全 文 ：植物生理学通讯 第 43卷 第 6期，2007年 12月 1089
非洲菊未授粉胚珠的离体诱导和植株再生
王丽花 1，瞿素萍 1，杨秀梅 1，熊丽 2，王继华 2,*
云南省农业科学院 1农业部花卉产品质量监督检验测试中心，2花卉研究所，昆明 650205
提要：通过不同培养基及培养条件的筛选，离体诱导 12个品种的非洲菊未授粉胚珠的结果表明：MS中的大量元素 +
Heller中的微量元素+1/2铁盐+0.2 mg·L-1 6-BA+0.1 mg·L-1 IAA较适宜于非洲菊未授粉胚珠愈伤组织的诱导和芽的再生，8
个品种中以品种 ‘E19’诱导愈伤组织的诱导率最高(为23.1%) ；5个品种可再生形成不定芽，再生率为4.8%~19.6%。用根尖染
色体鉴定法鉴定再生的 23个植株的倍性的结果显示，21.7%为二倍体，43.5%为单倍体，34.8%为混倍体。
关键词：非洲菊；未授粉胚珠；离体诱导
In vitro Induction and Plantlet Regeneration from Unpollinated Ovules of Ger-
bera jamesonii Bolus
WANG Li-Hua1, QU Su-Ping1, YANG Xiu-Mei1, XIONG Li2, WANG Ji-Hua2,*
1Supervision and Testing Center for Flowers and Ornamental Plant Quality, Ministry of Agriculture; 2Flower Research Institute,
Yunnan Academy of Agricultural Sciences, Kunming 650205, China
Abstract: By screening of culture media and conditions, the unpollinated ovules in vitro inductions of 12
cultivars of Gerbera jamesonii were studied. The more suitable culture medium for callus and buds induction
was consisted of the macronutrients and vitamins of MS, Heller micronutrients, 1/2 Fe-EDTA, 200 mg·L-1 6-BA
and 100 mg·L-1 IAA. Among 12 cultivars, the callus from 8 cultivars were successfully inducted. Cultivar
‘E19’ had highest rate of callus-forming (23.1%); five cultivars regenerated shoots (4.8%~19.6%). Ploidy
was identified by chromosome counting in root tips. The results showed that in those regenerate plantlets
diploid was 21.7%, haploid was 43.5%, and mixoploid was 34.8%.
Key words: Gerbera jamesonii; unfertilized ovules; in vitro induction
收稿 2007-07-16 修定 2007-11-01
资助 云南省科技攻关计划(2 006N G14 )。
* 通讯作者(E-mail：wjh0505@gmail.com；Tel：0871-
5 8 9 5 7 8 8 )。
非洲菊又名扶郎花，为菊科大丁草属植物，
其花色艳丽，可用作切花生产或盆栽观赏，全世
界广泛分布，是一种观赏价值较高的花卉(鲁雪华
等 1999；雷加容等 2003)。目前，生产中迫切
需要耐低温、耐弱光、抗疫病和抗病毒病的新优
高产品种，但常规育种周期长而且变异谱范围有
限，不易捕捉目标性状。未授粉胚珠或子房的离
体培养作为人工诱导单倍体的有效技术，在快速
获得纯合体、高效利用种质资源和提高选育效率
中有一定的理论和应用价值(陈学军等 2000)，人
们对此曾做过许多探索工作，先后对小麦、烟草
(冉邦定 1980)、玉米(敖光明等 1982)、杨树(吴
克贤和徐妙珍 1 9 8 4 )、甜菜( H o s e m a n s 和
Bossourtrot 1983)等作物进行过研究，并成功获得
部分单倍体植株。就非洲菊来说，Ahmim和Vieth
(1986)用切花非洲菊的雌配子为材料，进行培养
获得单倍体植株。Tosca等(1990)和Honkanen等
(1991)通过培养非洲菊的未授精胚珠也获得再生植
株。Miyoshi和Asakura (1996)在盆栽非洲菊的胚
珠培养中曾获得单倍体植株，并通过染色体的加
倍成功获得纯合二倍体。但尚未见有用非洲菊未
授粉胚珠培养获得单倍体植株的报道，因此本文
以非洲菊 12个品种的未授粉胚珠为试材，研究影
响其诱导与再生的主要因素，成功获得再生植
株，这对采用细胞工程和生物技术进行作物育种
来说可能有一定的参考价值。
材料与方法
于非洲菊(Gerbera jamesonii Bolus)外轮舌状花
完全开放、内轮管状花开放 1~2轮和花序吐粉前
选取 12份无病和无伤的未授粉材料，品种分别为
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‘E19’、‘Y1’、‘YR6’、‘R6’、‘Y8’、‘紫贝拉’、
‘S 8’、‘菊派王’、‘LP 5’、‘R B 1 2’、‘LP 1 0’
和‘OY’，均来自云南省农业科学院花卉研究所。
以MS为基本培养基，参照文献(Bajaj 1983；
Miyosh和 Asakura 1996；Rogers和 Tjia 1990)资
料，采用以下培养基：(1) MS中的大量元素和有
机物 +Heller中的微量元素 +1/2铁盐 +0.2 mg·L-1 6-
BA+0.1 mg·L-1 IAA；(2) MS中的大量元素和有机
物 +Heller中的微量元素 +1/2铁盐 +0.2 mg·L-1 6-
BA+0.2 mg·L-1 2,4-D+0.1mg·L-1 IAA；(3) MS中的
大量元素和有机物+Heller中的微量元素+1/2铁盐+
0.2 mg·L-1 6-BA+0.05 mg·L-1 2,4-D+0.1 mg·L-1 IAA；
(4) MS+0.6 mg·L-1 6-BA+0.1 mg·L-1 NAA；(5)
MS+1.0 mg·L-1 6-BA+0.1 mg·L-1 NAA；(6) 1/
2MS+0.1 mg·L-1 NAA。(1)~(3)为诱导培养基，pH
5.6，加 1%蔗糖；(4)~(6)的 pH为 5.8，加 3%蔗
糖；所有培养基均加 0 . 6% 琼脂。
无菌条件下，沿花萼剪去舌状花，0.1% 升
汞浸泡 10~15 min，以无菌水冲洗 2次，再放入
1.5% 次氯酸中浸泡 5~8 min，期间不断摇动，以
蒸馏水洗 3~5次后，用无菌的吸水纸吸干花托上
残留液体，放在超净台上，待用。取花序最外
面的1~3层小花在解剖镜(NIKON C-DS型)下切取
子房，分别移入装有培养基(1)~(3)的口径为 6.5
cm的培养瓶中进行预培养。每瓶接种 10~12个子
房，置于每天光照14 h，光照强度20~30 µmol·m-2·s-1，
温度为 22~24 ℃的培养室中培养。
接种 25~40 d 后，子房中的胚珠萌动膨大形
成圆形或近圆形的白色或绿色组织，当子房壁即
将被胀破时，于无菌条件下取出子房内硬实胚
珠，接种于诱导培养基上，在培养 20~40 d期间，
部分硬实胚珠形成愈伤组织，并再生出绿色芽苗
及叶状结构，分别统计愈伤组织诱导率和芽苗再
生率。当芽苗伸长至 0.5~1.0 cm时将其转接于培
养基(4)上，待小苗长至 1.5 cm左右时，将苗从
基部切下，转至培养基(5)上继代培养，后将不定
芽移入培养基(6)上进行生根培养。
无根苗根长至 0.5 cm左右时，切取根尖进行
预处理(固定、离析及染色)，后在显微镜(Nikon
E800型)下压片镜检，采用根尖染色体计数法观察
倍性(Murashige和 Skoog 1962；Sato等 2000；
Tosca等 1995)。于室温下以5种方法进行预处理：
(1) 0.1%秋水仙素处理 5 h；(2) 0.1%秋水仙素处
理 6 h；(3) 0.05%秋水仙素处理 6 h；(4) 0.05%秋
水仙素处理 12 h；(5) 0.025%秋水仙素处理 24 h。
结果与讨论
1 不同培养基对非洲菊愈伤组织诱导率的影响
接种培养 60 d后，观察胚珠在诱导培养基
(1)~(3)中愈伤组织诱导的结果(表 1)表明，12个
品种在培养基(1)~(3)上分别有 8个、6个、7个
品种诱导出愈伤组织，有 4 个品种(‘L P 5’、
‘R B 1 2’、‘L P 1 0’、‘Y 1’)都未诱导出愈伤
组织。接种于培养基(1)中的子房，25~40 d后表
面开始发白，体积加大，胚珠萌动突出形成圆形
或近圆形的白色或绿色组织，其中，7个品种的
愈伤组织诱导率高于 4 . 0%，‘E 19’最高达到
23.1%。预培养后，培养基(2)和(3)中子房的胚珠
并无膨大现象，其愈伤组织为子房壁长出的颗粒
状白色疏松蓬状物，这可能是 2,4-D诱导子房壁
产生大量的愈伤组织，培养基中营养物质向胚珠
的量和速度减少，胚珠生长变差而不萌动所致。
可见，在预培养和愈伤组织诱导阶段，培养基(1)
即MS培养基中的大量元素+Heller培养基中的微量
元素 +1/2铁盐 +0.2 mg·L-1 6-BA+0.1 mg·L-1 IAA
较适宜于非洲菊未授粉胚珠的愈伤组织诱导(图
1- a )。
2 2,4-D对非洲菊诱导胚珠愈伤组织的影响
比较12个品种在培养基(1)和(2)上的愈伤组织
诱导率的结果(表 1)表明，培养基(1)能够诱导出
苗的‘紫贝拉’和‘S 8’，培养基( 2 )则不能诱
导出其愈伤组织；在培养基(2)和(3)中 2,4-D浓度
由 0.2 mg·L-1减至 0.05 mg·L-1 时，在培养基(3)上
能够诱导出‘S8’的愈伤组织，培养基(2)则不
能；SPSS 10.0软件方差分析表明，2,4-D对愈
伤组织诱导的差异极显著。可见，2,4-D对非洲
菊未授粉胚珠愈伤组织的诱导有抑制作用。
3 非洲菊不同品种不定芽的再生率
8个品种的愈伤组织经1~2次继代培养后，并
在培养基(1)~(3)中诱导不定芽的结果显示，培养
基(2)和(3)上的愈伤组织未诱导出不定芽，只有培
养基(1)中有部分未授粉胚珠愈伤组织块发生绿色
芽点状突起，并长出芽苗(图 1-b)。
从表 2可以看出，培养基(1)中有 8个品种可
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诱导出愈伤组织，其中，有 5 个品种(‘E 1 9’、
‘Y 1 ’、‘Y R 6 ’、‘Y 8 ’、‘菊派王’) 可再
图 1 非洲菊未授粉胚珠的离体诱导和倍性观察
Fig.1 In vitro induction and ploidy identification from unpollinated ovules of G. jamesonii
　　a：未授粉胚珠诱导产生愈伤组织；b：愈伤组织诱导产生不定芽；c：二倍体植株根尖染色体数 2 n = 2 x = 5 0；d：单倍体
植株根尖染色体数 2 n = x = 2 5；e：品种‘E 1 9’二倍体植株的开花；f：品种‘E 1 9’单倍体植株的开花。
表 1 不同培养基对非洲菊愈伤组织诱导的影响
Table 1 Effects of different media on callus induction of G. jamesonii

品种
培养基(1) 培养基(2) 培养基(3)
胚珠 愈伤组 愈伤组织 胚珠 愈伤组 愈伤组织 胚珠 愈伤组 愈伤组织
数 /个 织数 /个 诱导率 /% 数 /个 织数 /个 诱导率 /% 数 /个 织数 /个 诱导率 /%
‘E19’ 399 9 2 23.1 4 5 8 17.8 4 8 4 8.3
‘Y8’ 240 2 1 8.8 6 5 6 9.2 5 5 1 1.8
‘菊派王 ’ 119 1 8 15.1 9 1 4 4.4 4 4 2 4.5
‘Y1’ 100 1 9 19.0 6 2 4 6.5 6 2 4 6.5
‘R6’ 7 0 4 5.7 8 0 7 8.8 8 0 3 3.8
‘YR6’ 6 5 1 2 18.5 104 8 7.7 4 0 1 2.5
‘S8’ 6 4 1 1.6 5 0 0 0 4 5 1 2.2
‘LP10’ 6 0 0 0 6 6 0 0 5 7 0 0
‘LP5’ 5 2 0 0 9 4 0 0 3 8 0 0
‘紫贝拉 ’ 5 0 2 4.0 6 5 0 0 5 3 0 0
‘RB12’ 4 9 0 0 4 3 0 0 5 4 0 0
‘OY’ 4 3 0 0 5 2 0 0 3 3 0 0
生出绿色芽苗或叶状结构，再生率为 4.8%~19.6%，
‘E 1 9’的再生率最高，达 1 9 .6 %。‘R 6’、‘紫
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表 2 非洲菊不同品种不定芽的再生率
Table 2 Regeneration rate of bud in different
varieties of G. jamesonii

品种
培养基(1)
愈伤组织数 /个 再生不定芽数 /个 不定芽的再生率 /%
‘E19’ 9 2 1 8 19.6
‘Y8’ 2 1 1 4.8
‘Y1’ 1 9 2 10.5
‘菊派王 ’ 1 8 1 5.6
‘YR6’ 1 2 1 8.3
‘R6’ 4 0 0
‘紫贝拉 ’ 2 0 0
‘S8’ 1 0 0
贝拉’和‘S 8’三个品种未诱导出不定芽。可
见，非洲菊未授粉胚珠诱导出的愈伤组织，其芽
的再生率因品种不同而异，其机制尚不清楚，有
待进一步研究。
4 非洲菊根尖的倍性观察
以0.1%和0.05%秋水仙素在室温下分别处理
５和 6 h的中期及中前期细胞比例较大，形状正
常，染色体收缩至粗短状，可用于染色体计数，
其中，以 0.05%秋水仙素预处理 6 h的效果最好。
观察未授粉胚珠诱导产生的23个再生植株根尖染
色体的结果表明：其二倍体植株的染色体数为
2n=2x=50 (图 1-c)，单倍体植株的染色体数为
2n=x=25 (图 1-d) ；再生植株的倍性为：5个二
倍体占 21.7%，10个单倍体占 43.5%，8个混倍体
占 34.8%。可见，诱导源于子房的非洲菊未授粉
胚珠所产生的再生植株并不完全是单倍体，还有
二倍体和混倍体植株发生，这与Miyosh和Asakura
(1996)的报道一致。此外，温室中栽培的单倍体
植株(图 1-e)比正常二倍体植株(图 1-f)矮小，其体
积不足正常植株的二分之一，植株长势较弱，生
长速度慢，花朵大小也只有二倍体植株的一半，
花期较正常植株推迟 3 个月。
总之，通过诱导非洲菊未授粉胚珠获得单倍
体植株是完全有可能的，在含有一定配比生长调
节剂的培养基中胚珠可以诱导出愈伤组织，继而
分化出幼苗，其愈伤组织诱导和芽的再生能力取
决于品种和培养基的差别，并非所有非洲菊品种
都能诱导出愈伤组织和分化出苗成为完整植株。
另外，我们还观察到：(1)胚珠的适时剥离可有效
提高愈伤组织和芽的诱导率，并能提早芽苗的萌
发；(2) 3~5月底的愈伤组织诱导率较高，诱导出
的愈伤组织也较易分化出苗；6月以后的诱导率
明显下降，且污染率增加；8月以后，随着气温
的逐渐下降，培养物的褐化严重，甚至死亡。可
见，非洲菊未授粉胚珠的诱导与外植体生长状况
也有很大关系，其机制尚待进一步研究。
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