全 文 ：植物生理学通讯 第 45卷 第 3期，2009年 3月 263
太子参试管微块根形成及其应用初探
叶祖云 1, 王雅英 2, 田惠桥 3,*
1宁德师范高等专科学校生物系, 福建宁德 352100; 2厦门医学高等专科学校, 厦门 361008; 3厦门大学生命科学学院, 厦门
361005
提要: 太子参组培苗单茎节段插入含45 g·L-1蔗糖的MS培养基中, 于60 µmol·m-2 ·s-1光照强度下培养120 d后, 其节部位长出
不定根膨大形成与太子参体内块根相似、重量约为块根 1/20的微块根, 平均每株可形成 1.54个微块根。微块根移植入大
田后, 其生长特性和物候期与大田块根相似, 都有低温萌芽、高温休眠的特性; 开花结果、不定根膨大、块根成熟等也相
似。同时, 组培中的微块根还具有易培养、耐贮存、体积小、易移栽和繁殖系数高等优点, 在生产中具有很大的应用潜力。
关键词: 太子参; 微块根; 组织培养
In vitro Micro-root Tuber Formation of Pseadostellaria heterophylla Miq. and
Preliminary Study of Its Application
YE Zu-Yun1, WANG Ya-Ying2, TIAN Hui-Qiao3,*
1Department of Biology, Ningde Teachers College, Ningde, Fujian 352100, China; 2Xiamen Medical College, Xiamen 361008,
China; 3School of Life Sciences, Xiamen University, Xiamen 361005, China
Abstract: When sterile stems of ‘Taizishen’ (Pseadostellaria heterophylla) were put in MS medium with 45 g·L-1
sucrose in 60 µmol·m-2·s-1 illumination for 120 days, adventitious roots from nodes would enlarge and form
micro-root tubers which were same with root tubers in vivo, but had a 1/20 weight of the latter. Each plantlet
averagely produced 1.54 micro-root tubers. When the micro-root tubers plateded in field, they displayed same
growth features and phenophase with root tubers in vivo, such as germination in low temperature and dor-
mancy in higher temperature. The plants from micro-root tubers also could flower and set up seeds, and its
adventitia roots could enlarge and form mature root tubers. The micro-root tubers were small in size, easy of
culture and transplant, convenience of storage and higher ability of propagation, which had great potential
application in production of P. heterophylla.
Key words: ‘Taizishen’ (Pseadostellaria heterophylla); micro-root tuber; tissue culture
收稿 2008-11-03 修定 2008-11-30
资助 厦门市科技计划(3 502 Z20 084 037 )。
* 通讯作者(E-mai l: hqt ia n@xmu .edu .cn; T el : 0 5 92 -
2 1 8 6 4 8 6 )。
太子参是石竹科(Caryophyllaceae)植物, 是我国
地道中药材。太子参以块根入药, 味甘、性平, 益
气健脾、生津润肺(肖培根 2002), 可作为人参和西
洋参的代用品, 老少皆宜服用。其药用成分主要是
太子参皂甙类、多糖类、氨基酸类和环肽类等物
质, 可增强免疫功能(刘训红和王玉玺2000; 余永邦
等 2003; 吴朝峰和林彦铨 2004)。现在野生太子参
已很少, 主要是人工栽培。太子参的种子萌发率
低, 苗生长不一致, 产量也较低, 生产中通常采用块
根进行无性繁殖。太子参栽培品种较单一, 由于长
期的无性繁殖, 其种质已退化、病害扩大, 严重影
响到太子参的产量和品质(黄勇毅和林丛发2004)。
应用现代生物技术, 开展太子参品种复壮、脱毒培
养、新品种培育等研究可能有助于这一问题的解
决。然而, 有关这方面的资料很少, 虽有太子参组
培脱毒研究的报道(周以飞等2004; 郑丽惠等2006),
但至今还未推广应用。在马铃薯脱毒微薯工厂化
生产(李文刚等 2002; 刘卫平等 2002)的启示下, 本
文探讨了太子参微块根工厂化生产和应用的可行性
以及操作技术, 对组织培养中形成的太子参微块根
的诱导过程、收获贮存、催芽移栽和栽培扩繁等
进行了研究。
材料与方法
实验材料为福建省柘荣县栽培的太子参
(Pseadostellaria heterophylla Miq.)品种 ‘柘参1号 ’,
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建立了从太子参幼胚诱导胚性愈伤组织, 进而分化
植株的实验体系。取组培苗的顶芽和茎节移植到
培养基MS+2.0 mg·L-1 6-BA+0.2 mg·L-1 NAA上, 培
养 60 d, 大部分外植体长出丛生芽, 再将丛生芽分
成单芽接到MS培养基上诱导生根, 获得组培苗。
诱导微块根形成时, 将生长健壮的太子参组培
苗剪成单苗接入到各组培养基中诱导形成不定根。
每瓶接种 8个单苗, 温度为(25±1) ℃, 光照 14 h·d-1,
光照强度为 30~60 µmol·m-2·s-1。培养 120 d, 比较
不同浓度的蔗糖、NAA、矮壮素(CCC)和光照强
度对太子参微块根形成速度、数量和大小的影
响。同时探讨了以自来水替代蒸馏水、白糖替代
蔗糖配制培养基, 以及比较它们对太子参微块根形
成的影响。培养基含 3%蔗糖和 0.7%琼脂, pH值
为 5.8。
太子参组培苗培养 120 d后, 大多数微块根不
再膨大。取出微块根, 洗净微块根表面的琼脂, 去
除多余须根, 其表面水分凉干后密封保存于0~4 ℃
冰箱中; 或者将微块根继续留在培养瓶中常温保存,
到太子参栽培季节, 取出微块根, 洗掉琼脂, 直接种
入大田。
作微块根的催芽栽培实验时, 收获的微块根放
在 0~4 ℃冰箱中低温保存 60 d左右, 微块根的芽
即开始缓慢萌发。取低温萌芽的微快根和刚收获
的未经低温处理的微块根于实验室条件下栽培比
较, 温度为(25±1) ℃, 光照 14 h·d-1, 光照强度为 60
µmol·m-2·s-1, 观察比较它们的生长情况。于太子参
栽培季节(11月下旬至12月中旬), 在福建省太子参
主产区柘荣县大田栽培条件下, 比较微块根和块根
的萌芽生长、开花结果、块根形成膨大、块根
收成以及生育期的情况。
结果与讨论
1 微块根的诱导形成　
若将太子参茎段和芽进行组织培养就可得到
无菌苗, 但这种无菌苗难以保证病毒的排除。为了
探讨太子参无病毒苗的培育流程, 我们以幼胚为外
植体先诱导愈伤组织, 再通过诱导愈伤组织分化成
无菌苗, 这种经过愈伤组织形成的无菌苗通常很少
携带病毒。
太子参试管微块根起源于组培苗茎节处的腋
芽, 通常靠近培养基表面的一对腋芽中的一个腋芽
先膨大, 然后从膨大的腋芽基部长出白色的不定根
(图1-a), 随着这种不定根的伸长和与培养基的接触,
不定根基部逐渐膨大(图 1-b), 培养 90~120 d后, 形
成了微块根(图 1-c)。
适当提高蔗糖浓度和光照强度可促进太子参
微块根的形成和膨大。组培苗在各种培养基上培
养 120 d后都能形成微块根。其中以MS+45 g·L-1
蔗糖的培养基和光照强度为 60 µmol·m-2·s-1的微块
根诱导形成效果最好, 微块根形成速度快、数量
多、个体大。在此培养基中组培苗植株生长健壮
(图 1-d), 培养 20 d左右的膨大腋芽基部可长出不
定根; 培养 30 d左右, 不定根基部膨大形成肉眼可
见的微小块根(图 1-e); 培养 120 d后, 微块根膨大
速度减慢并停止; 培养 150 d时, 植株叶片和茎干
开始发黄并逐渐枯萎(图 1-f)。有些植株只形成 1
个微块根, 也有部分植株形成 2~3个微块根。培养
基MS+0.2 mg·L-1 NAA+45 g·L-1蔗糖可促进植株不
定根和须根的形成, 但过多的不定根反而影响腋芽
不定根的膨大。太子参的组培苗生长很旺盛, 常常
很快就长到培养瓶盖。在培养基中添加矮壮素
(CCC), 但植株并未变矮, 微块根的数量也未增加,
甚至在培养基MS+50 mg·L-1 CCC+45 g·L-1蔗糖的
中植株生长还受到轻微的抑制; 再提高 CCC的浓
度, 植株生长缓慢、茎叶细小、微块根形成也慢
且少。弱光下植株生长较细长, 微块根的膨大速度
较慢(表 1)。诱导太子参微块根时, 以自来水替代
蒸馏水和商用白糖替代蔗糖配制的MS培养基对微
块根形成的速度、数量和大小都没有显著影响。
2 微块根的收获贮存　
组培苗经过 120 d的培养后, 大部分微块根膨
大速度减慢并停止, 此时即可收获。收获的微块根
形状与块根一样, 都呈纺锤形, 长度为 0.5~1.0 cm,
约为块根的 1/10; 直径为 0.2~0.3 cm, 约为块根的
1/3; 重量为 0.04~0.10 g, 约为块根的 1/20 (图 1-
g)。微块根顶端通常只有 1枚芽(图 1-h)。大田栽
培收获的太子参块根长 5~10 cm, 直径 0.4~0.8 cm,
重 1.2~2.0 g, 顶端通常有 1~4枚芽(图 1-g)。微块
根密封贮存于 0~4 ℃低温中, 可以保存 3~5个月。
若不密封贮存, 微块根容易失水干缩; 密封贮存时
的水分太多, 保存 2个月就开始发芽, 个别的还长
出霉菌。微块根也可以继续留在培养瓶中, 于常温
中保存, 到了 11月份太子参栽培季节时, 可直接进
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图 1 太子参离体微块根的发生
Fig.1 Formation of micro-root tubers of P. heterophylla
a: 膨大的腋芽基部长出的不定根; b: 不定根基部开始膨大; c: 不定根膨大形成的微块根; d: 生长健壮的组培苗; e: 组培苗基部茎节
处长出的不定根开始膨大; f: 可收获的太子参微块根; g: 微块根与块根的形态比较; h: 低温萌芽的微块根; i: 微快根的栽培生长; j: 微
快根生长形成的植株开花; k : 微块根植株基部茎节长出的不定根开始膨大, 箭头所示为宿存的微块根; l: 微块根植株形成的新块根。
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表 1 不同培养基对太子参微块根形成的影响
Table 1 Effects of different media on the formation of micro-root tubers of P. heterophylla
培养基 光照强度 /µmol·m-2 ·s-1 茎节根形成时间 /d 微块根总数量 /条 微块根平均重量 /g·条 -1 微块根平均数量 /条·株 -1
1/2MS+15 g·L-1蔗糖 6 0 2 8 3 2 0.052 0.79
MS+30 g·L-1蔗糖 6 0 2 5 4 0 0.058 1.00
MS+45 g·L-1蔗糖 6 0 2 2 6 2 0.073 1.54
MS+60 g·L-1蔗糖 6 0 2 2 6 0 0.074 1.50
MS+0.2 mg·L-1 NAA+ 6 0 2 0 5 0 0.065 1.25
45 g·L-1蔗糖
MS+25 mg·L-1 CCC+ 6 0 2 3 5 3 0.065 1.33
45 g·L-1蔗糖
MS+50 mg·L-1 CCC+ 6 0 3 0 3 8 0.055 0.96
45 g·L-1蔗糖
MS+45 g·L-1蔗糖 3 0 2 3 4 5 0.062 1.38
行大田栽培。
3 微块根的催芽栽培
微块根必须经过低温处理才能促进芽的萌发
和植株生长。微块根含水分较足, 在 0~4 ℃低温
中保存 60 d左右的芽就开始萌发; 保存 90 d左右
的芽可萌发 3~6 cm (图 1-h)。 比较刚收获的微块
根和已低温下萌芽的微快根在实验室条件下栽培的
结果显示, 刚收获的微块根有 95%不能萌芽生长,
即使个别的芽可缓慢萌发, 但生长很慢。而经过低
温处理后的萌芽微块根, 移栽后芽生长迅速, 植株
健壮, 根系发达(图 1-i)。栽培 30 d的植株高达
10~15 cm, 正常开花, 花各部形态结构与大田栽培
的一样, 有 5 个萼片、5 个花瓣、10 个雄蕊、3
个花柱(图 1-j)。植株开花时, 茎基部节处长出的不
定根开始膨大, 形成新的块根, 原来的微块根依然
保留(图 1-k、l, 箭头所示)或逐渐萎缩(图 1-l)。开
花后 30 d, 果实成熟, 可以收获到少量的种子。实
验室条件下栽培微块根的生长与大田栽培的基本上
一致, 生育期也相似。但考虑到微块根栽种时的体
积只有块根的 1/20, 但生长期相同, 说明微块根的
生长要快些。2007年12月我们在太子参主产区福
建省柘荣县进行的微块根和块根大田栽培的实验表
明, 二者的栽培生长物候期基本上一致, 经过 7个
多月的生长, 两者收获的块根大小和重量相同, 可
以用作生产中的种参。
太子参组培苗基部的节间处也会长出不定根,
但这种不定根不会膨大形成块根。只有茎节处膨
大的腋芽基部长出的不定根才形成微块根, 这与大
田栽培时块根的发生一样。微块根形成的速度、
数量及大小与培养基的营养成分及培养环境密切相
关。另外适当的蔗糖作为碳源物质有利于微块根
的形成, 但过高的蔗糖引起培养基渗透压增高, 不
利于植株生长和微块根形成。适当加强光照使植
株生长健壮, 利于微块根的膨大。以微块根作为种
参进行繁殖, 成活率可达 100%。
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