全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2012, 48 (8): 784~788784
收稿 2012-04-23　　修定 2012-07-19
资助 广西植物研究所基本业务费项目(09032)。
* 通讯作者(E-mail: huangnz@gxib.cn; Tel: 13807839770)。
续随子的组织培养与快速繁殖
付传明1, 江海涛2, 黄宁珍1,*, 赵志国1, 王新桂1, 唐凤鸾1, 石云平1
1广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所, 广西桂林541006; 2广西国有维都林场, 广西来宾546100
摘要: 本文对能源植物续随子(Euphorbia lathyris L.)进行离体培养与快速繁殖技术研究。结果表明: 以种子、茎段和顶芽
为外植体均能诱导获得无菌苗, 其中以茎段或顶芽的芽诱导率较高; 幼芽继代增殖的最佳培养基是White+TDZ 0.05 mg·L-1+
IBA 0.01 mg·L-1+0.1%活性炭, 培养25 d的增殖系数约为4.5; 而最适生根培养基为1/2MS+NAA 1.0 mg.L-1+0.1%活性炭, 炼苗
移栽后, 成活率约为60%。培养过程中, 通过控制细胞分裂素浓度能有效解决续随子培养中的玻璃化问题, 添加0.1%的活
性炭对缓解外植体和无菌苗褐化效果较好。
关键词: 能源植物; 续随子; 组织培养; 玻璃化; 褐化
Tissue Culture and Rapid Propagation of Euphorbia lathyris L.
FU Chuan-Ming1, JIANG Hai-Tao2, HUANG Ning-Zhen1,*, ZHAO Zhi-Guo1, WANG Xin-Gui1, TANG Feng-Luan1, SHI Yun-Ping1
1Guangxi Institute of Botany, Guangxi Zhuangzu Autonomous Region and Academia Sinica, Guilin, Guangxi 541006, China;
2Guangxi Weidou Forest Centre, Laibin, Guangxi 546100, China
Abstract: The technique of the tissue culture and rapid propagation of Euphorbia lathyris were studied. The re-
sults showed that the seeds, stems and terminal buds as explants could be induced to sterilized seedings, in
which the bud induction rates of stems and the terminal buds were higher. The best medium for multiplication
was White+0.05 mg·L-1 TDZ+0.01 mg·L-1 IBA+0.1% AC, and the multiplication coefficient could be 4.5 after
25 d. The best medium for rooting was 1/2MS+1.0 mg.L-1 NAA+0.1% AC. The survival rates reached 60% af-
ter transplanting. Vitrification problem in tissue culture of Euphorbia lathyris could be effectively solved by the
control of the cytokinin concentration, and materials browning could be alleviated by adding 0.1% AC.
Key words: energy plant; Euphorbia lathyris; tissue culture; vitrification; browning
能源植物是一种可再生的资源, 开发能源植
物作为现有能源的补充和替代品不仅能逐步缓解
能源危机, 为寻找新能源走出一条新路; 而且生产
成本低, 符合可持续发展的要求和趋势, 并对保护
环境、保护生态系统具有重要意义。续随子属大
戟科(Euphorbiaceae)大戟属(Euphorbia)的一年生或
二年生双子叶草本植物, 在我国分布广泛。其植
株全株无毛, 微被白粉, 含白色乳汁, 具有药用、
观赏和可以作为农药用植物等多种用途(杨利民和
韩梅1994), 宜在不适宜粮食作物生长的干旱山地
或沙质土壤种植 , 其种子中油脂含量达43.3%~
47.0%, 根、茎和叶中也富含类似石油的烃类化合
物, 是制备生物柴油的优质原料之一(危文亮等
2007), 被誉为“石油植物”而备受关注。
然而, 续随子通常采用人为留种进行有性繁
殖, 无性繁殖方面的报道很少, 在唐泽紫等(2011)
开展的续随子愈伤组织诱导与不定芽分化的研究
中, 不定芽分化率较低, 且未能诱导出丛生芽, 生
根培养和炼苗移栽的研究未见报导。我们于2007
年起, 先后从北京、南宁、贵州等地引进续随子
种质资源, 并在广西桂林等地进行了引种栽培及
其适应性和相关性状的观察分析。本文分别以其
优良品种的种子、茎段和茎尖作为外植体进行了
组织培养和快速繁殖技术研究, 以期为续随子优
良品种的快速繁殖、种质资源保存和遗传工程的
研究打下基础。
材料与方法
1 材料
续随子(Euphorbia lathyris L.)种子播种于广
西植物研究所内的试验基地。
付传明等: 续随子的组织培养与快速繁殖 785
2 方法
2.1 外植体处理
分别以续随子的种子、茎段和茎尖作为外植
体, 用洗衣粉水清洗表面, 并用毛刷轻轻刷去表面
及腋芽处脏物 , 放入甲基托布津溶液中浸泡10
min, 用自来水流水冲洗干净。种子可先适当浸泡
一段时间 , 然后移至超净工作台内进行无菌操
作。先放入75%酒精中浸泡30 s后, 转入0.1% HgCl2
溶液中消毒3~4 min, 期间不断摇动, 无菌水漂洗5
遍, 无菌滤纸吸干材料表面水分后, 接种到初代诱
导培养基上。
2.2 培养基的配置及培养条件
初代诱导培养基为MS+6-BA 1.0 mg·L-1+IBA
0.1 mg·L-1+3.0%蔗糖。
继代增殖时, 以MS、N68、White、N6、B5、
VW和ER为七种基本培养基, 添加6-BA (0~1.0
mg·L-1)、GA3 (0~1.0 mg·L
-1)、TDZ (0~0.5 mg·L-1)
和IBA (0~0.5 mg·L-1)等不同浓度激素组合, 附加
3.0%蔗糖及0.1%活性炭, 进行培养。
生根培养时, 以1/2MS为基本培养基, 添加不
同浓度的IBA (0~2.0 mg·L-1)和NAA (0~2.0 mg·L-1),
附加2.0%的蔗糖及0.1%的活性炭。各培养基均添
加0.6%琼脂粉, pH值为5.8, 配制分装后, 于121 ℃
灭菌20~25 min后待用。
培养室温度为(25±3) ℃, 所采用的日光灯光照
时间为每天12 h, 光照强度为30~40 μmol·m-2·s-1。
2.3 培养过程及数据测定
将经过消毒后的不同外植体接种在初代诱导
培养基MS+6-BA 1.0 mg·L-1+IBA 0.1 mg·L-1中, 培
养30 d后统计芽诱导率(芽诱导率=分化出芽的外
植体数/未污染的外植体总数×100%), 记录芽的生
长情况, 筛选出续随子离体培养的最佳外植体。
待初代培养获得的无菌小芽长至2~3 cm高时,
剪下接入到不同的继代增殖培养基上, 培养25 d后
计算增殖系数(增殖系数=1株芽苗经过1次继代所获
得的有效芽苗的数量), 并观测芽苗的健壮程度, 筛
选出续随子继代增殖及壮苗的最佳培养基配方。
将生长健壮的无根幼苗从基部切下, 转移到
不同的生根培养基中培养, 培养30 d后观测根系和
幼芽生长情况, 确定最佳生根培养基。
将生长健壮、根系发达的瓶苗于室内打开瓶
盖炼苗3 d后, 从培养瓶中轻轻取出, 用自来水洗净
根部残留的培养基, 用腐殖土作为移栽基质进行
移栽, 30 d后统计移栽成活率。
实验结果
1 无菌材料的获得
续随子种子在离体条件下萌发时间较长, 萌
芽率低, 仅为13.3%, 获得的芽苗质量较差且生长
慢。以旺盛生长的健壮茎段和顶芽为外植体, 5 d
左右基部切口处开始膨大, 逐渐形成愈伤组织, 而
后腋芽及顶芽开始萌动并快速生长, 芽萌发率均
达100% (表1)。续随子初代诱导芽萌发时, 较难获
得丛生芽, 通常茎段外植体每个材料诱导2个腋芽
萌发(图1-A), 每个顶芽外植体诱导1个芽苗生长
(图1-B), 芽苗均较健壮, 生长速度较快。因此, 续
随子离体培养的最适外植体为健壮茎段或顶芽。
表1 不同外植体的初代培养
Table 1 Primary culture of different explants
外植体 外植体数量 芽萌发率/% 生长情况
种子 60 13.3 叶色淡绿, 苗较弱, 生长慢
茎段 30 100.0 叶色淡绿, 苗较粗壮, 生长较快
顶芽 15 100.0 叶色浓绿, 苗较粗壮, 生长较快

2 续随子的继代增殖
在离体条件下, 植物组织生长的营养一般由
基本培养基来提供。本次研究比较了MS、ER、
V-W、B5、N6、N68和White七种基本培养基对续
随子继代增殖的影响, 结果(表2)表明, White和B5
培养基上的芽苗生长最健壮, 但增殖速率一般, 其
中在White培养基上芽苗的顶芽死亡率最低, 仅为
12%; 在ER培养基上能诱导较多数量的丛芽, 增殖
系数最高, 达到3.5, 但芽苗的粗壮程度一般; MS、
N68、V-W培养基上的生长差别不明显, 总体情况
一般; N6培养基上的生长情况最差, 出现较多芽苗
顶芽枯死的现象 , 顶芽枯死株率最高 , 达到
40.9%。因此, 综合增殖系数及芽苗的健壮程度,
利于续随子继代增殖及壮苗的培养基顺序为
White>B5>ER>N68≥MS≥V-W>N6。
组织培养中, 植物生长调节剂是影响组培快
繁的重要因素, 其种类、配比和浓度会对试验结
果产生重大的影响, 而且各因素之间搭配效果是
否为最适宜一直是组织培养研究者所关注的问
植物生理学报786
图1 续随子的组织培养与快速繁殖
Fig.1 Tissue culture and rapid propagation of E. lathyris
A、B: 茎段和顶芽外植体的初代培养; C: 继代增殖培养; D: 离体生根; E: 移栽成活的试管苗; F: 大田栽培的单株。
表2 不同基本培养基对续随子继代增殖的影响
Table 2 Influence of different media on the multiplication of E. lathyris
培养基 增殖速率 芽死亡率/% 芽长势
MS+6-BA 0.5 mg·L-1+IBA 0.05 mg·L-1 2.5 23.7 中等
ER+6-BA 0.5 mg·L-1+IBA 0.05 mg·L-1 3.5 20.0 中等
V-W+6-BA 0.5 mg·L-1+IBA 0.05 mg·L-1 2.0 24.6 中等
B5+6-BA 0.5 mg·L
-1+IBA 0.05 mg·L-1 2.0 17.5 健壮
N6+6-BA 0.5 mg·L
-1+IBA 0.05 mg·L-1 2.0 40.9 较弱
N68+6-BA 0.5 mg·L
-1+IBA 0.05 mg·L-1 3.0 19.2 中等
White+6-BA 0.5 mg·L-1+IBA 0.05 mg·L-1 2.0 12.0 健壮

题。在续随子的继代增殖培养过程中, 适当的激
素组合具有促使芽苗生长健壮、提高增殖速率、
抑制玻璃化和减少顶芽枯死的作用。以MS为基本
培养基, 添加不同的激素, 培养25 d时观测生长情
况。结果(表3)表明, 激素组合TDZ 0.05 mg·L-1+
IBA 0.01 mg·L-1的芽苗最健壮, 生长相对齐整, 高
为3~6 cm, 芽增殖倍数也为最高(图1-C); 其次为
GA3 1.0 mg·L
-1+ IBA 0.02 mg·L-1, 芽高为2~6 cm, 增
殖系数为3.7。观察继代培养芽苗的生长情况后还
发现, 当激素组合中6-BA浓度高于1.0 mg·L-1, TDZ
浓度高于0.2 mg·L-1时, 芽苗易出水渍状失绿的玻
璃化现象, 并随着6-BA和TDZ浓度的升高, 芽苗失
绿更加明显, 茎干透明、质量差。
综合基本培养基和激素组合, 续随子的继代
增殖及壮苗的最佳培养基配方应为White+TDZ
0.05 mg·L-1+IBA 0.01 mg·L-1。
付传明等: 续随子的组织培养与快速繁殖 787
3 生根培养与移栽
续随子生根培养时, 芽苗基部切口处首先出
现白色的愈伤团块, 继续培养便长出白色或黄褐
色的根系, 较粗壮, 长2~3 cm, 但生根株率不高, 且
生根植株的叶片易卷曲发黄(图1-D)。观察发现,
培养基中低浓度的无机盐和蔗糖含量有利于续随
子的生根, NAA的作用比IBA效果好, 其中NAA浓
度为1.0 mg·L-1的生根株率相对最高, 为30% (表
4)。因此, 初步确定续随子的最佳生根培养基为
1/2MS+NAA 1.0 mg.L-1+0.1% AC。
芽苗生长健壮、根系发达时便可进行移栽,
于荫蔽度75%的连栋大棚内的营养土中进行移栽,
30 d后的成活率约为60%。续随子离体材料在打
开瓶盖后容易萎蔫, 因此打开瓶盖后需迅速将苗
取出, 清水中洗净根部的培养基后立即移栽, 可有
效提高移栽成活率。
表3 不同激素组合对续随子继代增殖的影响
Table 3 Influence of different hormone constitutions on the
multiplication of E. lathyris
　　　　　激素组合 芽高/cm 增殖速率
6-BA 0.5 mg·L-1+IBA 0.01 mg·L-1 2~5 2.8
6-BA 1.0 mg·L-1+IBA 0.01 mg·L-1 1~6 3.1
GA3 0.5 mg·L
-1+IBA 0.01 mg·L-1 1~6 3.0
GA3 1.0 mg·L
-1+IBA 0.02 mg·L-1 2~6 3.7
TDZ 0.05 mg·L-1+IBA 0.01 mg·L-1 3~6 4.5

表4 不同培养基对续随子继代生根的影响
Table 4 Influence of different media on the rooting of E. lathyris
基本培养基 NAA浓度/mg·L-1 IBA浓度/mg·L-1 蔗糖浓度/% 生根率/%
MS 0.5 0 3.0 0
MS 1.0 0 3.0 13.3
MS 0 0.5 3.0 0
MS 0 1.0 3.0 0
1/2MS 0.2 0 2.0 0
1/2MS 0.5 0 2.0 16.7
1/2MS 1.0 0 2.0 30.0

讨　　论
培养基中添加的细胞分裂素和生长素的种类
和浓度对续随子芽苗的质量非常重要。经过一系
列的修正试验后我们得出, 在续随子芽的继代增
殖过程中, 最佳的激素组合为TDZ 0.05 mg·L-1+IBA
0.01 mg·L-1, 其中细胞分裂素TDZ的效果优于6-BA
和GA3, 但当TDZ浓度高于0.2mg·L
-1时, 芽苗质量
下降, 容易出现玻璃化现象。续随子芽苗一旦发
生玻璃化, 多代培养均难以恢复, 组织分化能力降
低, 难以增殖成芽, 也难以生根成苗, 移栽成活率
很低(胡彦和赵艳2004)。本研究发现, 降低细胞分
裂素的使用浓度能有效控制续随子离体材料的玻
璃化现象, 这与顾德峰等(2007)及王爱芝等(2009)
认为引起玻璃化产生的主要原因是培养基中高浓
度的细胞分裂素的结论一致。因此, 在续随子的
离体快繁过程中, 必须考虑细胞分裂素的合理使
用, 力求兼顾提高芽增殖系数和控制玻璃化苗的
发生。
褐化现象在植物组织培养中普遍存在, 它与
菌类污染一样是植物组织培养的一大难题。目前
认为 , 植物组织培养中褐变是由于多酚氧化酶
(PPO)催化酚类化合物形成醌对外植体材料产生
毒害作用, 影响其生长分化, 严重时会导致死亡(徐
振彪和傅作中1997; 韩磊等2005)。续随子组织中
含有大量的白色乳汁, 离体培养时易导致材料褐
化, 影响生长。我们在培养基中添加0.1%的活性
炭对缓解材料的褐化效果较好, 这可能与活性炭
具有吸附作用, 能吸附续随子离体组织在生长过
程中分泌的酚、醌等有害物质有关(刘用生和李友
勇1994; 卜学贤和陈维伦1988)。
参考文献
顾德峰, 刘喆, 宋彦君, 赵春莉, 王奇(2007). 蝴蝶兰类原球茎玻璃化
产生的原因及恢复效果研究. 北方园艺, (8): 183~185
韩磊, 汪旭东, 吴先军, 张红宇(2005). 植物组织培养技术及其应用
植物生理学报788
研究进展. 种子, 24 (1): 38~43
胡彦, 赵艳(2004). 植物组织培养技术的应用以及在培养过程中存
在的问题. 陕西师范大学学报: 自然科学版, 32: 130~134
刘用生, 李友勇(1994). 植物组织培养中活性炭的使用. 植物生理学
通讯, 30 (3): 214~217
卜学贤, 陈维伦(1988). 活性炭对培养基中生长调节物质的吸附作
用. 植物生理学报, 14: 401~404
唐泽紫, 许磊, 张卫明, 孙立军, 陆长梅(2011). 续随子愈伤组织诱导
与不定芽分化探讨. 江苏农业科学, 39 (2): 108~110
王爱芝, 沈海龙, 张鹏, 尹永花, 李长海(2009). 花楸组织培养中玻璃
化现象的发生与防治. 东北林业大学学报, 37 (10): 18~22
危文亮, 金梦阳, 马冲, 冯顺山(2007). 续随子油脂肪酸组成分析. 中
国油脂, 32 (5): 70~71
徐振彪, 傅作中, 原亚萍, 杜娟, 张新生, 田立国, 贾玉峰, 母秋华
(1997). 植物组织培养中的褐变现象. 国外农学-杂粮作物, 5
(1): 55~56
杨利民, 韩梅(1994). 一种多用途植物--续随子的利用价值. 生物学
通报, 29 (8): 46~47