全 文 ：植物生理学通讯 第 45卷 第 11期，2009年 11月 1101
收稿 2009-08-07 修定 　2009-10-09
资助 国家自然科学基金( 3 0 6 7 1 7 0 9 )和北京林业大学林木、
花卉遗传育种教育部重点实验室开放基金(0 5 -0 5 )。
* 通讯作者(E-mail: gsm689@sohu.com; Tel: 010-62338717)。
胡杨雌花离体培养中的不定根诱导和植株再生体系的建立
周燕 1,2, 旸高自 3, 高述民 1,*, 李凤兰 1
1北京林业大学生物科学与技术学院, 北京 100083; 2北京市园林科学研究所, 北京 100102; 3北京交通大学电气工程学院, 北
京100044
提要: 正交实验的方差和极差分析表明, 胡杨雌花诱导的愈伤组织和芽的效果明显优于雄花; 雌花诱导愈伤组织的最适培
养基是B5添加1.0 mg·L-1 6-BA和1.0 mg·L-1 NAA, 诱导芽的最适培养基为MS+0.5 mg·L-1 6-BA+0.2 mg·L-1 NAA, 诱导根的最
适培养基为 1/2MS+0.5 mg·L-1 IBA。
关键词: 胡杨; 雌花; 离体; 愈伤组织; 不定根
Plant Regeneration and Adventitious Root Induction in vitro from Female Flower
of Populus euphratica Oliv.
ZHOU Yan1,2, GAO Zi-Yang3, GAO Shu-Min1,*, LI Feng-Lan1
1College of Biological Sciences and Biotechnology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China; 2Beijing Institute of Land-
scape Gardening, Beijing 100102, China; 3School of Electrical Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
Abstract: The orthogonal design exhibited the greatest impact factor for callus and buds induction of inflores-
cence types, and the results showed female inflorescence is better than male inflorescence. The optimum
medium for callus induction of female inflorescence is B5+1.0 mg·L-1 6-BA+1.0 mg·L-1 NAA. The optimum
medium of buds induced is MS+0.5 mg·L-1 6-BA+0.2 mg·L-1 NAA, and 1/2MS+IBA 0.5 mg·L-1 for root induction.
Key words: Populus euphratica Oliv.; female flower; in vitro; callus; adventitious root
胡杨具有耐盐碱、耐旱、抗寒和抗风沙等特
性, 是维护与调控干旱荒漠地区脆弱的生态平衡和
改善绿洲农业生态环境的树木之一。与其他杨属
植物不同的是, 胡杨扦插生根困难, 而采用花器官
快速繁殖可以有效解决胡杨的无性繁殖问题(周燕
等 2006)。一般认为, 适宜浓度的吲哚丁酸(IBA)可
以促进植物产生不定根。但新近的研究显示, IBA
可通过过氧化物酶体的 β氧化作用激活抑制根生
长的生长素的形成(Wiszniewski等 2009)。我们以
前的研究也表明, 合适浓度的IBA可诱导胡杨组培
苗生根或诱导其愈伤组织直接生根; 但却抑制实生
苗的插穗生根(周燕等 2009)。因此, 探索胡杨不定
根发生机制有一定的意义。本文在已建立的胡杨
雄花再生培养体系的基础上, 进一步建立胡杨雌花
的再生体系。
材料与方法
剥去胡杨(Populus euphratica Oliv.)花芽的苞
片, 用 4%次氯酸钠灭菌 6~10 min, 再用无菌水冲
洗 4次。实验采取L4(23)三因素二水平正交实验设
计研究由胡杨雌、雄花诱导愈伤组织和芽的效
应。以 B5为基本培养基, 每个处理接 5瓶, 每瓶接
6个材料。以胡杨雌花诱导绿色愈伤组织的有5种
培养基, 重复 5次。胡杨雌花诱导出的愈伤组织再
诱导芽时用 3种培养基, 每个处理 6瓶, 每瓶 3个
材料。雌花诱导出的芽再诱导根时有 2种培养基,
每个处理 6瓶, 每瓶 2~3个芽。于 23~27 ℃和 17
h·d-1光照(光照强度为 40 μmol·m-2·s-1)下培养。
结果与讨论
1 胡杨雌花和雄花诱导愈伤组织和芽的比较
正交实验方差分析结果(表1)表明, 雌花在1号
培养基上的愈伤组织诱导率最高, 显著高于雄花(4
号培养基)。雌花在 1号培养基上的芽诱导率显著
高于雄花在 3号和 4号培养基上的芽诱导率，为
最好的组合。
从极差分析可知, 诱导愈伤组织形成的最大影
响因子是花的性别类型(极差为 0.1333), 表明在诱
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导愈伤组织中(2周内), 雌花优于雄花; 其次为6-BA
(极差为 0.0667); NAA影响最小(极差仅为 0.0001),
胡杨雌花诱导愈伤组织的最佳培养基均为 1.0 mg·L-1
6-BA+0.5 mg·L-1 NAA, 和以往采用雄花诱导愈伤组
织的最佳培养基一致(周燕等 2006)。极差分析表
明, 诱导芽最大的影响因子也是花的性别类型(极差
为 0.4332), 说明在诱导芽中(4周内), 雌花优于雄
花; 其次为 6-BA (极差为 0.0668); NAA影响最小
(极差为 0.0334)。无论雌花或是雄花, 均以 1.0
mg·L-1 6-BA, 0.5 mg·L-1 NAA为最佳组合。根据以
上结果, 我们认为在现有的培养基设计范围内, 诱
导愈伤组织和芽的最好培养基组合为: B5+1.0 mg·L-1
6-BA+0.5 mg·L-1 NAA。
2 胡杨雌花离体培养中植株再生体系的建立
(1)胡杨雌花在5种不同配方的培养基(5~9号,
6-BA浓度均为 1.0 mg·L-1)上都可以高效而快速的
诱导出愈伤组织(表 2和图 1)。接种 2 d后就可以
观察到愈伤组织的形成。其原因可能是由于花处
于生长旺盛阶段, 其细胞分裂能力较强的缘故。当
NAA浓度为 0.5 mg·L-1时, B5、LS和MS三种培养
基上的愈伤组织诱导率是MS略低些(8号), 其余 2
种培养基(5和 9号)上的诱导率均达到 100%。绿
色愈伤组织诱导率则以B5 (5号)为最高, 其次是LS
(9号), MS (8号)最低。当 B5培养基中NAA浓度
为1.0 mg·L-1时(6号), 绿色愈伤组织的诱导率较高,
NAA的浓度增高(7号)或降低(5号)时, 绿色愈伤组
织诱导率均下降, 说明NAA浓度对绿色愈伤组织的
产生有影响。这种绿色愈伤组织对芽的分化发生
是有利的。此外, 除 6号培养基以外, 其余培养基
上的愈伤组织都出现不同程度的褐化现象。我们
还观察到, 胡杨愈伤组织放在4 ℃冰箱中3个月时,
有些愈伤组织衰老褐化, 将其转入适宜的培养基(5
号)上时, 愈伤组织很快又恢复生长, 长出黄白色的
新愈伤组织。雌花诱导愈伤组织和绿色愈伤组织
的较佳培养基为 6号培养基(B5+1.0 mg·L-1 6-BA+
1.0 mg·L-1 NAA)。
(2)雌花诱导 1周后的黄绿色愈伤组织在附加
不同生长调节物质和不同浓度的MS培养基中诱导
芽(10~12号)。表 3结果显示, 6-BA/NAA为 2.5的
效果(10号)最好, 是诱导芽的最好组合; 其次是 6-
BA/NAA为 1.0 (11号), 6-BA/NAA为 2.0 (12号)的
芽诱导率最低。我们在实验中还观察到, 从 0.2~1.0
mg·L-1 6-BA以及从0.1~1.5 mg·L-1 NAA的培养基上
的雌花和雄花均可诱导产生不定芽, 这与谷瑞升等
(1999)的结果有相似之处。另外, 雌花诱导的芽在
附加 0.5 mg·L-1 IBA的培养基(13号)上生根率高于
1.0 mg·L-1 IBA培养基(14号)的, 且直根多, 根也较
健壮。
表 1 不同培养基对胡杨雌雄花愈伤组织和芽诱导的效应
Table 1 The effect of different media on callus and buds induction of male and female flowers in P. euphratica
培养基编号 花的性别 培养基 /mg·L-1 愈伤组织诱导率(2 周)/% 芽诱导率(4周)/%
1 雌花 B5+6-BA 1.0+NAA 0.5 96.7±1.0a 50.0±1.7a
2 雌花 B5+6-BA 0.5+NAA 0.1 90.0±0.9ab 40.0±1.7a
3 雄花 B5+6-BA 1.0+NAA 0.1 83.3±0.8b 3.33±0.5b
4 雄花 B5+6-BA 0.5+NAA 0.5 76.7±0.7b 0±0b
　　数据为均值 ±SE (标准误差) , 实验重复 5 次。LSD 法多重比较，P<0.05。
表 2 不同培养基对胡杨雌花愈伤组织诱导的效应(3周)
Table 2 The effect of different media on callus induction of female flowers in P. euphratica (3 weeks)
培养基编号 基本培养基 6-BA浓度 /mg·L-1 NAA浓度 /mg·L-1 愈伤组织诱导率 /% 绿色愈伤诱导率 /% 愈伤组织褐化率 /%
5 B5 1.0 0.5 100 30.0 5.0
6 B5 1.0 1.0 100 45.8 0
7 B5 1.0 1.5 100 9.4 6.3
8 MS 1.0 0.5 9 0 16.7 13.9
9 LS 1.0 0.5 100 25.0 7.5
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此外, 我们的实验结果还表明, 在诱导胡杨芽
和愈伤组织生根的过程中, 需加外源的 IBA, 其最
适浓度为0.5 mg·L-1; 若将愈伤组织放入不加IBA的
培养基中则不长根。但是, 外源的 IBA会抑制实生
苗的插穗生根。这说明外源 IBA可能是引起胡杨
中吲哚乙酸(IAA)类的浓度变化而起作用的。
参考文献
谷瑞升, 蒋湘宁, 郭仲琛(1999). 胡杨离体器官发生及试管无性系
的建立. 植物学报, 41 (1): 29~33
表 3 不同浓度生长调节物质对胡杨雌花愈伤组织诱导芽和根的效应
Table 3 The effect of different growth regulating substances and different media on buds and
roots induction from callus of female flowers in P. euphratica
培养基编号 基本培养基 生长调节物质 /mg·L-1 芽诱导率 /% 根诱导率 /%
1 0 MS 6-BA 0.5+NAA 0.2 22.2
1 1 MS 6-BA 0.2+NAA 0.2 16.7
1 2 MS 6-BA 0.2+NAA 0.1 5.6
1 3 1/2MS IBA 0.5 35.0
1 4 1/2MS IBA 1.0 8.3
图 1 胡杨雌花愈伤组织诱导芽和根的形成
Fig.1 The formation of buds and roots induction from callus of female flowers in P. euphratica
a和 b: 10号培养基中诱导出健壮的芽; c: 13号培养基中诱导出根。
周燕, 高述民, 李凤兰(2009). 胡杨不定根原基发生的分生细胞结
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