全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2005, 32 (1) : 60～64
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2004 - 01 - 04; 修回日期 : 2004 - 05 - 18
基金项目 : 广东省科委资助项目 ( K1305320022124) ; 江苏省教育厅高新技术产业化开发项目 (JH022086)3 现为浙江大学生命科学学院博士生 , 3 3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: guowm@njau1edu1cn)。
花烛不同愈伤组织解剖结构的观察
赵云鹏 3 　郭维明 3 3 　王广东
(南京农业大学园艺学院 , 南京 210095)
摘 　要 : 以花烛 (A nthurium andraeanum ) ‘Jolanba’8种不同培养时期或不同激素处理的愈伤组织为材
料 , 通过显微观察研究了花烛离体形态发生途径和 8种愈伤组织离体形态差异的解剖学特点。结果表明 ,
花烛离体形态发生途径以间接器官 (不定芽 ) 发生为主 , 且发生于愈伤组织近表层 ; 同时也存在体细胞胚
途径 , 发生于愈伤组织表面或内部。8种愈伤组织在结节 ( nodule) 的类型、分生细胞的数量及分布等方面
存在差异。分生细胞的数量和分布与芽的分化有较好的相关性 , 愈伤组织表层分生细胞分布较多 , 分化的
芽也较多 , 而愈伤组织内部分生细胞分布较少 , 分化的芽也较少。噻二唑苯基脲 ( TDZ) 对分生细胞和体
细胞胚有较好的诱导作用。愈伤组织的表面划痕和再次切割有利于再生芽的分化。
关键词 : 花烛 ; 愈伤组织 ; 解剖结构 ; 形态发生 ; 结节
中图分类号 : S 682　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2005) 0120060205
Observation on Anatom ic Structure of Eight Kinds of Calli in Anthurium andraeanum
Zhao Yunpeng3 , Guo W eim ing3 3 , and W ang Guangdong
(College of Horticu lture, N anjing A gricu ltura l U niversity, N an jing 210095, China)
Abstract: In vitro morphogenesis pathways and anatom ic differences of eight kinds of calli in An thu rium
andraeanum ‘Jolanba’at different culture stages or on the culture media supp lemented with different cyto2
kinins were researched. The results showed that the main pathway was indirect organgenesis, and adventitious
shoot p rimordium derived from the subsurface layers of callus. Somatic embryogenesis was also found both in2
side and on the surface of callus. Eight kinds of calli differed in types of nodule and number and distribution
of meristematic cells. Number and distributing of meristematic cells was well related to shoot differentiation.
Callus with more meristematic cells or outer2distributed meristematic cells could differentiate more shoots.
Thidiazuron ( TDZ) was showed a good effect on the induction of meristematic cells and somatic embryo. N ic2
king and making incision on callus surfaces was helpful for shoot differentiation.
Key words: An thu rium andraeanum ; Callus; Anatom ic structure; Morphogenesis pathway; Nodule
花烛传统繁殖方法效率低 , 离体培养是其种苗生产的主要途径〔1〕。但迄今国内外对花烛的研究
报道多集中于依靠经验为主的离体培养条件的筛选和优化 , 对离体形态发生有关的机理研究较少。花
烛离体形态发生途径的解剖学观察是花烛离体培养的基础工作 , 解剖学研究目的在于揭示花烛离体培
养器官发生和植株再生的规律 , 探索高频率再生植株的形态发生途径和离体培养条件 , 用于指导种苗
生产 ; 同时也为研究天南星科植物离体再生规律提供一些资料。
1　材料与方法
以花烛品种 ‘Jolanba’不同培养时期和培养条件下生长的愈伤组织 (表 1) 为材料。
供试材料用 FAA固定 , 于 4℃保存。采用常规石蜡切片法制片 , 切片厚度 8μm, 015%海登汉苏
木精和固绿染色 , 中性树胶封片〔2〕, 在显微镜下观察并摄影。
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　1期 赵云鹏等 : 花烛不同愈伤组织解剖结构的观察 　
表 1　供试的花烛 ‘Jolanba’8种愈伤组织
Table 1　E ight k inds of tested ca lli of A n thu rium andraeanum‘Jolanba’
愈伤
组织
Callus
继代培养情况 Subculture history
培养基 1
Medium 1 (mg/L)
继代次数
Culture times
培养基 2
Medium 2 (mg/L)
继代次数
Culture times
愈伤组织分化情况
D ifferentiation of callus
A
　
MS + KT 110
　
5
　
MS +BA 110
　
5
　
分化大量细小的丛生芽
D ifferentiated extremely many abbreviated shoots
B
　
1 /2MS +BA 110
　
5
　
MS +BA 110
　
1
　
分化的芽较多较壮
D ifferentiated quite a few strong shoots
C
　
　
　
1 /2MS +BA 110
　
　
　
5 (第 5个继代周期为 415
个月 , The fifth culture pe2
riod was 415 months) 分化的芽少而壮D ifferentiated several stronger shoots　　
D
　
MS +BA 110
　
2
　
表面遍布芽点
Developed extremely many nubbles.
E
　
　
MS +BA 110
　
　
1
　
　
MS + TDZ 0101
　
　
1
　
　
表面遍布芽点 ,并有 2～3个高 > 115 cm的再生芽
D ifferentiaed extremely many nubbles, and 2 - 3
shoots with height of over 115 cm
F
　
MS +BA 110
　
1
　
表面有较多芽点
Developed quite a few nubbles
G
　
　
MS + TDZ 0. 01
　
　
1
　
　
表面有较多芽点 ,并有 1～2个高 >115 cm的再生芽
Developed quite a few nubbles and 1 - 2 shoots with
height of over 115 cm
H
　
　
尚未继代培养 Newly
inducted callus without
subculture
淡黄色 ,表面光滑 ,未见明显芽点
No obvious nubbles
　
　　注 :所有愈伤组织均在 1 /2MS + BA 110 mg/L + 2, 42D 011 mg/L诱导得到 ;培养周期除愈伤组织 C的第 5个继代周期外 ,其余均为
2个月。
Note: A ll calliwere originally obtained on 1 /2MS + BA 110 mg/L + 2, 42D 011 mg/L; Each subculture period was 2 months, excep t the fifth
subculture period of callus C (415 months) .
2　结果与分析
211　花烛离体形态发生途径
外植体在培养基上培养 2个月后形成淡黄色的球形愈伤组织团 , 进一步培养后 , 光滑平整的愈伤
组织表面会长出许多大小不一的瘤点。显微观察发现 , 花烛离体芽原基并非发生于瘤点表层 , 而是发
生于近表层 , 然后突破表层继续发育 (图版 , 1～4) ; 近表层的分生细胞排列紧密 , 核占细胞的比例
大 , 核和核仁颜色深 , 在一个细胞中常可见 2个核仁 , 细胞质浓 , 生长方向背离愈伤组织的中央 , 通
过有丝分裂增殖 (图版 , 5)。随着生长点的增大 , 向外形成突起 , 其表面细胞出现垂周分裂 , 形成
原表皮 , 排列紧密有序 (图版 , 6)。随着芽的伸长 , 生长顶端下方开始形成维管系统 , 一端通向顶
端分生组织 , 另一端通向愈伤组织 (图版 , 7、8) , 是不定芽的特征。这表明芽原基的发生是外起源
的 , 往往发生于愈伤组织的近表层。
在供试的 8种愈伤组织中 , 仅在愈伤组织 C和 G中观察到体细胞胚。其中愈伤组织 C的体细胞
胚位于愈伤组织内部 , 而且胚内部已经有管胞的分化 (图版 , 9) ; 愈伤组织 G的体细胞胚位于愈伤
组织表面 , 为典型的心形胚 , 心形胚基部有薄壁细胞组成的柄与愈伤组织相连 (图版 , 10)。
212　再分化差异显著的愈伤组织解剖结构的观察
由表 1看出 , 愈伤组织 A、B、C再分化差异显著 , 显微观察发现 , 三者的组织结构有所异同。3
种愈伤组织的表面均可见分生组织 , 内部为核小的大型薄壁细胞 , 同时可见许多鸟巢状结构 , 其组成
细胞的细胞壁上出现不均等加厚现象 , 似管胞 , 外围是类似形成层的分生组织 (图版 , 14) , 该结构
称维管组织结节〔3〕。该 3种愈伤组织的维管组织结节基本由管胞组成 , 分生组织少见 , 又称为管胞集
团 (图版 , 15、16)。3种愈伤组织的管胞集团较发达 , 往往在同一个切面可见纵横相连的维管系统。
愈伤组织 A的维管组织结节较少 , 而且其组成的管胞数也较少 , 分生细胞多分布于愈伤组织表层 ,
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芽原基较多 ; 愈伤组织 B的维管组织结节较多或者虽少但组成的管胞数较多 , 分生细胞多聚集成团 ,
分布于愈伤组织表层和内部 , 芽原基较少 ; 愈伤组织 C的维管结节较多 , 分生细胞多聚集成团 , 分
布于愈伤组织内部 , 芽原基也较少。说明 3种愈伤组织中分生细胞的数量和分布与芽的分化有较好的
相关性 , 分生组织较多、分布较外的愈伤组织分化的芽较多 , 而分生组织较少、分布较内的愈伤组织
分化的芽较少。
213　离体培养不同阶段愈伤组织解剖结构的观察
分生组织结节是瘤状或片状的分生组织 (图版 , 13) , 它是由愈伤组织中的薄壁细胞经脱分化而
来〔3〕。初代培养两个月产生的愈伤组织 H已经有结节的分化 , 数量较少 , 以分生组织结节为主 , 也
可见少数维管组织结节 , 片状的分生组织结节细胞中细胞核拉长 , 说明是以缢裂等无丝分裂方式进行
细胞增殖 (图版 , 11) , 同时发现愈伤组织 H近表层已经有芽原基和叶原基的分化 (图版 , 12)。继
代培养的愈伤组织 F的结节数量较多 , 类型以分化程度较低的维管组织结节居多 , 管胞集团次之 ,
但仍可见极少数分生组织结节。第 2次继代培养的愈伤组织 D的结节数量比愈伤组织 F更多 , 主要
是管胞集团 , 其次是分化程度较低的维管组织结节 , 还有极少数分生组织结节。继代培养 6次的愈伤
组织 B亦具有丰富的结节 , 而且类型基本为管胞集团。可见随着培养的进程 , 脱分化的分生组织逐
步分化为结节 , 结节再进一步发育。
214　不同植物生长调节剂调节下愈伤组织解剖结构的观察
在添加 TDZ的培养基上培养的愈伤组织 E、G表面的瘤点比在含 BA的培养上培养的愈伤组织
D、F多 , 显微观察发现 , 前二者瘤点表层分生组织形成的突起或芽原基比后二者多。说明解剖学与
形态学观察结果一致。
3　讨论
关于花烛离体形态发生途径的研究国内外已有少数报道 , 但结论并不一致。Kuehnle等首次研究
了花烛离体再生途径 , 认为器官发生的可能性要大于体细胞胚发生 , 但品种间有差异〔4〕。然而 , 他
们进一步研究发现 , 部分品种通过间接或直接体细胞胚发生途径再生苗 , 即通过叶片外植体先产生愈
伤组织 , 再从愈伤组织表面形成体细胞胚 ; 或者从叶片外植体表面直接发生体细胞胚 , 然后在初生胚
或膨大的原生胚团块表面高频率发生次生胚 , 之后将体细胞胚解离单独培养 , 即可形成完整的再生植
株〔5〕。但岑益群等认为 , 花烛离体芽的再生为间接器官发生途径 (不定芽途径 ) , 即外植体诱导产生
愈伤组织 , 愈伤组织再分化芽和根 , 形成完整的再生苗〔6〕。本试验发现 , 花烛 ‘Jolanba’的离体形
态发生途径不止一种 , 以间接器官发生途径为主 , 芽原基往往发生于愈伤组织的近表层 , 属于外起
源 , 与岑益群等〔6〕的结果类似 ; 同时在不同培养时期和培养条件下 , 愈伤组织内部或表面也有低频
率的类似于 Kuehnle等报道的间接体细胞胚发生。因此 , 我们认为花烛离体形态发生应该存在多条途
径 , 具体发生途径与基因型以及培养条件等有关。对生产应用而言 , 体细胞胚发生较之不定芽发生具
有培养周期短 , 再生苗变异小等优点 , 无疑是一种理想的培养途径 , 因此有必要对花烛 ‘Jolanba’
体细胞胚发生的具体培养条件及发生机理进一步研究。继代周期为 2个月的供试愈伤组织中 , 只有经
过 TDZ培养的愈伤组织 G表面观察到体细胞胚 , 表明这种苯基脲类细胞分裂素对花烛可能也具有诱
导体细胞胚发生的特异效应 , 另外 TDZ诱导分生细胞的效果明显优于 BA, 因此宜进一步研究不同浓
度 TDZ或结合其它植物生长调节剂对花烛体细胞胚和分生细胞产生的影响 , 以期筛选出可高效获得
体细胞胚和分生细胞发生的 TDZ浓度或与其它植物生长物质的组合配比 , 并应用于生产。
彭菲等〔7〕发现 , 川白芷愈伤组织外部表皮细胞限制了芽原基的突破 , 通过表面划痕、再次切割
后接种 , 分化出丛生芽。在花烛愈伤组织继代培养过程中我们也发现经过切割的愈伤组织更容易分化
芽 , 而且再生芽多集中于切口边缘部位。花烛愈伤组织的表层与近表层存在明显的界线 (图版 ,
17) , 芽原基一般发生于近表层 , 类似于川白芷 , 表明切割促进再生芽分化的原因是解除芽原基萌发
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　1期 赵云鹏等 : 花烛不同愈伤组织解剖结构的观察 　
的机械障碍。因此在实践过程中 , 可以采用愈伤组织表面划痕、再次切割等方法促进花烛再生芽的分
化。本试验还发现 , 诱导培养 2个月产生的愈伤组织 G表面已经有芽原基和叶原基的分化 , 因此在
生产中 , 诱导产生适宜大小的愈伤组织可以不必经过增殖膨大阶段 , 只要给予适宜的植物生长调节剂
及营养等条件即可进行再生芽的诱导 , 从而缩短了培养周期。
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图版说明 : 1～4. 愈伤组织近表层芽原基的发生 ×40; 5. 芽原基的分生细胞 ( − 示有丝分裂 ) ×1000; 6. 芽原基的分生细胞 ( −
示表层细胞垂周分裂 ) ×400; 7. 不定芽① ( − 示维管系统 ) ×100; 8. 不定芽② ×40; 9. 愈伤组织内部发生的体细胞胚 ( − 示
已分化的管胞 ) ×100; 10. 心形胚 ×100; 11. 分生组织结节 ( − 示无丝分裂 ) ×1000; 12. 芽原基和叶原基 ×200; 13. − 示分
生组织结节 (瘤状、片状 ) ×200; 14. 维管组织结节 ×400; 15. 管胞集团横切面 ( − ) ×400; 16. 管胞集团纵切面 ( − ) ×
400; 17. 愈伤组织表层与近表层的明显界线 ( − ) ×40。
Explana tion of pla tes: 1 - 4. Shoot p rimordial occurring on the subsurfaces of calli ×40; 5. Shoot p rimordium ( a arrow shows note m itosis)
×1000; 6. A arrow shows anticlinal division ×400; 7. Adventitious shoot①, a arrow shows the vascular system ×100; 8. Adventitious shoot
② ×40; 9. A somatic embryo occurring in the interior of the callus, a arrow shows differentiated tracheids ×100; 10. A heart2shaped somatic
embryo occurring on the surface of the callus ×100; 11. Meristematic nodule ( a arrow am itosis) ×1000; 12. A section of callus, showing
shoot p rimordium and leaf p rimordia ×200; 13. Section of a callus, a arrow shows a meristematic nodule ( tumour2, slice2shaped) ×200;
14. Section of a callus, showing a vascular nodule ×400; 15. A arrow transerve section of a tracheid group ×400; 16. Longitudinal section
of a tracheid group ( − ) ×200; 17. Borderline between surface and subsurface layers of the callus ( − ) ×40.
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