全 文 ：第 21 卷　第 1 期　　　　　　　　　　　　　植　　　物　　　研　　　究 2001年　1 月
Vol.21　No.1　　　　　　　　　　　BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH Jan., 　2000
8种甜荞的种子消毒
及愈伤组织诱导和增殖条件
郝建平　张江涛
(山西大学生命科学系 ,太原 030006)
摘　要　8种甜荞种子表面消毒所适用的消毒剂和处理时间有所不同。10%H2O2 溶液处理
150min ,对榆3-3 、黎麻道 、浦江荞 、龙山荞和富源红花荞的种子有很好的消毒作用 ,并且处理以后
种子仍具有很高的萌发率 。8621 、B大粒和美国荞种子的消毒以 0.1%的 HgCl2 处理 12min效果
为好 。在无菌苗子叶和下胚轴外植体脱分化形成愈伤组织的过程中 ,2 ,4-D起主要作用 , BA 起
独特的作用。BA 与 2 ,4-D配合使用对于愈伤组织的诱导和增殖具有良好的促进作用 。高浓度
的 2 ,4-D或低浓度的 2 ,4-D与 BA配合使用都可抑制愈伤组织分化根。
关键词　荞麦;种子消毒;愈伤组织;植物生长调节物质
STUDY ON INDUCTION AND PROPAGATION OF CALLUS
IN TISSUE CULTURE OF COMMON BUCKWHEAT
HAO Jian-Ping ZHANG Jiang-Tao
(Department of Life Science , Shanx i University , Taiyuan 030006)
Abstract　In this paper , it w ere studied that effect of H2O2 and HgCl2 solution to sterilization of com-
mon buckwheat seeds and phy tohormone af fect to induction and propagation of callus.Contamination
rate w ere f rom 0 to 6.2% and germination rate were above 92% after seeds of 5 varieties(Yu3-3 ,
Limadao, Pujiang , Longshan and Fuyuanhonghua)were sterilized w ith 10% H2O2 solution fo r
150min.It w as applicable to seeds of 3 varieties(8621 ,B-Dali and America)to sterilize w ith 0.1%
HgCl2 solution fo r 12min , contamination rate of seeds were 0 and germination rate were f rom 56.1%
to 68.7%.On media supplemented with 0.5 ～ 4.0mg/L 2 ,4-D , cotyledon and hypocoty l explants
from sterilized seedlings w ere dedifferentiated and calli were formed.Use of BA was very impo rtent
in medium containing 2 ,4-D , it w as helpful fo r propagation of callus and w as unfavourable fo r differ-
entiation of roots.
Key words　Buckwheat;Seed sterilization;Callus;Plant g row th regulator
　　荞麦是一种集营养 、医药及保健功能于一体的
特色作物 ,也是优良的填闲补种和备荒救灾作物 。
荞麦含有大量的芦丁和丰富的铜 、硒及胱氨酸 、半胱
氨酸等[ 1] 。近年来 ,我们在荞麦的组织培养 、细胞
培养和原生质体培养方面进行了一些探索[ 2～ 4] ,得
到了甜荞和苦荞的再生植株 ,并从培养细胞及培养
液中获得了其主要的次生代谢产物 。无菌种苗是理
想的实验起始材料 ,愈伤组织诱导是实验的基础 。
我们发现 ,用于无菌苗培育的种子的适宜消毒条件
因品种的不同而有所不同 ,愈伤组织的诱导和增殖
作者简介:郝建平(1959-),男 ,山西大学生命科学系副教授 ,理学硕士 ,研究方向为植物细胞工程。山西省自然科学基金资助项目(961020)。收稿日期:1999-2-3
主要受 2 ,4-D的影响 ,BA 对 2 , 4-D的调控起明
显的促进作用。
1　材料与方法
1.1　供试品种
供试的 8种荞麦(Fagopyrum esculentum)均为
甜荞。品种为龙山 、B 大粒 、浦江 、8621 、富源红花 、
黎麻道 、榆 3-3和美国荞 ,由山西省农科院小杂粮
室提供。
1.2　种子消毒
挑选上述 8个荞麦品种的饱满种子各 120粒 ,
经 75%的乙醇浸泡 30s以后 ,分别采用 4种方法进
行消毒处理:①10% H 2O2 溶液 150min;②15%
H2O2溶液 150min;③0.1% HgCL1 溶液 12min;④
0.1% HgCl2 溶液 15min。再分别用无菌水冲洗 4
次 ,其中最后一次使种子浸泡水中 12h以软化种皮。
然后将种子播于 MS固体培养基中(每一品种 、每种
处理接种 30 粒),置 25±2℃条件下暗培养 。种子
萌发以后 , 每天补 加光照 12h , 光 照强度 为
3000Lux 。
1.3　愈伤组织诱导
种子萌发长成无菌苗 。将无菌苗的子叶和下胚
轴分别切割成约 4mm 宽的片段和 6mm 长的切段 ,
接种在 MS培养基上。培养基中附加的激素种类和
浓度见表 1。
2　结果与分析
2.1　不同的表面消毒剂对不同品种荞麦种子的消
毒效果比较
H2O2的使用浓度为 10%和 15%,处理时间为
150min;0.1%HgCl2 的处 理时间为 12min 和
15min。结果见表 2 。
表 1 培养基中附加外源激素的种类及浓度
Table 1 Concentration and combination of phytohormone in medium
激素成分
Phy tohormone/mg/ L
培养基　　　Medium
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
2 , 4-D 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0
NAA 0.1 0.1 0.1 0.1
KT 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
ZT 0.5 0.5 0.5 0.5
BA 0.5 0.5 0.5 0.5
表 2 消毒处理后荞麦种子的萌发率和污染率
　Table 2 Germination and contamination rate of seeds after sterilized with H2O2 or HgCl2
处理 结果 品种 榆 3-3 富源红花 浦江 黎麻道 8621 B大粒 美国荞 龙山
Sterili zation method
Result/ % Variety Yu3-3 Fuyuan-honghua Pujiang Limadao B-Dali America Longshan
10%H2O 2
150min
萌发率污染率 G.R.C.R. 92.60 1005.4 1000 1000 10076.4 10082.3 10085.6 1006.2
15%H2O 2
150min
萌发率污染率 G.R.C.R. 54.50 47.20 70.30 46.20 93.064.2 85.468.4 92.972.4 90.60
0.1%HgCl2
12min
萌发率污染率 G.R.C.R. 00 3.40 28.10 00 68.70 56.10 62.40 20.10
0.1%HgCl2
15min
萌发率污染率 G.R.C.R. 00 00 26.30 00 45.50 30.60 45.90 13.90
　　实验结果表明 , 甜荞种子经 10%H2O2 处理
150min后 ,萌发率除榆 3-3为 92.6%以外 ,其余 7
个品种均为 100%;污染率在品种间差异较大 ,其中
榆3-3 、黎麻道和浦江荞为 0 ,龙山荞和富源红花荞
在 7%以下 ,B 大粒 、8621 和美国荞则高达 76%以
上。用 15%的 H 2O2 处理种子 ,榆3-3 、黎麻道 、浦
江 、龙山和富源红花荞种子的萌发率大幅度下降 , B
大粒 、8621和美国荞种子的污染率仍超过 64%。种
子经 0.1%HgCl2处理以后 ,前 5个品种的污染率为
0 ,但萌发率也很低甚至不萌发 ,其中以榆 3-3 、黎
麻道和富源红花荞最为敏感;后 3 个品种对 HgCl2
的耐受性较大 , 处理 12min 后萌发率仍在 56%以
上。
2.2　不同的激素种类和配比对荞麦愈伤组织诱导
66 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　21 卷
和增殖效果的比较
下胚轴切段接种于愈伤组织诱导培养基约 7d
以后 ,切口膨大 ,9d始长出淡黄色松软状愈伤组织 。
子叶片段接种 10d左右 ,切口泛白 ,然后长出白色的
愈伤组织 。在所试验的 20种诱导培养基中 ,子叶和
下胚轴外植体均可产生愈伤组织。在每一种培养基
中 ,不同品种的愈伤组织的诱导率均在 75%以上 。
在附加 0.5 ～ 1.0 mg/L 2 ,4-D并且不含 BA 的培
养基中 , 愈伤组织很容易分化根 。在附加 2.0 ～ 　
4.0mg/L2 ,4-D的培养基中 ,愈伤组织增殖较快 ,
不分化或分化极少量的根 。在含有 BA 的培养基
中 ,愈伤组织增殖快且极少分化根 ,而 ZT 和 KT 则
无明显作用。NAA 对诱导和增殖也无明显的影响 。
表 3 荞麦种苗下胚轴愈伤组织诱导及增殖情况
Table 3 Induction and Propagation of callus from hypocotyles of seedl ing
结果
Result
培养基
Medium
品　　种　　Variety
榆 3-3
Yu3-3
富源红花
Fuyuanhonghua
浦江
Pujiang
黎麻道
Limadao
8621
B大粒
B-Dali
美国荞
America
龙山
Longshan
诱导率
Induction
rate of cal-
lus
(%)
1 100 100 100 75 100 85 100 80
2 100 100 90 100 80 100 80
3 100 100 85 100 100 100 70 100
4 100 85 80 100 100 100 70 80
5 100 100 100 100 100 100 100 100
6 100 100 92 100 100 100 100 100
7 100 100 100 100 100 100 100 90
8 100 100 90 100 100 100 80 92
9 100 100 100 100 100 100 100 100
10 100 100 100 100 100 100 100 100
11 100 100 100 100 100 100 100
12 100 100 92 100 100 100 94 100
13 100 90 100 100 100 100 100 100
14 100 100 100 100 90 100 85 100
15 100 100 100 100 100 100 100 100
16 100 100 100 100 100 100 100 100
17 100 100 100 100 100 100 100
18 100 92 100 100 100
19 100 100 100 100 80 100 100
20 100 100 100 100 100 100 100
根分化程度
Dif ferentiation
of roots
1 +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++ +++
2 ++ + ++ ++ +++ ++ ++
3 +++ +++ ++ + ++ ++ +++ +
4 + + + ++ + + + ++
5 + + ++ + - + - -
6 +++ ++ +++ ++ + ++ +++ ++
7 + +++ +++ + + + + ++
8 + +++ ++ + + + + +
9 + +++ + + + +
10 - - - - - - - -
11 + - - - - + -
12 + - - + - - + ++
13 + - + - - - - -
14 - - - - - - + -
15 - - - - - - - -
16 + - - + + - - -
17 - - - - - - -
18 - - - - -
19 - + - - - - -
20 - - - - - - -
3　讨论与结论
3.1　适合甜荞种子无菌萌发的表面消毒剂及处理
时间
植物组织培养中 ,种子消毒的基本要求是既要
杀死表面的全部微生物 ,使污染率降到最低 ,又要不
伤害种子 ,使种子具有较高的萌发率 。对于榆 3-
3 、浦江 、黎麻道 、富源红花和龙山荞 ,H2O2 是一种适
宜的表面消毒剂 。10%H2O2 处理 150min后 ,种子
仍具有很高的萌发率 ,而污染率却很低甚至为 0。
当H2O2的浓度提高到 15%时 , 8621 、B 大粒和美国
荞种子的污染率仍高达 64%以上 ,说明这三个品种
的表面微生物与榆 3-3等 5 个品种有所不同 ,对
H2O2有较高的耐受性 ,不宜用 H 2O2 消毒。而经过
671 期　　　　　　　　　　　　郝建平等:8 种甜荞的种子消毒及愈伤组织诱导和增殖条件
0.1%HgCl2 处理 12min ,8621 、B大粒和美国荞的种
子的污染率均降为 0 ,萌发率达 56%以上。HgCl2
对榆 3-3等 5个品种则不适用 ,处理以后可使种子
不萌发或极少萌发。荞麦种子外被的坚硬 、密实的
革质果皮由外果皮 、中果皮 、横细胞和内果皮 4层结
构组成 ,果皮之内的种皮又包括内外 2层结构 ,胚中
的 2片子叶宽大而反复折叠将胚芽包裹 。种子的这
种结构可能在品种间存在一定程度的差异 ,这种差
异是造成各品种间对表面消毒剂敏感性不同的原因
之一。敏感性强的品种的胚更易受到消毒剂的伤
害。
续表 3
增殖情况
Propa-
gation
of callus
1 + + + + + + + +
2 + + + + + + +
3 + + + + + + + +
4 +++ + + + + ++ +
5 +++ +++ ++ +++ +++ + +++ +++
6 ++ + + + + + + +
7 + + + + ++ ++ + +
8 + + + ++ ++ ++ + ++
9 +++ + ++ ++ ++ ++ ++ +
10 +++ ++ ++ +++ +++ +++ +++ +++
11 + ++ ++ ++ ++ +++ ++
12 +++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ +
13 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++
14 ++ ++ + ++ ++ ++ ++ ++
15 +++ +++ ++ +++ +++ +++ +++ +++
16 ++ ++ + ++ + ++ ++ ++
17 ++ ++ + ++ ++ ++ ++
18 ++ ++ + ++ ++
19 ++ ++ ++ ++ ++ ++ ++
20 +++ +++ +++ ++ +++ +++ +++
表 4 荞麦种苗子叶愈伤组织诱导及增殖情况
Table 4 Induction and propagation of callus from cotyledones of seedling
结果
Result
培养基
Medium
品　　种　　Variety
榆 3-3
Yu3-3
富源红花
Fuyuanhonghua
浦江
Pujiang
黎麻道
Limadao
8621
B大粒
B-Dali
美国荞
America
龙山
Longshan
诱导率
Induction
rate of cal-
lus
(%)
1 80 100 100 100 100 100
2 85 92 100 100 100 100 100
3 100 100 100 100 100 100
4 100 85 100 80 85 80
5 100 92 100 100 100 100 100
6 100 100 85 100 100 80
7 100 100 100 100 100 100 85
8 90 100 100 100 92 100 100
9 100 100 100 100 100 100
10 100 100 100 100 100 100
11 100 100 70 100 90 100 100 100
12 100 100 100 100 80 100 94 100
13 100 100 100 100 100 100 100
14 100 100 92 80 90 100
15 100 100 100 100 100 100
16 100 100 100 100 100 100 100 100
17 80 100 100 100 100 80 100
18 100 100 100 100 92 100
19 100 100 90 100 90 85 100 100
20 100 100 100 100 100 100
3.2　适合甜荞愈伤组织诱导和增殖的激素种类及
配比
一般认为 ,生长素促进细胞伸长 ,细胞分裂素促
进细胞分裂[ 5] 。愈伤组织的形成 ,是细胞不断分裂
的结果 。在 8种甜荞愈伤组织的诱导过程中 ,只要
有适当浓度的 2 , 4-D 存在 ,即可启动外植体的脱
分化过程 ,导致子叶和下胚轴切段愈伤组织的产生
和增殖 ,说明 2 , 4-D是诱导荞麦愈伤组织形成的
有效物质 ,其使用浓度以 2.0mg/L 为宜 。浓度再
低 ,愈伤组织容易分化根;浓度更高 ,对愈伤组织的
增殖无进一步的明显效果 ,并且会对芽的发生产生
不良影响。BA 对甜荞愈伤组织的诱导 、增殖及分
化具有独特的作用 。它与 2 , 4-D协同作用 ,既能
68 　　　　　　植　　物　　研　　究　　　　　　　　　　　　　　　　　　21 卷
明显促进细胞分裂 ,使愈伤组织快速增殖 ,又可抑制
根的分化。我们所进行的另一项实验表明 ,提高培
养基中 BA的浓度 、降低 2 , 4-D的浓度含量 ,有利
于愈伤组织芽的分化和再生植株的形成 。但 KT 和
ZT 与 2 ,4-D配合使用 ,却不会产生同样的效果。
续表 4
根分化程度
Dif feren-
tiation
of roots
1 +++ ++ ++ ++ ++ +++
2 ++ ++ +++ ++ ++ ++ +++
3 +++ +++ ++ ++ ++ ++
4 ++ ++ + ++ ++ +
5 + + - + - +
6 +++ ++ +++ + + ++
7 ++ ++ + + + +
8 + + + + + + +
9 + + + + + +
10 + - - - - -
11 + - ++ - - - + +
12 + - + - - - + +
13 - - - - - - +
14 - - - - + +
15 - - - + - -
16 + - - + - + - +
17 - - - + - - -
18 - - - + - -
19 - - - - + - - -
20 - - + - - -
增殖情况
Propaga-
tion of
callus
1 + + + + + +
2 + + + + + + +
3 + + + + + +
4 ++ + + + ++ +
5 +++ ++ +++ +++ ++ ++ ++
6 + + + + + +
7 + + + + ++ + +
8 ++ + + ++ + + +
9 ++ + ++ ++ ++ ++
10 +++ +++ ++ +++ ++ +++
11 ++ + + + + ++ ++ ++
12 ++ ++ + ++ + ++ + ++
13 ++ ++ + + + ++ ++
14 ++ ++ ++ ++ ++ ++
15 +++ +++ +++ +++ +++ ++
16 ++ ++ + ++ ++ ++ ++ ++
17 + ++ ++ ++ ++ ++ ++
18 + ++ ++ ++ ++ +
19 ++ ++ + ++ ++ ++ +++ ++
20 +++ +++ +++ +++ +++ +++ ++
注:“ -”表示不分化;“ +”表示能分化或增殖;“ ++”表示分化或增殖较好;“+++”表示分化或增殖好。
参　　考　　文　　献
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