全 文 ：林业科学研究　2005 ,18 (1) :102～105
Forest Research
　　文章编号 :100121498 (2005) 0120102204
北美红杉优良无性系组培快繁技术研究 3
陈 　芳 , 马显达 , 陈 　娟 , 左显东
(云南省林业科学研究院 ,云南 昆明　650204)
关键词 :北美红杉 ;无性系 ;组织培养
中图分类号 :S72213 + 7 　　　文献标识码 :A
收稿日期 : 2003204213
基金项目 : 国家林业局“948”项目“北美红杉优良种源及无性系引进”(项目编号 9924205)
作者简介 : 陈芳 (1965 —) ,女 ,广东番禺人 ,高级工程师.3 本试验得到了台湾中央研究院植物研究所黄丽春研究员的指导 ,特致谢意.
Study on Fast Propagation of Fine Clones of Sequioa sempervirens
CHEN Fang , MA Xian2da , CHEN Juan , ZUO Xian2dong
( Yunnan Academy of Forestry ,Kunming 　650204 ,Yunnan ,China)
Abstract :In order to propagate and cultivate Sequioa sempervirena ,taking 63 clones introduced from France as samples ,the study
on techniques and measures of tissue culture of Sequioa sempervirens was carried out from the aspects of sample preparing ,explant
differentiation inducting ,bud propagating ,and root generating. The results showed that the optimum medium for inducing bud dif2
ferentiation was MS + 62BA1. 5 mg·L - 1 + KT2. 0 mg·L - 1 ,root medium was 1/ 2MS + IBA1. 0 mg·L - 1 + NAA2. 0 mg·L - 1 .
Key word :Sequioa sempervirens ;clome ;tissue culture
北美红杉 ( Sequoia sempervirens (Larnb1) Endl1)
简称红杉。又名世界爷、美国红杉树 ,为杉科 ( Taxo2
diaceae)单种属植物 ,世界上稀有的孑遗树种 ,也是
世界著名的速生珍贵大径级用材树种和巨大锯木工
业的主要原料[1 ,2 ] 。国外对北美红杉的组培研究较
多 ,并进行了老树复幼工作[3 ,4 ] 。由于目前红杉在国
内尚属引种阶段 ,种源极少 ,且种子繁殖后代分化较
为严重 ,2000 年 4 月云南省林科院从法国引进了 63
个优良无性系 ,为使这些无性系得以扩繁 ,结合前期
已引种的红杉开展了北美红杉组织培养研究 ,以便
为批量生产优良无性系提供理论基础和技术支撑。
1 　材料与方法
11 1 　材料及处理
材料取自云南省林科院 1975 年从杭州植物园
引种的优良母株当年生枝条茎段、2 年生枝条茎段、
萌蘖茎段以及从法国引进的 63 个优良无性系的 1
年生枝条 (由于材料从法国引进 ,部分无性系太少或
老化或带有细菌未能彻底灭菌 ,只保留下来 25 个优
良无性系) ,材料采集后 ,去叶冲洗干净 ,在无菌条件
下 ,用 011 %升汞消毒 5 min ,再用无菌水冲洗 4～5
次 ,然后切取茎尖约 5～10 mm ,接种在不同诱导固
体培养基上进行初代培养。
初代培养经 60～75 d 后 ,切取新萌发的新梢 ,转
入增殖培养基上进行增殖培养 ,继代培养 3 次后 ,切
取 115～210 cm 的绿苗进行生根试验[5～7 ] 。
112 　培养基的制备
诱导分化培养基 :以 MS (Murashige and Skoog ,
1962)为基本培养基 ,附加不同浓度配比的 KT(62糠
基氨基嘌呤) 、BA (62苄基氨基嘌呤) 、NAA (a2萘乙
酸) ,蔗糠 30 g·L - 1 ,琼脂 016 % ,培养基的 pH值调至
516～518 ;生根培养基 :以 1/ 2MS 为基本培养基 ,附
加 IBA(吲哚丁酸) 、NAA、IAA (吲哚乙酸) ,蔗糖 5～
20 g·L - 1 ,培养基的 pH值调至 518。
113 　培养条件
培养室温度 20 ～ 28 ℃, 光照强度 3 000 ～
5 000 lx ,光照时间 12 h·d - 1。
114 　试验设计
试验采用对比试验设计 ,每个处理接种外植体
10 个 ,3 次重复。形成丛生芽后 ,统计每个外植体出
芽的个数 ,计算芽增殖率并进行统计分析。
2 　结果与分析
211 　芽的诱导与增殖
21111 　外植体类对芽增殖率的影响 　以材料较多
的 1975 年从杭州植物园引种的优良单株为取材外
植体 ,以 MS + BA210 mg·L + KT115 mg1L - 1为培养
基 ,进行外植体种类选择试验 ,北美红杉的离体培
养 ,从外植体接种到丛生芽形成时间比较长 ,约需 3
～4 个继代周期 ,即 180～240 d。而外植体的种类
(年龄)对芽增殖有明显影响 (表 1) 。从表 1 可以看
出 ,外植体年龄越大 ,繁殖越低。2 年生枝条经 3 次
继代增殖率只有 183 % ,而生理年龄最幼嫩的萌芽条
作外植体 ,增殖率达 57313 % ,结果表明 ,外植体越幼
态增殖率就越高。
表 1 　不同外植体种类对芽增殖的影响
外植体种类 接种数/ 个 形成丛生芽数 平均增殖率/ %
当年生枝条茎段 30 123 41010
2 年生枝条茎段 30 55 18310
萌蘖茎段 30 172 57313
21112 　不同培养基对芽增殖的影响 　为了选择红
杉芽增殖的适宜培养基 ,以材料较多的 1975 年从杭
州植物园引种的优良单株为取材外植体 ,选用了无
机盐含量较高、微量元素种类较全的 MS 培养基 ,无
机盐中等含量的 H培养基和无机盐含量较低的 WH
培养基等 3 种基本培养基作试验。结果表明 ,红杉
带腋芽茎段在 MS 培养基中 ,初始培养经 3～4 个继
代周期形成丛生芽 ,芽增殖系数为 5173 倍 ,处理间
差异较显著。而在丛生芽继代培养中 ,其结果也是
一致的。这就说明 ,红杉适宜在无机盐浓度较高的
MS 培养基中生长 ,在 H和 WH培养基中芽增殖系数
较低 ,均不宜采用 (见表 2) 。
表 2 　不同培养基对红杉芽增殖的影响
培养基
茎段初代培养
增殖系数/ 倍
从生芽继代培养
增殖系数/ 倍
MS 5173 5162
H 2129 2153
WH 1143 1170
21113 　细胞分裂素对芽增殖的影响 　研究细胞分
裂素对红杉离体培养芽增殖的效应 ,试验在 MS 培
养基中附加不同浓度的细胞分裂素 BA 和 KT。试验
结果表明 ,细胞分裂素对芽增殖和生长是必不可少
的 (表 3) 。从表 3 可以看到 ,在无任何细胞分裂素的
对照组中 ,培养的芽及茎段大多只能形成单芽 ,基部
少量形成丛芽。BA 和 KT 在一定浓度范围内 ,对腋
芽茎段的初始培养和丛生芽继代培养的芽增殖有促
进作用 ,但 KT作用明显高于BA。同时 ,在BA 或 KT
处理中 ,浓度超过 310 mg·L - 1 ,芽增殖系数下降 ,而
当 BA 和 KT配合使用时 ,初始培养和丛生芽继代培
养的芽增殖系数都有显著提高。当 BA210 mg·L - 1
和 KT115 mg·L - 1配合使用时 ,芽增殖系数最高 ,分
别达到 5173 倍和 6141 倍 ,显著地大于其它处理组 ,
且丛生芽生长健壮。这再一次证明了 2 种细胞分裂
素配合使用对芽增殖互作效果好。但是 ,当 BA 浓
度 215 mg·L - 1 ,KT210 mg·L - 1或再加大用量时 ,芽增
殖系数反而会降低 ,说明红杉茎段离体培养中 ,2 种
细胞分裂素配合使用时 ,要有适当的比例。据本试
验初步结果 ,促进红杉离体培养的芽增殖最佳培养
基为 MS + BA210 mg·L - 1 + KT115 mg·L - 1。
表 3 　外源激素对红杉离体培养增殖的影响
外源激素/ (mg·L - 1)
BA KT
茎段初代培养
增殖系数/ 倍
丛生芽继代培养
增殖系数/ 倍
芽生长健
壮程度
0 0 110 110 + + +
110 0 214 218 + + +
210 0 219 311 + + +
310 0 310 313 + +
410 0 215 217 +
0 110 216 219 + + +
0 210 313 317 + + +
0 310 318 319 + +
0 410 217 312 + +
115 210 416 511 + + +
210 115 5173 6141 + + +
215 210 4118 4132 + +
310 210 315 319 + +
21114 　不同无性系芽增殖情况 　诱导芽分化培养基
采用MS + 62BA210 mg·L - 1 + KT115 mg·L - 1 ,将从法国
带来的 63 个无性系的茎尖及茎段外植体接种在诱导
培养基上 ,置于培养室培养 ,经 30～35 d 培养 ,茎尖开
始生长 ,40～45 d 长出新梢。茎段外植体接种后 35～
40 d ,侧芽开始萌动 ,逐渐伸长。60 d 后将外植体材料
转移到新鲜培养基上继续培养 ,茎尖和侧芽逐渐形成
丛生芽。以后不断切割继代 ,芽丛不断增殖 ,60～75 d
继代 1 次 ,增殖率可达 3～6 倍。
表 4 列出了从法国带来的 25 个无性系试验统
计材料 (其余由于材料太少或老化或带有细菌未能
301第 1 期 陈芳等 :北美红杉优良无性系组培快繁技术研究
彻底灭菌 ,未能保留下来) 。无性系间芽增殖率差异
不明显 ,只是 13、18、93 号在第 10 个月时芽增殖率稍
高点 ,达 5～6 倍。
表 4 　不同无性系芽增殖率的差异
无性
系号
增殖率/ 倍
第 2 个月 第 4 个月 第 6 个月 第 8 个月 第 10 个月
3 118 211 213 219 311
7 115 118 216 311 312
9 117 211 312 316 318
10 112 216 311 414 416
11 116 217 315 411 417
13 115 215 314 419 511
18 515 514 511 514 611
22 113 214 311 319 413
24 111 211 317 311 311
25 114 211 317 315 317
26 116 119 314 311 310
27 117 215 312 312 314
28 118 216 314 315 314
29 111 213 315 316 317
32 119 215 316 311 318
36 114 218 314 314 315
37 112 211 317 311 317
39 113 213 319 317 312
40 112 216 311 411 318
41 112 211 310 415 417
47 115 214 314 312 314
49 211 217 314 415 416
93 313 218 319 418 511
101 112 215 311 318 411
105 117 211 313 314 315
212 　壮苗培养
基本培养基为 MS ,不附加激素 ,培养条件同上。
将生长于继代培养的丛芽切成小丛接种到壮苗培养
基中 ,60～90 d 后 ,小芽长高至 2 cm 以上 ,即可切取
这些单苗转入生根培养基中培养。在壮苗培养阶段
芽的生长主要表现为生长周期不同 ,经每月抽样 5
瓶检查统计 ,其中 60 %小芽长成高 2 cm 以上的单芽
所需的时间据月份不同而不同 ,2 —3 月 ,平均 85 d ,
4 —10 月 ,平均为 60 d ,11 —1 月 ,平均为 90 d。
213 　根的诱导
生根试验以 18 号无性系进行 ,将生长至 2～3
cm 的健壮红杉小苗接种在生根培养基上 ,为了选择
促进小苗生根快 ,根系发育好的生长素 ,试验以 1/
2MS为基本培养基 ,附加不同浓度的 IBA 和 NAA ,结
果见表 5。从中看到 ,在没有生长素的对照组中 ,接
种 30 d 后 ,试管苗没有生根。而在培养基中附加
IBA 和 NAA 的对红杉试管苗生根有明显促进作用 ,
但 IBA 效果明显高于 NAA。在 IBA 处理组中 ,15 d
即有少量苗生根 ,当 IBA 浓度为 510 mg·L - 1时 ,接种
后 15 d 生根率为 1011 % ,30 d 后达 9115 % ,但苗基
部膨大 ,组织疏松 ,根系虽然发达 ,但根脆易断 ,移栽
成活率不高 ;而 NAA 和 IBA 配合使用 ,尽管生根率
只有 7216 % ,但根系发育较好 ,在温湿度适宜的条件
下 ,移栽成活率可达 80 %以上。
214 　试管苗的移栽
将已生根的瓶苗移出培养室 ,放置在散射光较
强处炼苗 ,使瓶苗在出瓶前充分进行光、湿、温的锻
炼。移出 3 d 后拧松瓶盖 ,5 d 后将瓶盖揭开 ,7 d 后
小心倒出瓶苗 ,用自来水冲洗 ,洗净培养基 ,并直接
移植到塑料大棚或玻璃温室的苗床上。需要注意的
是瓶苗出瓶前 ,瓶盖必须在拧松 2 d 后才揭 ,不能一
下揭开 ,否则瓶苗容易萎焉。出瓶移植成活率与生
长季节有关 ,2 —3 月、6 —8 月成活率较高 ,10 月成活
率开始下降 ,4 —5 月移栽成活率较低 ,这与昆明当
时气温较高 ,湿度较小有关。
表 5 　红杉试管苗生根诱导试验
生长素/ (mg·L - 1)
IBA NAA
生根率/ %
7 d 15 d 20 d 25 d 30 d
0 　 0 　 0 0 　 0 　 0 　 0 　
0105 0 0 0 0 0 0
011 0 0 0 0 0 0
110 0 0 0 0 0 0
210 0 0 215 3312 3814 4011
510 0 0 1011 5817 9015 9115
0 0105 0 0 0 0 0
0 011 0 0 0 0 0
0 110 0 0 0 0 0
110 210 0 0 1813 3014 7216
3 　小结
(1)研究采用芽器官离体培养繁殖 ,以芽繁芽 ,
芽器官未经愈伤组织阶段 ,有利于各优良无性系遗
传性状的稳定。
(2)红杉的离体培养试验 ,从外植体接种到丛生
芽的形成要经历 3～4 个继代周期培养 ,约需 180～
240 d。说明红杉不定芽细胞启动迟缓 ,这与该树种
遗传特性有关外 ,或是否在固体培养基上培养不太
适合。有待于进一步采用液体震荡培养研究。
(3)试验表明 ,在同一培养基中 ,红杉不同无性
系芽增殖差异不明显 ,而生根受多因素的制约 ,生根
率主要受培养基无机盐浓度、生长素的种类及浓度、
母株年龄、季节、光照等因素的影响外 ,其他因子还
有待进一步的试验研究。
(4)本试验得出红杉适宜增殖培养基为 MS + 62
401 林 　业 　科 　学 　研 　究 第 18 卷
BA115 mg·L - 1 + KT210 mg·L - 1 ,生根培养基为 1/
2MS + IBA110 mg·L - 1 + NAA210 mg·L - 1。
(5)北美红杉生长周期长 ,而且树体特高大 ,采
种甚困难。实生苗遗传变异大 ,扦插苗株形不佳。
因此 ,美国辛普森公司每年生产红杉组培苗达百万
株供造林 ,红杉优良无性系离体培养是解决我国当
前和将来所需种苗问题的有效途径。
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