全 文 ：植物生理学通讯 第41卷 第5期，2005年10月662
一种简易的研究寄主中国柽柳刺激管花肉苁蓉种子萌发的技术
马东明 杨太新 翟志席 郭玉海*
中国农业大学农学与生物技术学院, 北京100094
A Simple Technique for Study on Host Tamarix chinensis Lour Stimulating
Seed Germination of Cistanche tubulosa (Schenk) R. Wight
MA Dong-Ming, YANG Tai-Xin, ZHAI Zhi-Xi, GUO Yu-Hai*
College of Agronomy and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing 100094, China
提要 以组织培养方式建立了寄主中国柽柳的离体快速繁殖体系。用溶有 200 mg·L-1 亚甲基蓝指示剂的 MS 培养基研究指
示剂与寄主试管苗根分泌物反应的显示，亚甲基蓝在有寄主根生成的培养基中褪色，而在未生根的培养基中仍为蓝色，说
明管花肉苁蓉的种子萌发刺激物质为还原性的氢醌类物质。
关键词 管花肉苁蓉；萌发刺激物质；亚甲基蓝
收稿 2005-03-07 修定 　2005-08-03
资助 国家“十五”科技攻关项目(200 1B A 7 0)、国家“十
五”科技攻关重大项目(2002BA517402)、河北省科
技攻关项目(03276408D-4)。
*通讯作者(E-mail: jzjysh@cau.edu.cn，Tel: 010-
62732556)。
许多寄生植物的种子在适宜的温度、水分和
充足的氧气条件下往往还不能萌发，常需要有来
自寄主植物的萌发刺激物质才能萌发[1]。近些年
来，人们对一些寄生植物与寄主相互关系的研究
较为深入，陆续从寄主植物中分离鉴定出独角金
醇[2]、G R 2 4 [ 3 ]、S X S g [ 4 ]、高粱内脂类化合物
(sorgoleone[5]和sorgolactone[6])等刺激种子萌发的物
质，这些物质常常是倍半萜烯化合物或者氧化还
原态的氢醌。刺激管花肉苁蓉[Cistanche tubulosa
(Schenk) R. Wight]这种寄生植物种子萌发的物质
还未见报道。
自然条件下，寄主中国柽柳( T a m a r i x
chinensis Lour)根系分泌的刺激管花肉苁蓉种子萌
发的物质浓度很低，加上土壤中复杂的成分和土
壤微生物的干扰，致使其难以提取、分离和鉴
定。在无菌离体培养条件下得到的寄主中国柽柳
试管苗，其根系分泌物能够排除田间复杂条件的
影响，因而确定刺激种子萌发的物质可以容易
些。本文以组织培养方法获得的生根寄主为实验
对象，以亚甲基蓝为指示剂，通过寄主离体生成
的根系分泌物和亚甲基蓝之间是否发生变色反应来
确定刺激管花肉苁蓉种子萌发的物质。
材料与方法
1 材料
管花肉苁蓉[Cistanche tubulosa (Schenk) R.
Wight]种子来源于新疆于田种植场，由中国科学
院新疆生物土壤沙漠研究所刘铭庭先生提供，采
收年份为2002 年。管花肉苁蓉的寄主——中国柽
柳(Tamarix chinensis Lour)来自本校科学园温室。
亚甲基蓝指示剂(分析纯)购自北京化学试剂公司。
2 原理
根据碱性染料亚甲基蓝(methylene blue)作为氧
化剂能与寄主根的浸出物以一定化学计量发生还原
反应，蓝色的亚甲基蓝染料接受一分子氢被还原
成无色的亚甲基白的原理，从亚甲基蓝的颜色变
化确定柽柳根的分泌物是否含有还原性的刺激种子
萌发的物质 SXSg[4]。
3 方法
以柽柳的幼嫩枝条为外植体，经过起始培
养、增殖培养和生根诱导建立柽柳的离体快速繁
殖体系。
3.1 亚甲基蓝对柽柳根分泌物的反应 把经过MS
培养基起始培养 7 d 后的柽柳分成两部分：一部
分柽柳茎段转入加有200 mg·L-1 的亚甲基蓝的MS
培养基中；另一部分柽柳茎段则转入 1/2MS 生根
培养基中(加200 mg·L-1的亚甲基蓝)。柽柳的生根
和培养基的褪色情况每天观察 1 次。
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3.2 管花肉苁蓉种子与生根柽柳的共培养 把生根
的柽柳倾斜 45 o 转入到盛有 MS 培养基的培养皿
中，然后把去种皮的种子接种于柽柳试管苗的根
周围。用铝薄纸包裹培养皿尽量使有种子的部分
保持黑暗，并使少量漫射光得以进入来维持绿色
茎叶的生长。培养皿置于(25±2)℃条件下培养，
定期用 OLYMPUS SZH10 型体视显微镜观察种子
萌发和接种于寄主根的情况，记录并照相。
结果与讨论
1 亚甲基蓝对寄主根分泌物的反应
起初溶有亚甲基蓝(200 mg·L-1)的MS和1/2MS
培养基都呈蓝色，当把起始培养基中的柽柳茎段
转入上述 2 种培养基后，两者经过一段时间后发
生明显不同的变化(表 1)。在 MS培养基(对照)中
的柽柳茎段没有根发生，培养基的颜色自始至终
呈蓝色(图1-a); 在1/2MS培养基中的柽柳经过9 d
开始生根，随着根的生长、根量增多、次级根
的发生，第 12 天培养基的蓝色开始变淡，第 16
天原来呈蓝色的培养基几乎变成了白色(图 1-b)。
另外，1/2MS 培养基中生长的柽柳在同一三角瓶
中由于根的分化与生长，固体培养基从中裂开，
分成两个部分，其中没有生根的部分仍然保持蓝
色；而另一部分培养基中的柽柳茎段则有根生
成，并且培养基的颜色从蓝色消退为白色(图 2)。
这种褪色反应说明寄主根能分泌一种与亚甲基蓝氧
化剂起氧化还原反应的还原性物质，它能促使亚
甲基蓝接受一分子氢而还原成无色的亚甲基白。
据此，可以确定刺激管花肉苁蓉种子萌发的物质
乃是一种氧化还原态的氢醌。
2 共培养下的管花肉苁蓉种子萌发和接种
管花肉苁蓉种子与柽柳试管苗的共培养方式
见图 3。从表 2 可以看出，有试管苗的培养基中
的种子萌发率达 31.6%，而无试管苗培养基中种
子的萌发率仅有5.5%。这说明柽柳的根确实分泌
某种刺激萌发物质作用于管花肉苁蓉，因而种子
萌发率显著提高。这种现象与大多数寄生植物的
特性相符。生根的柽柳与管花肉苁蓉种子共培养
过程中，有约8.3%的种子最终分化出初生吸器的固
定器官，并能与寄主的根建立寄生关系(图4)。
共培养下管花肉苁蓉种子萌发率显著提高，
说明寄主根确实分泌一种萌发刺激物质。同时也
说明管花肉苁蓉种子有一般寄生植物种子所共有的
特点，即需要寄主植物新生毛细根尖释放出某种
化学物质，刺激种胚细胞分裂，进而促进种子萌
发。另外，处于柽柳次级根附近的种子萌发率比
主根附近的萌发率高，说明刺激种子萌发的物质
是从分化的次级根分泌出来的。因此，在人工种
植管花肉苁蓉时，应采取适当措施以促进寄主柽
柳多分根，这样，次级根可以较好地发育；人
工接种过程中应将种子放近新生的次级根根尖附
近，这样，种子的萌发率和接种率才会提高。
没有寄主根萌发刺激物质也未添加任何植物
生长调节物质的情况下，管花肉苁蓉有很少一部
分种子萌发，但萌发的种子不能发育成寄生植物
本身特有的有功能的吸器，最终这部分萌发的种
表1 MS和1/2MS培养基中柽柳的生根与亚甲基蓝褪色

培养基类型 接种的外植 生根的外植 生根率/% 开始生根 培养基开始
培养基完全褪色
体数/个 体数/个 时间/d 褪色时间/d 时间/d 颜色
MS(对照) 20 ¡ ª ¡ ¡ ¡ª ¡ ª ¡ ª ¡ ª 蓝色
1/2MS 20 17 85.0 9 12 16 无色
表2 共培养下的管花肉苁蓉种子萌发和接种
处理 接种的种子数/个 萌发种子数/个 萌发率/% 与寄主建立寄生 接种率/%
关系的种子数/个
对照 180 10 5.5 ¡ ª ¡ ª
试管苗 180 57 31.6 15 8.3
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子分化成松软、疏松的愈伤组织。而共培养下的
管花肉苁蓉种子萌发后则可继续发育出有功能的吸
器并与寄主建立起寄生关系。一般认为，寄生植
物除了种子萌发需要来自寄主植物的萌发刺激物质
之外，大部分寄生植物对寄主植物的识别，还需
要寄主植物释放的次生物质作为另一种化学信号，
才能发育成功能性的吸器，这一化学信号通常称
为吸器诱导因子(haustorium induce factor, HIF)或
称异源识别分子(xenognostic molecule)。Wrobel和
Yoder[8]将 HIF 从分子结构上划分为苯酚化合物
(phenolic compound)、苯醌(quinone)、类黄酮
(flavonoid)和细胞分裂素(cytokinin) 4类。本文结
果中能够刺激管花肉苁蓉种子发育为有功能的吸器
的物质属于上述哪一种，还有待进一步研究。
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图1 柽柳对亚甲基蓝的反应
左：MS 培养基中未生根的柽柳；右：1/2MS 培养基中生根柽柳。
图2 1/2MS培养基中生根部分和未生根部分
与亚甲基蓝的反应
图3 生根的柽柳与管花肉苁蓉种子的共培养
图4 管花肉苁蓉种子与寄主柽柳建立的寄生关系(×25)