光照和黑暗中培养。‘赤霞珠’接
种萌芽率分别为87.8% (光照培养)和67.7% (暗培
养)、‘霞多丽’分别为65.6%和42.2%、‘西拉’分别
为78.9%和26.2%、‘美乐’分别为73.3%和73.8%。
四个品种启动培养时, 外植体在光照和黑暗培养
条件下均可萌发生长。但光照比暗培养更利于外
植体生长(图1)。光照条件下, 外植体生长健壮, 叶
片浓绿、富有光泽。暗培养条件下, 外植体成活
率低, 叶片黄化。
3 四个酿酒葡萄品种继代培养扩繁情况
四个葡萄品种分别在T1 (1/2MS+IBA 0.2
mg·L-1+KT 1.0 mg·L-1)、T2 (MS+6-BA 0.5 mg·L-1+
KT 0.5 mg·L-1+IBA 0.2 mg·L-1)和T3 (1/2MS+IBA
0.2 mg·L-1+6-BA 0.5 mg·L-1)培养基上继代培养。
T1培养基的组培苗生长健壮, 培养1个月后生根,
每50 d剪切单芽茎段继代培养一次。如表1所示,
继代培养6代后4个品种增殖数量不同, 以‘赤霞珠’
和‘西拉’繁殖速度最快。T2培养基中茎段的不定
芽分化数量多, 但生长瘦弱矮小, 没有不定根发
生。继代培养后易发生组培苗玻璃化现象, 影响
后续生根诱导培养。T3培养基中茎段生长缓慢,
每培养60 d可继代一次, 继代间隔周期长, 影响组
培苗繁殖速度。
T1培养基在促进葡萄茎段生长的同时, 可以
生根壮苗, 组培苗繁殖的数量与质量优于T2和T3
培养基。3个葡萄品种在T1培养基上继代生长情
况如图2所示。
4 四个酿酒葡萄品种的生根生长及驯化移栽
选取生长健壮的新梢(含生长点)接种在T1培
养基上进行生根培养。40 d后统计组培苗的株高
和节数、根系数量和根长。四个品种组培苗生长
势差异显著(表2), ‘赤霞珠’和‘霞多丽’生长势优于
‘西拉’和‘美乐’。
组培苗炼苗3周后移栽至营养钵, 4周后统计
移栽成活率。4个品种的成活率分别是‘赤霞珠’
88%、‘西拉’ 80%、‘霞多丽’ 72%和‘美乐’ 70%。
生长健壮的组培苗(3节以上茎长), 经过适宜的驯
植物生理学报1074
化和移栽后, 控制在合适的温湿度下, 移栽成活率
高。四个葡萄品种驯化移栽后幼苗的生长情况如
图3所示。
讨　　论
葡萄组培过程包括外植体接种、继代增殖培
养、生根诱导和驯化移栽4个环节, 外植体接种和
驯化移栽是两个关键的环节, 决定了葡萄组培繁
殖能否成功(Chuong和Beversdorf 1985)。本研究
通过选用葡萄新梢不同部位(幼嫩的梢端、木质化
和半木质化的茎段)为外植体, 进行消毒接种, 发现
以葡萄新梢的半木质化茎段作为外植体材料, 接
种培养污染率低, 外植体萌芽率高, 是葡萄组培的
理想外植体。表面消毒剂选用70%酒精搭配5%次
图1 四个葡萄品种在MS培养基上光暗培养14 d后长势对比
Fig.1 Growth status of plantlets of four grape-wine cultivars on MS medium under light and dark for two weeks
A: 光培养‘赤霞珠’; B: 光培养‘美乐’; C: 光培养‘西拉’; D: 光培养‘霞多丽’; E: 暗培养‘赤霞珠’; F: 暗培养‘美乐’; G: 暗培养‘西拉’; H:
暗培养‘霞多丽’。
表1 四个葡萄品种在T1培养基上的继代培养
Table 1 Subculture of plantlets of four grape-wine cultivars on T1 medium

品种
组培苗数量/个
第1代 第2代 第3代 第4代 第5代 第6代
‘赤霞珠’ 12 41 149 362 682 1 383
‘西拉’ 12 22 65 150 560 1 095
‘霞多丽’ 12 21 63 93 256 744
‘美乐’ 12 14 17 28 43 100
氯酸钠, 以减免使用升汞对环境造成的危害(孙冬
青等2008)。在驯化移栽过程中, 选用生长健壮、
生根良好的组培苗, 辅以适当的驯化炼苗和移栽
阶段的温湿度控制, 使组培苗的移栽成活率达70%
以上。
启动培养和继代增殖培养是葡萄组培苗快速
繁殖的关键阶段。4个葡萄酿酒品种在M S、
NLN、WPM三种培养基均能启动培养, 以MS培养
基中茎段萌芽率最高。NLN与WPM培养基中大量
元素离子浓度很低 , 影响葡萄组培苗的生长发
育。本研究以添加IBA 0.2 mg·L-1和KT 1.0 mg·L-1
的1/2MS培养基为葡萄的继代增殖和生根培养基,
既可扩繁增殖又可生根壮苗。组培苗的新梢生长
健壮, 根系发达, 驯化移栽成活率高。添加6-BA
刘娜等: 四个酿酒葡萄品种组培快繁体系的初建 1075
图2 三个葡萄品种在T1培养基上继代长势对比
Fig.2 Growth status of plantlets of three grape-wine cultivars on T1 medium
A: ‘赤霞珠’培养1 d; B: ‘赤霞珠’培养21 d; C: ‘赤霞珠’培养40 d; D: ‘赤霞珠’3代后继代30 d; E: ‘西拉’3代后继代30 d; F: ‘霞多丽’3代后
继代30 d。
图3 四个葡萄品种的移栽
Fig.3 Transplantation of plantlets of four grape-wine cultivars
A~D分别为‘西拉’、‘霞多丽’、‘美乐’和‘赤霞珠’组培苗移栽30 d的生长情况。
植物生理学报1076
表2 四个葡萄品种驯化前的生长状况
Table 2 Growth status of plantlets of four grape-wine cultivars
before acclimatization
品种 平均株高/cm 平均节数/节 平均根数/条 平均根长/cm
‘赤霞珠’ 6.24±1.78a 4.4±1.43a 3.5±1.43a 6.92±1.47a
‘霞多丽’ 5.39±1.25ab 4.7±0.67a 4.9±1.97a 4.93±2.04b
‘西拉’ 4.37±1.25b 3.8±0.79a 2.3±1.42b 3.51±1.18b
‘美乐’ 5.33±1.51ab 4.3±1.06a 3.6±1.91a 5.12±2.10b
　　表中数字为平均数±标准差, 同列数字旁不同小写字母表示在
0.05水平下有显著性差异。
0.5 mg·L-1、KT 0.5 mg·L-1和IBA 0.2 mg·L-1的MS培
养基中, 组培苗不定芽发生数量多, 但生长弱, 不
易诱导生根, 可能与培养基中盐离子浓度高与外
源激素类物质配比不适宜有关(周恒等2010; 李永
辉等2007)。KT有利于4个酿酒葡萄品种的组培苗
生长, 但6-BA效果不理想, 这与前人的研究结果不
甚符合(Gray和Benton 1990, 1991; Jaskani等2008;
Diab等2011), 可能与6-BA浓度、激素类物质配比
和品种基因型差异有关。
本研究以4个酿酒品种‘赤霞珠’、‘霞多丽’、
‘西拉’和‘美乐’半木质化茎段为外植体, 接种成活
率高。启动培养以MS基本培养基中的茎段萌芽率
高。添加IBA 0.2 mg·L-1和KT 1.0 mg·L-1的1/2MS培
养基可以用于茎段增殖培养和生根壮苗。生长健
壮的组培苗炼苗3周后移栽, 辅以适宜的温湿度控
制, 组培苗的移栽成活率较高。酿酒葡萄品种组
培快繁体系的初步建立, 为酿酒葡萄品种苗木繁
殖的商业化生产提供依据。
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