全 文 ：植物生理学通讯 第43卷 第1期，2007年2月 73
红肉小果型番木瓜品种‘美中红’体胚的诱导
饶雪琴，李华平*
华南农业大学资源环境学院，广州510640
提要：用红肉小果型番木瓜品种‘美中红’为外植体，探讨不同成熟度的幼胚、不同浓度 2,4-D 和培养条件对其体胚的
诱导以及体胚形成过程的结果表明 ：以子叶和内外种皮都为白色且个体较大的番木瓜幼胚(90~120 d)在含10 mg·L-1 2,4-D
的培养基中和黑暗条件下诱导愈伤组织的效果最佳，愈伤组织的诱导率随着2,4-D浓度的增加而增加。番木瓜愈伤组织最
先发生于形态学上的胚根下端，体胚多发生于形态学上的胚芽上端。
关键词：番木瓜；体胚；幼胚
Induction of Somatic Embryos from Chinese Cultivar ‘Meizhonghong’ of Pa-
paya (Carica papaya L.) with Red Flesh
RAO Xue-Qin, LI Hua-Ping*
College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510640, China
Abstract: The effects of different maturities of papaya (Carica papaya) embryos, different concentrations of
2,4-D and culture conditions on embryogenesis of Chinese cultivar ‘Meizhonghong’ and the progress of so-
matic embryogenesis were studied. The results showed that the bigger embryos (90–120 d) with white cotyle-
don and episperm cultured on MS induction medium supplemented with 10 mg·L-1 2,4-D were best for induc-
tion of calli. The callus induction rate increased with the increase of concentration of 2,4-D from 0–10 mg·L-1.
Calli formation occurred first from epidemic cells of radicle and somatic embryo mostly occurred from the calli
of plumula.
Key words: papaya (Carica papaya); somatic embryo; immature zygotic embryo
收稿 2006-10-23 修定 　2007-01-04
资助 广东省重大科技专项(2002A208010202)和华南农业大
学院长基金。
*通讯作者(E-mail：huaping@scau.edu.cn；Tel：020-
85281107)。
建立番木瓜体胚诱导和再生技术是采用基因
工程改良番木瓜种质特性的重要基础。番木瓜体
胚的诱导效率随番木瓜品种、所用外植体的龄
期、番木瓜基因型的不同而不同(De Block 1993)。
在番木瓜的基因转化中，国外采用的转化材料是
商业价值较高的红肉小果型番木瓜幼胚(Fitch和
Manshardt 1990)，而国内的转化材料多数是黄肉
大果型番木瓜(于湄等2001；叶长明等2003；阮
小蕾等2004；饶雪琴和张曙光 2005)。随着人们
生活水平的提高，果农纷纷转向种植红肉小果型
番木瓜以提高种植效益。国外红肉小果型番木瓜
基因转化虽已成功，但其转化体系由于基因型的
不同，不一定适用于我国番木瓜基因型的转化。
为此，本文以市场需求的红肉小果型番木瓜品种
‘美中红’的幼胚为试验材料，探讨建立适合于
我国小果基因型番木瓜的体胚诱导体系，以期为
红肉小果型番木瓜的基因转化建立基础性资料。
材料与方法
红肉小果型番木瓜(Carica papaya L.)品种
‘美中红’种子，由广州市果树研究所提供。取
其未成熟果，用自来水洗净后，在超净工作台上
用70% 的酒精浸泡 1~2 min；再在 20% (V/V)的
次氯酸钠溶液中消毒30 min，用无菌水洗3~4次。
再在超净工作台上用消毒的解剖刀将果实剖开，
取出白色的未成熟种子，放在碟子上。用无菌解
剖刀和镊子将番木瓜种子一粒粒剥开，将完整的
幼胚接种到诱导培养基上，每瓶 3~5 粒幼胚，于
(27±2) ℃下进行愈伤组织和体胚诱导。
为探讨番木瓜品种‘美中红’愈伤组织和体
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胚诱导的合适条件，我们比较了不同成熟度的幼
胚、不同浓度 2,4-D、光照和黑暗对番木瓜品种
‘美中红’愈伤组织或体胚诱导的影响。根据番
木瓜未成熟种子的种皮颜色和幼胚的特点及授粉后
的时间，将幼胚分为不同的成熟度并分别接种在
诱导培养基上暗培养，于 15 d 时观察结果。诱
导培养基以1/2MS (Murashige和Skoog 1962)为基
本培养基，2,4-D浓度分别为0、2、5、10 mg·L-1，
均同时加 400 mg·L-1 谷氨酰胺、6% 蔗糖、7% 琼
脂粉，pH 5.8，于(27±2) ℃下暗培养。光培养
为 10 h·d-1 光照和 14 h·d-1 黑暗，光强约为 35
mmol·m-2·s-1。用XL-30型环境扫描电子显微镜(FEI
公司)观察番木瓜体胚的表面结构。
结果与讨论
1 不同成熟度番木瓜幼胚对愈伤组织诱导率的影
响
由表1 可见，幼胚的成熟度影响番木瓜愈伤
组织的诱导。不同成熟度的幼胚中，以子叶和内
外种皮都为白色且个体较大的番木瓜幼胚(90~120 d)
诱导愈伤组织的效果为最佳，而褐色内种皮的幼
胚(>120 d)愈伤组织的诱导率次之；子叶半透明
的幼胚(<90 d)不宜用于诱导愈伤组织，其在诱导
培养基上完全不生长。Fitch和Manshardt (1990)
认为，开花后自然授粉90~114 d的番木瓜幼胚为
诱导愈伤组织和体胚的好材料。根据本文结果，
我们认为按照授粉后的时间结合幼胚的特点和内外
种皮的颜色对幼胚进行分类，比单纯用授粉后的
时间来分类更具体些，但不同环境条件下不同品
种番木瓜的适宜诱导愈伤组织和体胚的材料可能不
同，采用时应加以考虑。
2 不同浓度2,4-D对番木瓜愈伤组织诱导率的影
响
番木瓜体胚大多数是从愈伤组织中长的，若
要获得体胚，必须先诱导愈伤组织。由表 2 可
见，诱导培养基中 2,4-D 浓度不同，番木瓜幼胚
表1 不同成熟度番木瓜幼胚的愈伤组织诱导率
Table 1 Induction rate of calli from papaya immature zygotic embryos of different maturities
幼胚的成熟度 接种幼胚数/个 愈伤组织诱导率*/%
内外种皮白色、胚轴白色、个体小、子叶半透明的幼胚(<90 d) 75 0
内外种皮白色、个体较大、子叶白色的幼胚(90~120 d) 93 95.7
外种皮白色、内种皮为褐色、个体较大、子叶白色的幼胚(>120 d) 87 64.4
　　* 接种后第 15 天观察；经χ2 检验，不同成熟度的番木瓜幼胚愈伤组织的诱导率之间差异极显著。
愈伤组织的诱导率也不同。2,4-D 浓度在 0~10
mg·L-1 的范围内，愈伤组织的诱导率随着2,4-D浓
度的增加而增加，体胚的诱导率也有这种趋势，
但诱导培养基中添加10 mg·L-1 2,4-D最适合于诱
导愈伤组织；若培养基中不含 2,4-D，则不能诱
导出愈伤组织。培养基的成分，尤其是其中的2,
4-D浓度(丁莉萍和何光源2004)会影响外植体愈伤
组织和体胚的发生率。Fitch和Manshardt (1990)
培养的番木瓜幼胚在含0.1~25 mg·L-1 2,4-D的诱
导培养基中都能长出体胚，体胚的诱导率随2,4-
D 浓度的增加而增加，但在不含 2,4-D 的培养基
中，幼胚不能诱导体胚。本文结果与这些结果一
致。
3 光和暗培养对番木瓜体胚诱导的影响
光和暗培养下的番木瓜体胚质量不同。接种
在含10 mg·L-1 2,4-D的诱导培养基上的幼胚，于
光照条件下培养9个月长出的愈伤组织和体胚都为
表2 不同浓度2,4-D对番木瓜幼胚愈伤组织诱导率的影响
Table 2 Effects of different concentrations of 2,4-D
on induction rate of calli from papaya
immature zygotic embryos
2,4-D浓度/mg·L-1 接种幼胚数/个 愈伤组织的诱导率*/%
0 68 0
2 112 50.0
5 96 78.1
10 103 95.1
　　* 接种后第 15 天观察；经χ2 检验，不同浓度 2,4-D 的番
木瓜幼胚愈伤组织的诱导率之间差异显著。
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乳白色，单个幼胚诱导的体胚数少于 50 个；而
在黑暗条件下培养 9 个月长出的愈伤组织为黄白
色，从愈伤组织中长出的体胚为淡黄色，单个幼
胚诱导的体胚数多于50个。接种在不含2,4-D的
培养基上的幼胚，其在光照条件下培养的子叶虽
能张开，但不能诱导出愈伤组织和体胚，培养 9
个月的幼胚变成褐色，少数幼胚长出胚根；在黑
暗条件下培养的子叶虽能张开，但幼胚同样不能
诱导出愈伤组织和体胚，培养 9 个月的幼胚则变
褐。据此认为，若诱导培养基中不加 2,4-D，则
无论是光照还是黑暗条件下都不能诱导愈伤组织和
体胚；诱导培养基中添加 2,4-D 后，光照和黑暗
条件下诱导的体胚数量和颜色不同，黑暗条件更
适合番木瓜体胚的诱导。但在我们的研究中，体
胚出现的时间比Fitch和Manshardt (1990)的晚，
培养时间相同的体胚数量也少些；此外，Fitch和
Manshardt (1990)在诱导培养基中添加了椰子汁，
而我们未加；另据Litz和Conover (1982，1983)
报道，以胚珠为培养材料时，即使在培养基中添
加了椰子汁，获得体胚的时间仍然比 Fitc h 和
Manshardt (1990)的晚。因此认为，影响番木瓜
体胚诱导的主要因素是培养基中的2,4-D浓度、番
木瓜的基因型、外植体的类别，而培养基中是否
添加椰子汁可能不是体胚诱导数量多寡的决定因
素。
4 番木瓜体胚的形成
由图1 可见，番木瓜幼胚在诱导培养基上培
养2 d后，原来合拢的2片子叶即张开(图1-a) ；
8~12 d时，胚根顶端附近开始形成乳白色至黄白
色表面干燥的愈伤组织(图 1-b) ；培养到26 d的
图1 番木瓜体胚的形成
Fig.1 Formation of somatic embryo of papaya
　　a：培养 2 d 的番木瓜幼胚(放大 4 倍)；b：幼胚长出愈伤组织(放大 4 倍)；c：幼胚的愈伤组织化(放大 4 倍)；d：幼胚长出
胚性复合前体(放大 4 倍)；e：电镜下培养 50 d 的体胚(放大 100 倍)；f：番木瓜的体胚聚合体(放大 4 倍)。
胚轴发生明显变化，整个胚轴的体积是原来的 2
倍多，且胚轴全部愈伤组织化(图 1-c) ；培养至
38 d时，肉眼可见到靠近胚芽部位的愈伤组织表
面长出胚性复合前体(图1-d) ；图1-e为电镜下培
养50 d 的体胚，图 1-f 为番木瓜的体胚聚合体。
我们的观察结果表明，番木瓜的愈伤组织最先发
生于近胚根端(形态学的下端)，而体胚大多数是
从靠近胚芽端(形态学的上端)的愈伤组织表面长
出，也即下胚轴形态学上端比下胚轴形态学下端
更容易产生体胚，这种极性现象在大白菜(杜红等
2000)、甜瓜(陈千红和管和1989)、草莓(郏艳红
和熊庆娥2003)、茄子(余波澜等2003)的组织培养
中也有发生，这可能是因为下胚轴形态学上端靠
近生长点，细胞分裂活跃所致。
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参考文献
陈千红, 管和(1989). 外源激素诱导甜瓜下胚轴愈伤组织的效应.
华东师范大学学报(自然科学版), (2): 92~99
丁莉萍, 何光源(2004). 小麦成熟胚高频植株再生系统的建立. 植
物生理学通讯, 40 (2): 187~190
杜红, 庄东红, 黄文华(2000). 影响大白菜离体培养再生频率各
因素的探讨. 汕头大学学报(自然科学版), 15 (1): 45~57
郏艳红, 熊庆娥(2003). 草莓胚状体形态发生的研究. 四川农业
大学学报, 21 (3): 263~266
饶雪琴, 张曙光(2005). 番木瓜组织培养中玻璃化苗的发生与预
防. 植物生理学通讯, 41 (3): 331
阮小蕾, 李华平, 周国辉(2004). 转PRSV复制酶基因T2代番木
瓜植株的抗病性测定. 华南农业大学学报, 25 (4): 12~15
叶长明, 魏祥东, 陈东红, 蓝崇钰, 朱利民(2003). 转基因番木瓜
的抗病性及分子鉴定. 遗传, 25 (2): 181~184
余波澜, 张利明, 孙勇如, 李文彬(2003). 茄子子叶和下胚轴的组
织培养和植株再生. 植物生理学通讯, 39 (4): 317~320
于湄, 叶长明, 李宝健(2001). PRV外壳蛋白基因转化番木瓜的
研究. 佛山科学技术学院学报(自然科学版), 19 (1): 59~61
De Block M (1993). The cell biology of plant transformation:
current state, problems, prospects and the implications for
plant breeding. Euphytica, 71: 1~14
Fitch MMM, Manshardt RM (1990). Somatic embryogenesis and
plant regeneration from immature zygotic embryos of pa-
paya (Carica papaya L.). Plant Cell Rep, 9: 320~324
Litz RE, Conover RA (1982). In vitro somatic embryogenesis and
plant regeneration from Carica papaya L. ovular callus.
Plant Sci Lett, 26: 153~158
Litz RE, Conover RA (1983). High-frequency somatic embryo-
genesis from Carica suspension cultures. Ann Bot, 51: 683~686
Murashige T, Skoog F (1962). A revised medium for rapid growth
and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol Plant,
15: 473~497