全 文 ：植物生理学通讯 第42卷 第3期，2006年6月 445
大白菜雄性不育系的组织培养和快速繁殖技术研究
许端祥* 方淑桂 陈文辉
福州市蔬菜科学研究所，福州 350012
提要 以大白菜雄性不育系 Bm5-3 为材料，研究其组培快繁技术的结果表明：腋芽以组培快繁技术保存、扩繁大白菜雄
性不育系是可行的。适合其腋芽增殖的培养基是 MS+2 mg·L-1 6-BA+0.1 mg·L-1 NAA，增殖系数为 4.58，一般通过 4~5 次
继代即可脱分化；适合其生根的培养基是 B5+0.1 mg·L-1 IBA，平均每株生根数为 8.5 条，平均根长 8.18 cm，这一培养基
上生长的根较粗壮。具有 4~5 片叶子且根系发达的试管苗，移栽成活率高达 95%。田间栽培的试管苗与供体植株的外部
形态与生理特性完全一致。
关键词 大白菜；细胞质雄性不育系；快繁；生根
Studies on Tissue Culture and Rapid Propagation of CMS of Chinese Cab-
bage (Brassica campestris L. ssp. pekinensis)
XU Duan-Xiang*, FANG Shu-Gui, CHEN Wen-Hui
Fuzhou Institute of Vegetable Science, Fuzhou 350012, China
Abstract Tissue culture and rapid propagation of Chinese cabbage, CMS Bm5-3 were studied. The results
showed that the method of taking axillary bud to conservation and enlarged propagation of CMS of Chinese
cabbage was feasible. The fit culture medium for axillary bud to proliferate was MS supplemented with 2 mg·L-1
6-BA and 0.1 mg·L-1 NAA. Its proliferation coefficient was 4.58 and the test-tube plant could be dedifferentiated
after subculture for 4-5 times. The fit rooting culture medium for axillary bud was B5 supplemented with 0.1
mg·L-1 IBA, means of root quantity was 8.5 per plantlet and length 8.18 cm. The roots of test-tube plant were
thicker compared with those in other culture mediums. The survival rate of transplanting test-tube plant with 4-
5 leaves and developed root was up to 95%. The results also showed that the test-tube plant was the same as the
donor in exterior morphology and physiological characteristics after transplantation in the field.
Key words Chinese cabbage; CMS; rapid propagation; radication
收稿 2005-10-18 修定 　2006-04-14
资助 福州市科学技术局项目(2004-42)。
*E-mail: ltxzi@hotmail.com, Tel: 0591-87910442
大白菜(Brassica campestris L. ssp. pekinensis)
在蔬菜周年生产和供应中占有重要地位。目前，
大白菜优良品种的选育主要用杂种优势。对异花
授粉和花器比较小的大白菜芸苔属植物来说，杂
种优势的利用首先要获得优良的自交不亲和系或雄
性不育系，以降低制种成本。雄性不育系作为十
字花科杂种优势利用的一种手段，对配制一代杂
种提供了诸多便利，但是不育系自身的繁殖和保
存以及配制一代杂种的过程中还都存在一些问题。
细胞质雄性不育(CMS)虽然能保证100% 的杂种纯
度，但为了保持这种雄性不育性，需筛选相应的
保持系。而在生产中则往往是不育系好选，保持
系难寻。单隐性核基因控制的雄性不育两用系，
不论是亲本自身的繁殖，还是生产杂交种，都需
在花期区分、标记或是拔除群体中分离出来的
50% 左右的雄性可育株，这不仅费工耗时，而且
很可能因拔除不及时，反而会给昆虫传粉提供了
机会，导致杂交种子不纯。由于植物细胞的全能
性，所以无性繁殖便成为固定和繁殖雄性不育亲
本材料的理想方法。在初花期鉴定育性的情况
下，标记不育株和可育株，再取一定的外植体建
立无性系，就可以获得全不育株和全可育株群
体。这种育性明确的材料可以直接用来生产一代
杂种(李曙轩和裘文达1983)。但春化植株上取外
植体的，必须考虑外植体的生理状态对再生芽生
理状态的影响。前人的研究结果表明，在以已春
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化材料为外植体所建立的再生体系，其试管开花
频率高(Wellensiek 1964; Metzger 1988)。还有研
究表明，植物细胞一旦获得成花态，即可以通过
有丝分裂的形式传递，但这种成花状态的间隔如
果过长，即不能表现，还会减弱甚至消失
(Michaels和Amasino 2000)。赵云等(1997)在油菜
的花组织再生体系中也观察到，最初再生的不定
芽为生殖芽，随着继代培养时间的延长，离体成
花趋势即下降。这种生殖生长逆转为营养生长在
活体和离体培养过程中都有发生，但这种成花逆
转发生的原因还不清楚。目前，已取得成功用于
再生的外植体有花梗(Eapen和George 1997)、子
叶-子叶柄(Chi等1990; Zhang等1998)、下胚轴
(Chi等1990; Palmer 1992)和真叶(成细华等2001)
等。但 Hussey (1978)认为用组织培养繁殖植物，
最好的途径是腋芽增殖，因为新芽属多细胞起
源，遗传稳定性相对较大。据此本文以开花的大
白菜雄性不育系 Bm5-3 为材料，对其腋芽组培快
繁技术进行了研究，以期能为大白菜雄性不育系
的保存与繁殖探索新的技术途径。
材料与方法
我所大白菜课题组提供的大白菜(Brassica
campestris L. ssp. pekinensis)雄性不育系Bm5-3，
属中晚熟类型，为细胞质互作型不育系，于 9 月
上旬播种，9 月下旬定植，2 月下旬抽苔开花。
不育系Bm5-3 开花时，在主茎处用锋利刀片
将腋芽切下，先放在 1% 的洗衣粉溶液中浸泡片
刻，流水冲洗 30 min，转入 75% 的乙醇溶液中
振荡灭菌30 s，无菌水荡洗1次，再转入10% 的
次氯酸钠溶液中振荡灭菌20 min，无菌水荡洗3~5
次。在无菌滤纸上吸去表面水分，然后将腋芽切
到 0.5 cm 待用。
腋芽增殖培养基有以下6种配方(各培养基均
附加30 g·L-1蔗糖、7 g·L-1琼脂，pH 5.8): (1) MS+6-
BA 3 mg·L-1 (单位下同)+NAA 0.01；(2) MS+6-BA
3+NAA 0.1；(3) MS+6-BA 2+NAA 0.01；(4) MS+6-
BA 2+NAA 0.1；(5) MS+6-BA 3；(6) MS+6-BA
2。小腋芽分别接入 6 种培养基中，每种培养基
接10瓶，每瓶接4个腋芽，重复3次。放入(25±2)℃、
光强60 mmol·m-2·s-1、16 h·d-1 光照的培养室中培
养，20 d 后分别统计增殖数量，并进行t测验分
析。
增殖的腋芽转入相应的增殖培养基中继代培
养，直至腋芽脱分化。
生根培养基设 5 种处理(各培养基均附加 30
g·L-1蔗糖、7 g·L-1琼脂，pH 5.8): (7) MS；(8) 1/
2MS；(9) MS+IBA 0.1；(10) B5+IBA 0.1；(11)
MS+B9 20。将脱分化的试管苗，转入 5 种生根培
养基中培养。每种培养基接 10 瓶，每瓶接 3 株，
重复3次，于接种培养14 d后调查试管苗的生根
率，28 d后再调查试管苗的生根率及株高，并对
结果进行 t 测验分析。
生根的试管苗长到 2~3 cm 高、有 5~6 片叶
子、根系发达时，进行炼苗。先松开培养瓶盖，
再从瓶中小心取出试管苗，洗净根部附着的培养
基，栽种于营养钵的基质(以1:1:1的蛭石:草炭:草
木灰混合)中，用白色塑料膜罩住保湿5~7 d，在
温室中继续培养 15~20 d，然后移出室外炼苗 7
d，选择晴天傍晚种植于大田，注意防晒保湿。
实验结果
1 腋芽增殖培养基的筛选和继代脱分化
通过试验，发现在(1)~(6)六种培养基中，腋
芽都有不同程度的增殖。在(1)、(2)、(4)、(5)、
(6)五种培养基中，增殖的腋芽生长良好。只有
(3)培养基上的腋芽外植体长势偏慢，叶片展开很
小或不展开，叶色偏黄，玻璃化率高，成苗率
低。从增殖培养基筛选试验结果(表 1)看，培养
基(1)、(2)、(4)比(3)、(5)、(6)增殖系数高，其中
表1 生长调节物质对大白菜腋芽增殖的影响
Table 1 Effects of different growth regulators on multiplica-
tion of the axillary bud of Chinese cabbage
培养基 增殖后的芽数/个 繁殖系数
(1) 539B 4.49B
(2) 534C 4.45B
(3) 421D 3.51C
(4) 550A 4.58A
(5) 420D 3.50C
(6) 390E 3.25D
各培养基接种芽数均为 120 个。不同大写字母表示差异极
显著(P<0.01)。表 2 同此。
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(4)培养基增殖系数最高，达到4.58，与其它5种
培养基相比差异达到极显著水平，认为(4)培养基
最适合大白菜腋芽增殖。试验还发现腋芽培养物
继代1次的再生植株全部会开花，继代增殖4~5次
以后，大部分再生植株已脱分化，且随着继代数
的增加，脱分化率越来越高。
2 试管苗的生根培养
脱分化后的试管苗转入生根培养基中，14 d
后大部分试管苗逐渐长出新根。其中(10)培养基
最好，14 d 生根率达到 85.5%，28 d 生根数为
8.5条，平均根长8.18 cm，与其它4种培养基的
差异达到极显著水平，其次是(9)培养基。由于
(10)培养基主成分为B5 添加 0.1 mg·L-1 吲哚丁酸
( I B A )，( 9 )培养基主成分为 M S 添加同样量的
IBA，说明 B5 培养基比MS更有利于白菜试管苗的
生根。但生根培养到28 d 以后，(7)~(11)五种培
养基的生根率差别并不显著(表2)。从试管苗的株
高来看，(7)培养基的最高，为 2.83 cm；(11)培
养基的最低，为 2.25 cm，相差 0.59 cm。5 种
培养基之间的差异均达到极显著水平。(7)培养基
的主成分为MS 培养基(不添加任何激素)，(11)培
养基主成分为MS添加 20 mg·L-1 的生长延缓剂B9。
(11)培养基的14 d生根率、28 d平均根长都比不
添加任何激素的(7)和(8)培养基的高，而株高比
(7)和(8)培养基的矮，差异都达到极显著水平，
说明生长延缓剂B9 对大白菜试管苗有生根、壮苗
3 试管苗炼苗、移栽、定植
试管苗在炼苗、移栽中，经过反复试验发现
(7)~(11)五种培养基的试管苗移栽成活率差别并不
大，主要与移栽时的温度、湿度有关，管理好
的成活率都可以达到 95% 以上。组培再生试管苗
经过试种，与大田实生母株相比，无论从植株性
状，还是从育性表现来看都完全一致(表 3)。植
株叶色都为浅绿色，叶帮白色，球形拧抱、炮
弹形，花枝分枝性强，花蕾长三角形、花药短、
无花粉。说明组培再生苗能很好地保持原品种的
特性，用其配制的杂种后代与以实生母株配制的
基本上没有区别。
表2 生长调节物质对大白菜试管苗生根和株高的影响
Table 2 Effects of different growth regulators on rooting and
plant height of test-tube plant of Chinese cabbage
生根率 /% 生根数/ 根长/ 株高/
培养基
14 d 28 d 条
-1 cm -1 cm -1
7 45.8C 90.3A 7.83B 4.59D 2.83A
8 32.0D 90.2A 6.75D 4.10E 2.36D
9 75.1B 90.6A 7.86B 7.08B 2.64B
10 85.5A 90.5A 8.50A 8.18A 2.50C
11 50.0C 90.3A 6.83C 6.55C 2.25E
　　生根数、根长和株高为 28 d 测定值。
表3 大白菜组培苗与实生母株的比较
Table 3 The comparison on the seedlings from tissue culture and the donor
株高/cm 株幅/cm 不育率/% 不育度/% 开花后的株高/cm 开花后的株幅/cm
组培苗 44.6 55.0 100 100 97.5 85.1
实生母株 45.0 54.8 100 100 98.1 85.3
讨 论
从试验结果来看，取腋芽通过组培快繁技术
来保存、扩繁大白菜雄性不育系看来是可行的。
根据本文的研究结果，如果大白菜试管苗繁殖系
数为4.5株 ·月-1·苗-1，一年按转接11代计算，理
论上可以增殖1 500万株以上，生根率和移栽成活
率分别按 90% 和 95 % 计算，一年大约可以获得
1 300 万株再生植株。按 6 万株 ·hm-2 计算，可用
于 216 hm2 杂交大白菜所需的母本植株，能提高
制种产量和经济效益。更为重要的是，它完全保
持了母株的特性，杂交种子的纯度有保证，这对
不育系的选育及制种是重要的。
参考文献
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