全 文 ：植物生理学通讯 第 45卷 第 8期，2009年 8月794
收稿 2009-05-12 修定 　2009-06-16
资助 郑州市重大科技攻关项目(052SGBN14082)。
* 通讯作者(E-mail: psmm9508@126.com; Tel: 0371-
6 7 1 7 7 2 3 8 )。
辣椒花药培养的胚状体分化及其与成苗率的关系
李建欣, 庞淑敏 *, 方贯娜, 申爱民, 赵香梅
郑州市蔬菜研究所, 郑州 450015
提要: 12个辣椒品种的花药培养的结果表明, 所有品种均可诱导出胚状体, 其中 9个品种可获得健壮的再生植株。每一辣
椒品种的适宜植物生长调节剂配比不同。不同品种的胚状体诱导率和成苗率有差异。成熟的胚状体均能分化成苗, 根先分
化或停止发育的胚状体很少成苗。
关键词: 辣椒; 花药培养; 胚状体; 成苗率
Embryogenesis of Anther Culture and Its Relation to Seedling Formation in
Capsicum annuum L.
LI Jian-Xin, PANG Shu-Min*, FANG Guan-Na, SHEN Ai-Min, ZHAO Xiang-Mei
Zhengzhou Vegetable Research Institute, Zhengzhou 450015, China
Abstract: Anthers from 12 cultivars of red pepper (Capsicum annuum L.) were cultured and embryoids were
induced from all cultivars. Vigorous plantlets regeneration could be obtained from 9 cultivars. The results
showed that efficiency of embryoid induction was different among cultivars, and rate of seedling derived from
embryoids was different, too. Different cultivars required different combinations of plant growth regulators. All
the plantlets were derived from mature embryoids. There were few seedlings derived from embryoids which
had roots preferential differentiation or had no development.
Key words: red pepper (Capsicum annuum L.); anther culture; embryoid; rate of seedling
有关辣椒花药培养的报道已很多, 如其基因型
(李春玲和蒋钟仁 2000)、培养基(王玉英等 1980;
李春玲和蒋钟仁1983; 陈肖师1988)、培养条件(王
玉英等 1980; 张子君和徐矿红 2000)、花蕾的发育
时期和培养方法(李春玲和蒋钟仁 1983; Dolcet-
Sanjuan等1997; 原玉香等2003; Nowaczyk和Kisiala
2006)等的研究, 都取得了一定的进展。但由于胚
状体的发生率较低、诱导周期长和胚状体的分化
成苗率低等原因, 要想建立一套系统性、规模化、
实用化和高效率的培养体系尚有许多问题需要继续
深入研究。本文在前人研究的基础上, 找到了一条
简便确立辣椒花药培养适宜发育时期的方法, 并研
究了品种与不同浓度生长调节物质对花药培养中胚
状体诱导率和胚状体的分化成苗率以及胚状体的形
态对成苗率的影响, 以期能为其在育种中的应用提
供参考。
材料与方法
试验于 2006年 5月 ~2009年在本所进行。12
个辣椒(Capsicum annuum L.)品种由本所辣椒课题
组提供, 包括 ‘黄宝 ’、‘康大 301’、‘亚洲雄风 ’、
‘ 东方神剑 ’、‘ 鑫宝 ’、‘ 大果 909’、‘丰收 5
号 ’、‘萧丰 13号 ’、‘川崎 818’、‘淮椒 3号 ’、
‘宝莱 ’ 和 ‘植村秀 ’。
于 4~6月上午 7~9时或下午 5~7时, 摘取生长
健壮无病虫危害的花蕾, 花蕾的形态以萼瓣等长和
瓣稍长为标准, 取后立即放入 4 ℃冰箱中保存。在
超净工作台上先将花蕾用 70%酒精灭菌 30 s, 接
着用0.1% 升汞消毒8 min, 然后用无菌水冲洗3次,
每次 5 min, 最后置于盛有无菌吸水纸的培养皿中
备用。
将花药从花蕾中小心地切取出来, 接种于盛有
10 mL培养基的培养皿(高 60 mm,半径 15 mm)中。
每皿接种 25~30枚花药, 以MS为基本培养基, 根
据前人经验添加 0.05 mg·L-1 KT (李春玲和蒋钟仁
2000; 原玉香等 2003)和不同浓度的 2,4-D。各培
养基均添加 3%蔗糖, 0.5 g·L-1活性炭和 5 g·L-1琼
脂粉, 高压灭菌前将 pH值调至 5.8。
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花药接种后先置于(30±1) ℃中暗培养 7 d, 之
后于 25 ℃暗培养至胚状体出现。花药分化出胚后
置培养温度(25±1) ℃, 光照强度 54 μmol·m-2·s-1、
光照时间 16 h·d-1条件下培养。接种约 40 d后统
计诱导的胚状体数量, 60 d后再统计, 并观察胚状
体的形态特征。比较不同品种之间的小孢子胚胎
发生能力以及不同浓度 2,4-D对胚状体的诱导率。
将分化正常的胚转入1/2B5 (B5培养基中大量元素减
半)+0.1 mg·L-1 6-BA +0.01 mg·L-1NAA的培养基上
继续培养。观察胚状体形态并统计不同胚状体的成
苗率。植株生长到 5 cm左右时进行炼苗移栽。
采取活体细胞观察法, 取1~3枚花药放在载玻
片上用镊子夹碎, 去除花药壁残渣滴水后盖上盖玻
片, 在Nikon EclipsE TE 2000-S倒置显微镜下观察
并拍照。
结果与讨论
1 辣椒花蕾的外部形态特征与小孢子发育时期的
对应关系
观察12份材料的花萼与花瓣的比例以及花药
颜色等外部形态特征, 并与显微观察的小孢子发育
时期作对比, 得出二者的对应关系：在花瓣微露、
萼瓣等长或瓣稍长、花药顶端略紫且紫色部分不
超过花药的四分之三时, 大多数小孢子处于单核靠
边期至双核早期, 这是接种的最佳时期。此外, 观
察供体材料时发现, 一般是同种植株上长势强的枝
条上的花蕾比弱枝上的大, 且诱导率高, 盛花期过
后, 胚状体的诱导率下降。
2 不同辣椒品种和不同浓度 2,4-D对胚状体诱导
率的影响
表 1显示, 12个辣椒品种都可以获得胚状体。
不同辣椒品种之间的花药胚状体诱导率差别很
大, ‘黄宝 ’的诱导率最高(19.03%), ‘东方神剑 ’的
诱导率最低(0.75%), 这与原玉香等(2003)的结果
一致。不同品种的 2,4-D适合浓度不同。有的范
围较宽, 如 ‘萧丰 13号 ’和 ‘宝莱 ’, 在 0.005~0.010
mg·L-1 2,4-D浓度范围内诱导率差异不显著; 有的
范围较窄, 如 ‘东方神剑 ’和 ‘川崎 818’, 分别只在
一种 2,4-D浓度下能诱导出胚状体。有的品种在不
同浓度2,4-D中的诱导率差异显著, 如‘大果909’在
2,4-D浓度为 0.0075 mg·L-1时诱导率为 10.94%, 而
在 0.005 mg·L-1中的诱导率仅为0.62%, ‘淮椒3号 ’
在2,4-D浓度为0.0075 mg·L-1时的诱导率为12.34%,
而在 0.010 mg·L-1中的诱导率仅为 2.28%。
表 1 不同浓度 2,4-D对不同辣椒品种胚状体诱导率的影响
Table 1 Effects of 2,4-D concentrations on embryo
induction of different C. annuum cultivars
胚状体诱导率 */%
品种
0.005 0.0075 0.010
mg·L-1 2,4-D mg·L-1 2,4-D mg·L-1 2,4-D
‘黄宝 ’ 19.03 4.52 3.17
‘康大 301’ 1.94 3.81 5.24
‘亚洲雄风 ’ 2.14 4.10 4.60
‘东方神剑 ’ 0 0 0.75
‘鑫宝 ’ 0.76 0.53 2.34
‘大果 909’ 0.62 10.94 1.90
‘丰收 5号 ’ 3.47 3.50 0.96
‘萧丰 13号 ’ 5.52 5.24 5.36
‘川崎 818’ 0 1.61 0
‘淮椒 3号 ’ 6.16 12.34 2.28
‘宝莱 ’ 9.63 9.47 9.92
‘植村秀 ’ 4.27 8.69 13.72
　　*每 l00 个花药诱导的胚状体数。
3 胚状体的形态对成苗率的影响
1 2 个辣椒品种诱导出的胚状体分别转入
1/2B5+0.1 mg·L-16-BA+0.01 mg·L-1 NAA的培养基
上继续培养, 其中 9个品种获得健壮植株。进一步
观察统计诱导率和成苗率较高的 3个品种(‘黄宝 ’、
‘大果 909’和 ‘淮椒 3号 ’)的胚状体形态及其转胚
后的成苗率的结果。
(1) 3个辣椒品种花药培养所形成的胚状体都
表现出4种不同形态。①成熟胚状体: 先分化胚芽,
后分化根; ②无生长点胚状体: 分化出的胚芽没有
生长点; ③根毛状胚状体: 先分化毛状根, 没有胚芽
的发生; ④停止发育的胚状体: 分化出胚芽后不再
生长并逐渐死亡。每个品种 4种胚状体的数量不
同。如表 2所示, 不同形态的胚状体成苗率差异很
大, 成熟胚状体 100%可以成苗; 根毛状胚状体分
化根毛后不再长芽, 只形成一条细长的毛状根, 不
能形成正常植株; 无生长点胚状体能够继续生长,
移栽后多数可以萌生侧芽, 并长成健壮的植株; 停
止发育的胚状体不能成苗, 有些胚状体分化芽后不
再发育, 2周左右逐渐死亡。
(2) 3个品种总的胚状体成苗率有所差异。如
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表 3所示, 最高的为 ‘大果 909’, 可达 45.3%, 最低
的为 ‘ 淮椒 3号 ’ , 为 39.1%。从 3个品种的总的
胚状体成苗率来看, 一半以上的胚状体不能分化为
正常植株, 成苗率较低。
表 4 3个辣椒品种间不同形态胚状体的百分比
Table 4 Comparison on the percentages of different embryoids of three C. annuum cultivars
可成苗胚状体的百分率 不能成苗胚状体的百分率
品种
成熟胚状体 无生长点胚状体 根毛状胚状体 停止发育胚状体
‘黄宝 ’ 37.3 6.7 32.0 24.0
‘大果 909’ 32.8 15.6 28.1 23.4
‘淮椒 3号 ’ 29.0 10.1 33.3 27.5
表 3 3个辣椒品种的胚状体成苗率比较
Table 3 Comparison on the percentages of seedling formation
from embryoids of three C. annuum cultivars
品种 胚状体总数 总成苗数 总成苗率 */%
‘黄宝 ’ 7 5 3 3 44.0
‘大果 909’ 6 4 2 9 45.3
‘淮椒 3号 ’ 6 9 2 7 39.1
　　*每 l0 0 个胚状体的成苗数。
(3) 3个品种的 4种不同形态胚状体所占的比
例各不相同。能够成苗的成熟胚状体和无生长点
胚状体所占的比例较低, 二者合计所占比例分别为
44.0%、48.4%和 39.1% (表 4), 而不能成苗的根
毛状胚状体和停止发育的胚状体所占的比例较大,
这可能是辣椒花药胚状体成苗率较低的直接原因。
总之, 应用辣椒花药培养技术育种需要解决的
技术环节还很多。需要进一步深入研究如何调控
花药培养的各因素, 以提高辣椒成熟胚状体的发生
频率, 进而提高胚状体的成苗率。此外, 尚需从
分子生物学角度深入探讨辣椒小孢子胚的发育机
制。
参考文献
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王玉英, 郭仲琛, 李春玲, 蒋钟仁(1980). 甜椒花药培养的初步研
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原玉香, 蒋武生, 耿建峰, 张晓伟, 韩永平, 高睦枪, 贾根义(2003).
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Nowaczyk P, Kisiala A (2006). Effect of selected factors on the
effectiveness of Capsicum annuum L. anther culture. J Appl
Genet, 47 (2): 113~117
表 2 胚状体的形态对成苗率的影响
Table 2 Effect of embryo state on percentage of seeding formation
　 胚状体数 成苗数 成苗率 */%
胚状体形态
‘黄宝 ’ ‘大果 909’ ‘淮椒 3号 ’ ‘黄宝 ’ ‘大果 909’ ‘淮椒 3号 ’ ‘黄宝 ’ ‘大果 909’ ‘淮椒 3号 ’
成熟胚状体 2 8 2 1 2 0 2 8 2 1 2 0 100 100 100
根毛状胚状体 2 4 1 8 2 3 0 0 0 0 0 0
无生长点胚状体 5 1 0 7 5 8 7 100 80 100
停止发育胚状体 1 8 1 5 1 9 0 0 0 0 0 0
　　*每 l0 0 个胚状体的成苗数。