全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2011, 47 (10): 991~993 991
收稿 2011-09-07　　修定 2011-10-08
资助 国家自然科学基金(30370977)、国家“十一五”科技支
撑计划(2007BAD79B01)和河南科技大学博士科研基金
(09001216)。
* 通讯作者(E-mail: wzjhaust@gmail.com; Tel: 0379-64282669)。
番茄子叶愈伤组织直接分化成花及果实
吴正景1,*, 程智慧2, 孙淑伟1
1河南科技大学林学院, 洛阳471003; 2西北农林科技大学园艺学院, 陕西杨凌712100
摘要: 番茄(品种‘小番茄’)的子叶经一定条件诱导产生愈伤组织, 随后在愈伤组织上直接产生花蕾, 并可以开花结果。结果
显示离体培养中的IBA在其成花诱导中起关键作用。IBA可能是番茄成花基因的启动信号。
关键词: 番茄; 愈伤组织; 成花决定; IBA
Floral and Fruit Differentiated Directly from Callus of Tomato Cotyledon
WU Zheng-Jing1,*, CHENG Zhi-Hui2, SUN Shu-Wei1
1College of Forest, Henan Sci-Tech University, Luoyang 471003, China; 2College of Horticulture, Northwest A & F University,
Yangling, Shaanxi 712100, China
Abstract: The calli were induced from the cotyledon of tomato (cv. ‘Microtom’) in culture. The callus could
produce directly flower buds which could further flower and fruit. IBA played a critical role in the process. It
may be a start signal to active tomato flowering decision genes.
Key words: tomato; callus; flowering induction; IBA
植物花芽分化是一个活跃的研究领域。通过
拟南芥突变体和金鱼草的研究, 已对植物花芽器
官分化机制做了大量的研究 , 提出了A B C、
ABCD、ABCDE等花器官分化的模型。然而环境
条件诱导花芽分化的机制仍不清楚, 如植物通过
一定的光周期和春化作用后如何使生长点由营养
生长向生殖生长转变的机制还未被揭示。这主要
是植物成花诱导研究中存在着时、空难题。如光
周期的作用部位是叶片, 但反应部位是生长点, 而
春化作用的时间有几天到几十天的跨度, 难以发
现其中关键物质的细微变化。体内研究手段的限
制使植物成花诱导研究一直没有得到突破性结
果。如果能够建立一个离体成花诱导的实验平台,
就会大大方便植物成花诱导的研究。
植物愈伤组织是一种脱分化状态, 理论上可
以分化出各种器官, 如根、叶、芽, 或变态的芽、
根(如鳞片, 球茎等), 但直接形成花蕾的报道不多,
尤其营养生长阶段的外植体未见有直接成花的报
道。本实验观察到’小番茄’ (‘Microtom’)的子叶经
一定条件诱导产生愈伤组织, 并在愈伤组织上直
接产生花蕾, 且可以开花结果。
材料与方法
取番茄品种‘小番茄’ (Lycopersicon esculentum
Mill. cv. ‘Microtom’)子叶用75%酒精浸洗15 s,
0.1%升汞浸泡10 min, 无菌水洗4次, 每次3~4 min;
表面消毒后的叶片切成0.5 cm2, 接种在含不同激
素的MS培养基上。激素组合为W1: NAA 0.1
mg·L-1 (单位下同)+6-BA 2.0; W2: NAA 0.2+TDZ
(苯基噻二唑基脲) 0.5; W3: IBA 0.05+6-BA 2.0; W4:
IBA 0.1+6-BA 2.0; W5: IBA 0.2+TDZ 0.5。每种培养
基加入蔗糖30 g·L-1, 琼脂粉7.0 g·L-1。温度(26±2) ℃,
光照时间12 h·d-1, 光照强度20 μmol·m-2·s-1。
实验结果
1 不同激素对愈伤组织形成和分化的影响
外植体培养7 d愈伤组织开始出现, 20 d时形
成明显团状。含有TDZ的培养基(W2、W5)中的
愈伤组织生长快, 色泽白, 半透明状; W3中的IBA
含量低于W4, 其愈伤组织的生长也慢(表1)。说明
生长素和细胞分裂素均影响了番茄叶片外植体愈
伤组织的生长。白色愈伤组织没能够进一步分化,
植物生理学报992
绿色愈伤组织能够进一步分化成叶、芽和花蕾(图
1-A、B), 但含有NAA的W1培养基中的愈伤组织
失去了再分化的能力(表1)。从直接花蕾发生情况
来看, IBA可能在番茄成花诱导中起关键作用。
2 试管果实同田间果实比较
试管果实的大小与大田果实无差异, 但果实顶
端有明显的突起, 同使用防落素等植物激素后的形
状相似, 且果实直至红熟不产生种子(图1-C、D)。
3 果柄处切片观察
沿果柄中间纵切, 观察果柄在愈伤组织中的
起源。从图1-E、F中可明显看出果柄发源于愈伤
组织。
表1 番茄子叶在不同培养基上的分化情况
Table 1 Differentiation of tomato cotyledon on different medium
培养基代号 激素组成及浓度/mg·L-1 愈伤组织诱导情况 叶芽/个·块-1 直接花蕾/个·块-1
W1 NAA 0.1+6-BA 2.0 绿, 量中 0 0
W2 NAA 0.2+TDZ 0.5 白, 量多 0 0
W3 IBA 0.05+ 6-BA 2.0 绿, 量少 2.1 0.4
W4 IBA 0.1+6-BA 2.0 绿, 量中 0.7 3.5
W5 IBA 0.2+TDZ 0.5 白, 量多 0 0
图1 番茄子叶愈伤组织诱导成花及坐果现象
Fig.1 Flowering and fruiting of callus from tomato cotyledon
A: 番茄试管花蕾及开花坐果; B: 番茄再生花器官在愈伤组织上着生; C: 再生番茄果实形状; D: 再生番茄果实切片; E: 再生番茄果实
着生于愈伤组织上; F: 再生番茄果柄着生于愈伤组织内(纵切)。
吴正景等: 番茄子叶愈伤组织直接分化成花及果实 993
讨　　论
McDaniel等(1989)研究烟草发现, 在无激素的
LS培养基上用来自营养生长期的烟草(cv. ‘Wis-
consin 38’)幼苗茎秆的外植体获得约0.2%的花芽
再生率, 但不是直接出花。花梗组织的培养可直
接得到花, 没有叶的分化(Van den Ende等1984)。
Heylen和Vendrig (1988)对烟草花序枝薄层细胞培
养, 配合细胞分裂素, 人工合成激素(NAA, CTA)比
天然激素(IAA, IBA)可获得更多的花芽。在植物
离体培养中发现来源于花器官的外植体, 如花序
轴、花柄、花被、花丝等在适合的培养条件下直
接分化花芽, 而来源于营养生长状态的外植体仅
靠调整培养基成分诱导花芽直接分化则较困难(陈
永宁1995)。利用免疫技术检测到与外植体分化状
态有关的一些物质可以在离体培养条件下得到保
留(陈永宁1992); 同样大岩桐离体培养也得到近似
结果(庞基良等2004)。Rao等(2005)发现‘小番茄’
(‘Microtom’)再生苗试管内容易开花结果。本实验
结果表明, ‘小番茄’子叶经诱导形成愈伤组织后可
直接形成花芽并在培养瓶中开花, 结实。这一结
果有可能发展成为研究开花调控机制的实验平台,
为研究开花基因的表达调控创造条件。在外源激
素的调节作用下, ‘小番茄’子叶经过诱导启动了开
花调控基因, 从而使愈伤组织从营养生长进入生
殖生长, 证明激素可能是番茄成花基因的启动信
号。
‘小番茄’是一种极早熟的番茄品种, 4~5片真
叶就开始现蕾, 80 d左右果实即成熟。普通栽培番
茄外植体离体培养没有从愈伤组织直接分化花芽
现象, 这可能同其种质特性有关。小番茄子叶培
养诱导成花的现象为研究植物成花决定机制提供
了一个实验平台。
参考文献
陈永宁(1992). 植物细胞在离体培养条件下的决定问题. 植物生理
学通讯, 28 (2): 156~158
陈永宁(1995). 未来开花研究之管见. 植物生理学通讯, 31 (5):
375~384
庞基良, 王利琳, 胡江琴, 梁海曼(2004). 赤霉素对大岩桐花蕾离体
培养直接再生花芽的影响. 实验生物学报, 37 (3): 241~246
Heylen C, Vendrig JC (1988). The influence of different cytokinins
and auxins on flower neoformation in thin cell layers of Nicoti-
ana tabacum L. Plant Cell Physiol, 29 (4): 665~671
McDaniel CN, Sangrey KA, Jegla DE (1989). Cryptic floral determi-
nation: stem explants from vegetative tobacco plants have the
capacity to regenerate floral shoots. Dev Biol, 134: 473~478
Rao KV, Kiranmayee K, Pavan U, Sree TJ, Rao AV, Sadanandam A
(2005). Induction of multiple shoots from leaf segments, in vitro-
flowering and fruiting of a dwarf tomato (Lycopersicon esculen-
tum). J Plant Physiol, 162 (8): 959~962
Van den Ende G, Croes AF, Kemp A, Barendse GWM (1984). Devel-
opment of flower buds in thin-layer cultures of floral stalk tissue
from tobacco: role of hormones in different stages. Physiol Plant,
61: 114~118