全 文 ：植物生理学通讯 第 40 卷 第 2期，2004 年 4 月 161
从香蕉胚性细胞悬浮系获得再生植株
徐春香* 陈厚彬 李建国 张海岚 彭国康 梁铨荣
华南农业大学园艺学院热带亚热带果树研究室, 广州 510642
提要 2 个主栽香蕉品种的未成熟雄花诱导产生的胚性愈伤组织接种至液体培养基中， 经3～4 个月的继代培养后长成质
地均匀的胚性细胞悬浮系(ECS)，悬浮系中 60%～80% 是胚性细胞团。ECS 接种至体胚再生培养基上约 4～5 周后开始出
现再生体胚，萌发的体胚以 MS 培养基培养后可获得再生植株。
关键词 香蕉; 胚性细胞悬浮系; 植株再生
Plant Regeneration from Embryogenic Cell Suspension of Banana
XU Chun-Xiang*, CHEN Hou-Bin, LI Jian-Guo, ZHANG Hai-Lan, PENG Guo-Kang, LIANG Quan-Rong
Tropical and Subtropical Fruit Research Laboratory, College of Horticulture, South China Agricultural University, Guangzhou
510642
Abstract Embryogenic calli derived from immature flowers of 2 banana cultivars (Musa spp., AAA Group)
widely grown in China were used to establish embryogenic cell suspension (ECS). ECS was obtained after
continuous subculture and selection for 3~4 months, in which about 60%~80% was embryogenic cell aggregates.
Regenerable somatic embryos emerged after the ECS was cultured on somatic embryo regeneration medium for
4~5 weeks. Banana regenerated plants were obtained after the germinated somatic embryos were transferred to
MS medium.
Key words banana; embryogenic cell suspension; plant regeneration
收稿 2003-05-19 修定 2003-10-28
资助 华南农业大学校长基金(5300-K02082)和 广东省重大专项
(2002A208010102)。
* E-mail:chunxiangxu@tom.com, Tel:020-85280231
香蕉(Musa spp.)的主要栽培品种均为3倍体，
具高度不育性和单性结实特点。长期以来生产中都
采用简单的无性繁殖方式繁育后代，少有遗传变异
性，因而有必要采用基因工程技术改变这一状况而
提高香蕉的种质水平。通过体胚发生途径从胚性细
胞悬浮系(embryogenic cell suspension, ECS)获得再
生植株是香蕉进行遗传转化的基础[1]。香蕉是一种
胚性愈伤组织诱导率很低的作物，尤其是我国主栽
香蕉品种所属的Cavendish(卡文迪许)亚组[2]，品种
间差异又大[2~6]，建立 ECS耗时长[2]，植株再生率
也不高[2~6]，到目前为止仅少数品种通过ECS获得
了再生植株[3~6]。我国研究香蕉胚性细胞培养的不
多，虽有通过体胚发生途径获得再生香蕉植株的
报道[7~9]，但没有获得胚性愈伤组织，也未采用
ECS。为了奠定这方面的基础，我们建立了 2 个
我国主栽香蕉品种的 ECS，并通过体胚发生途径
获得再生植株，现报道如下。
材料与方法
实验材料为我国目前广泛种植的香蕉(Musa
spp., AAA Group)品种“巴西蕉”和“威廉
斯”，采自广东省番禺。花序顶端幼嫩的雄花经
常规灭菌后，接种于MI诱导培养基(MS[10]+2,4-D
6 mg.L-1+ 生物素 1 mg.L-1+IAA 1 mg.L-1 + NAA 1
mg.L-1+ 麦芽抽提物100 mg.L-1+ 谷氨酰胺100 mg.
L-1+蔗糖30 g.L-1+琼脂粉6.5 g.L-1)上进行暗培养。
每处理设5次重复，每重复 200 排雄花。4～5个
月后，调查分生小球体(meristematic globules)及胚
性愈伤组织的诱导率。将获得的胚性愈伤组织接
种在含有适量ZZ[3]液体培养基(1/2MS+2,4-D 1.1
mg.L-1+ 玉米素 0.23 mg.L-1+ 抗坏血酸 10 mg.L-1+
蔗糖30 g.L-1)的三角瓶中，置于转速为100 r.min-1
的摇床上光培养。接种初期每周继代1次，建立好
的ECS每10 d继代1次。植株再生时先将悬浮液置
于RD1[3]培养基 (1/2MS+肌醇 100 mg.L-1+ 抗坏血
酸10 mg.L-1+蔗糖30 g.L-1 +琼脂粉7 g.L-1)上光培
养，以促进体胚的再生。3个月后取样(3次重复)，
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计算其中再生体胚的数量后，将其先后转入RD2[3]
(1/2MS+6-BA 0.225 mg.L-1 +肌醇100 mg.L-1+抗坏血
酸10 mg.L-1+蔗糖30 g.L-1+琼脂粉7 g.L-1)和REG[3]
培养基(MS+ IAA 0.175 mg.L-1+6-BA 0.225 mg.L-1+
抗坏血酸10 mg.L-1+蔗糖30 g.L-1+琼脂粉10 g.L-1)
上各培养 1 个月，以促进体胚的进一步成熟与萌
发。已萌发的体胚转入MS 培养基中进行生根和长
梢，计算植株再生率(植株再生率=再生植株总数/
再生体胚总数×100%)。培养温度均为(28±2)℃，
光源为日光灯，每天光照10 h，悬浮培养时的光
照度为3 000 lx，体胚与植株再生时为4 500 lx。
结果与讨论
1 愈伤组织诱导
未成熟雄花接种至诱导培养基上1～2周后开始
膨大，经6周培养，开始陆续出现黄白色颗粒状的
分生小球体，淡黄色、松脆的胚性愈伤组织则要
在接种3个月以后才开始出现在部分分生小球体的
表面，并随着培养时间的延长而逐渐增多，胚性
愈伤组织的表面常有体胚再生(图 1-a)。此外 ，
还可观察到白色或黄白色紧密、松软而富含水分
的多种类型的愈伤组织。部分外植体在接种后的
培养过程中逐渐褐化死亡，不产生任何愈伤组
织。分生小球体是最主要的愈伤组织，“巴西
蕉”和“威廉斯”分生小球体的诱导率分别高
达(70.8±10.7)% 和(63.2±8.6)%，但胚性愈伤组
织的诱导率分别只有(1.3±0.8)%和(0.8±0.4)%。
这与在其他香蕉品种上所获得的胚性愈伤组织诱导
率处在同一水平[4,6,11]，而在小麦等其他单子叶作
物上所获得的胚性愈伤组织诱导率通常在 50% 左
右，有时甚至高达 100% [12]。
一般说来，胚性愈伤组织的诱导率除受遗传
型的影响外，还受培养基成分(如水解酪蛋白)、
生长素(如 2,4-D)的浓度、生长素与细胞分裂素
的浓度及比例、外植体的来源及年龄等因素的影
响[13]。Escalant等[4]对香蕉外植体的年龄、接种
时期等因素进行了筛选，我们实验室也对香蕉组
培中2,4-D的浓度等因素作过探讨(未发表资料)，
结果是即使在最佳条件下获得的胚性愈伤组织诱
导率仍很低。不过，我们相信，如果诱导培养
基中的生长素与细胞分裂素种类、浓度及比例等
因素得到优化，仍有可能提高香蕉胚性愈伤组织
的诱导率。
2 ECS建立
淡黄色、松脆的胚性愈伤组织(通常带有部分
不同发育阶段体胚)接种至ZZ液体培养基后迅速分
散开来，在倒置显微镜下体胚不透光，愈伤组织
呈现一种无序状态，分散成为单个的细胞或大小不
等的细胞团。接种 1 周后，体胚的边缘开始变透
明，同时还可观察到透明的小胚性细胞团和少量的
空细胞团；再经2～3周的培养，体胚几乎全部再
分化成紧密的胚性细胞团，悬浮系中的胚性细胞团
逐渐增加，空细胞团相对减少。在连续继代的刺
激下，接种后3～4个月即可获得质地均匀、良好
的 ECS。建立好的ECS 外观为卵黄色、淡黄色至
淡黄褐色，其中60%～80%为呈不规则的云雾状边
缘的胚性细胞团(图 1-b)，还含有节状突起、体细
胞原胚、空细胞团和单个的空细胞等。
据Schoofs 等[2]的报道，从香蕉多芽体茎尖
(scalps)诱导产生的胚性愈伤组织建立ECS，由于
基因组类型和品种的不同，常需要 9～26 个月。
而本文从雄花外植体接种到ECS的建立只需约8～
9个月，其原因可能有两个方面：(1)以雄花为外
植体直接诱导胚性愈伤组织时可省去从吸芽诱导产
生多芽体茎尖的过程，因而能在相对较短的时间
内获得 ECS；(2)在建立 ECS 的过程中，应选择适
当大小的培养容器和适量的培养液。对一些种植
数量少(如用于保存的种质资源)的品种，以多芽
体茎尖为宜。
3 体胚、植株再生
悬浮系的细胞(团)接种至再生培养基上，经
短暂的迟滞期后即开始增殖，产生大量的胚性愈
伤组织，约4～5周后在解剖镜下可观察到胚性愈
伤组织表面有再生体胚出现。幼龄体胚晶莹透
明，随着培养时间的延长，体胚数量逐渐增多，
体胚也逐步发育成熟，3 个月后已有部分体胚萌
发(图1-c)，此外还可以观察到少量分生小球体的
再次出现。再生材料转入 RD2 培养基上 1 个月以
后，大部分体胚萌发，再经 REG 培养基的培养，
原来尚未萌发的体胚进一步成熟与萌发，已萌发
的体胚多数长出绿色叶鞘。具有绿色叶鞘的无根
小苗转入MS培养基上后约1个月即发育成完整的
植株(图1-d)，尚未长出绿色叶鞘但已萌发的体胚
在 MS 培养基上先出芽，而后再生根。“巴西蕉”
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和“威廉斯”的植株再生率分别为(24.7±3.8)%
和(16.7± 1.5)%，这与Dhed’a 等[3]和 Côte等[5]分
别在香蕉品种“Bluggoe”(Musa spp., AAB Group)
和“Grande Nain”(Musa spp., AAA Group)上所获
得的结果比较接近。
植株的再生率除受基因组类型和品种的影响
外，还与体胚的大小、再生培养基及培养条件有
关。体胚越大、越成熟，其植株再生率越高[4,5]。
因此，如果分批将再生材料从体胚再生培养基中
转入 RD2 培养基上(先将较大的体胚转移，较小
的留在原培养基上继续培养，待其长大后再行转
移) ，可能会获得相对较高的植株再生率。此
外，我们参照Dhed’a 等[3]的方法进行香蕉体胚与
植株再生，时间大约是半年，这仍然偏长。因
此如何再进一步提高植株再生率和加速植株再生
进程尚待深入研究。
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图 1 通过胚性细胞悬浮系获得“巴西蕉”的再生植株
Fig.1 Plant regeneration from embryogenic cell suspension of banana (Musa spp., AAA Group cv. Baxijiao)
a.胚性愈伤组织; b.胚性细胞悬浮系中的胚性细胞团; c.再生体胚; d.再生植株。