全 文 ：© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
园 　艺 　学 　报 　2004 , 31 (1) : 69～72
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2003 - 03 - 18 ; 修回日期 : 2003 - 05 - 15
基金项目 : 广东省科委资助项目 ( K13053 2002 - 1 - 4) ; 江苏省教育厅高新技术产业化开发项目 (JH02 - 086)3 现为浙江大学生命科学学院博士生
花烛愈伤组织不同继代培养的再分化差异
郭维明1 　赵云鹏1 3 　文方德2
(1 南京农业大学园艺学院 , 南京 210095 ; 2 珠海园艺研究所 , 珠海 519070)
摘 　要 : 对花烛 ( Anthurium andraeanum) ‘Jolanba’无菌苗叶片诱导产生的愈伤组织进行 3 种不同的培
养处理 , 观察其再分化表现 , 并探讨了 3 种继代培养愈伤组织的生理生化特点。结果表明 , 适当降低基本
培养基浓度、减少继代次数和延长继代周期培养的愈伤组织分化的芽较多、较壮 ; 再生芽的分化需要较高
水平的可溶性蛋白质 , 其生长需要较高水平的可溶性糖 ; POD 和 SOD 活性与分化的芽数呈正相关 ; GA1 + 3/
ABA、ZRs/ ABA 的高比例与再生芽的高度呈显著正相关 ; IAA/ ABA 及 IAA 的高水平与花烛离体根的发生呈
正相关。重新诱导培养和延长愈伤组织继代周期以提高再生芽生长势的主要生理生化基础之一是维持较高
的可溶性糖水平和有利的激素平衡。
关键词 : 花烛 ; 愈伤组织 ; 再分化 ; 生理生化特性 ; 内源激素
中图分类号 : S 68 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 05132353X (2004) 0120069204
Relative Physiological and Biochemical Features of Redifferentiation Difference
in Three Types of Calli Subculture in Anthurium andraeanum
Guo Weiming1 , Zhao Yunpeng1 , and Wen Fangde2
(1 College of Horticulture , Nanjing Agricultural University , Nanjing 210095 , China ; 2 Zhuhai Institute of Horticulture , Zhuhai
519070 , China)
Abstract : Calli of Anthurium andraeanum‘Jolanba’derived from leaves of in vitro plantlets were cultured
with three different treatments to observe their redifferentiation behaviors , and their physiological and biochemical
features are discussed. The results went as followed. Decrease of base medium concentration , reduction of sub2
culture frequency , or prolongation of sub2culture period favored differentiation and growth of regenerated plantlets.
High content of soluble protein favored shoot differentiation , and high content of soluble sugar enhanced shoot
growth. There was obvious positive correlation between activities of POD and SOD and number of differentiated
shoots. So was between GA1 + 3/ ABA , as well as ZRs/ ABA , and shoot height . The IAA/ ABA ratio or IAA was
also related to rhizogenesis. One of the physiological and biochemical causes for the enhancement growth vigor of
aseptic plantlet by renewing in vitro culture system and prolonging culture period was maintaining high content of
endogenous soluble sugar and favorable balance of endogenous phytohormes.
Key words : Anthurium andraeanum ; Redifferentiation ; Physiological and biochemical features ; Endoge2
nous phytohormones
花烛 ( Anthurium andraeanum) 为天南星科花烛属 , 又名安祖花、红掌 , 是全球销量第二的热带花
卉〔1〕, 离体培养是目前花烛种苗生产的主要途径和有效方法。目前国内外对花烛离体培养影响因子的
研究较多 , 但机理研究匮乏。杨涛等认为 , 长期培养的愈伤组织不能分化的原因之一是细胞中叶绿体
退化或变异 , 从而丧失其再生功能〔2〕。周根余等指出 , 不定芽的内源可溶性糖含量与再生器官的生长
成正相关 , 并受外源糖促进 , 但是过高浓度的外源糖使内源糖含量急剧上升 , 造成细胞渗透胁迫 , 导
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致不定芽矮小 , 根黄色 , 生长势明显下降〔3〕。因此 , 本试验在花烛‘Jolanba’离体再生成功的基础
上 , 比较了不同继代培养基、继代次数及继代周期形成的 3 种愈伤组织再分化的形态特征差异 , 以及
可溶性糖与可溶性蛋白质含量、酶活性、内源激素水平的差异 , 以探讨花烛不同愈伤组织离体再分化
差异及与之相关的生理生化特性。
1 　材料与方法
111 　不同愈伤组织再分化表现的观察
以花烛‘Jolanba’无菌苗叶片为外植体 , 在 1/ 2MS + 62BA 1 mg·L - 1 + 2042D 011 mg·L - 1 (单位下
同) 培养两个月产生愈伤组织后 , 分 A、B、C 3 组进行如下不同继代培养基、继代次数及继代周期
处理 , 再观察其再分化表现。
A 组 : 在 MS + KT 110 + 62BA 015 + NAA 012 中继代 5 次 , 在 MS + 62BA 110 中继代 5 次 , 继代周期
均为 2 个月 ; B 组 : 在 1/ 2MS + 62BA 110 中继代 5 次 , 第 6 次继代转入 MS + 62BA 110 , 继代周期均为
2 个月 ; C组 : 在 1/ 2MS + 62BA 110 中继代 5 次 , 第 5 次继代周期为 415 个月 , 其余均为 2 个月。
112 　不同愈伤组织生理生化特征的比较
选取培养处理后 A、B、C组分化与生长状况较一致的愈伤组织 , 去除表面的芽及褐化组织后进
行指标测定。可溶性糖含量测定采用蒽酮法〔4〕, 可溶性蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝染色法〔5〕,
POD 活性测定采用愈创木酚连续法〔5〕, SOD 活性测定采用氮蓝四唑法〔5〕, 采用酶联免疫法 ( ELISA)
测定 ZRs、IAA、ABA〔3〕, GA1 + 3〔6〕。均各重复 3 次。
2 　结果与分析
211 　3 种继代培养的愈伤组织再分化表现的比较
由表 1 可知 , 继代培养基、继代次数及继代周期对花烛再生芽的分化和生长有显著影响。适当降
低基本培养基浓度 (1/ 2MS) 、减少继代次数和延长继代周期较有利于再生芽的分化和生长。
表 1 　不同培养处理下花烛‘Jolanba’愈伤组织的再分化表现
Table 1 　Redifferentiation behavior of Anthurium‘Jolanba’calli with three types of culture treatments
愈伤组织 Callus 再分化表现 Redifferentiation behavior
A
　
丛生芽极多 ,芽短细弱 ,偶有伸长芽 ,叶宽 < 4 mm ,叶浅绿色 ,叶柄淡红棕色 ,少数芽有 115 cm 的气生根
Numerous bushing shoots but thin and short ,occasionally having elongated ones ;minor shoots having aerial roots of 115 cm in length
B
　
　
芽较多 ,每块愈伤团约 20 个芽 ,芽较长较粗壮 ,叶宽 6～8 mm ,叶绿色 ,叶柄淡红棕色 ,偶有 < 1 cm 的气生根
Many shoots ,about 20 longer and stouter ones per callus mass ;with 6 - 8 cm of the width of leaf ;occasionally having aerial roots less
than 110 cm
C
　
　
芽较少 ,每块愈伤团约 8 个芽 ,芽长粗壮 ,叶宽约 10 mm ,叶深绿色 ,叶柄红棕色 ,每芽有 2～3 条 3 cm 的气生根
Less shoots ,about 8 long and stout ones per callus mass ;with 10 cm of the width of leaf ;occasionally having 2 - 3 aerial roots about
3 cm per shoot
212 　3 种继代培养的愈伤组织可溶性糖与可溶性
蛋白质含量的比较
可溶性糖含量反映了体内作为有效态营养物
的碳水化合物和能量水平。由表 2 可见 , 3 种愈
伤组织内源可溶性糖含量差异显著 , 经过重新诱导
培养、分化芽较少但较壮的愈伤组织 B、C 的含量
分别是长期继代未更新、分化芽极多但细弱的愈伤
组织 A 的 2150 倍和 3166 倍。可见较高含量的可溶
性糖抑制芽的分化 , 但显著促进芽的生长。
表 2 　花烛‘Jolanba’3 种继代培养愈伤组织 ( A、B、C)
可溶性糖和可溶性蛋白质含量的比较
Table 2 　Comparison of soluble sugar and protein content in three
types of calli subculture of Anthurium‘Jolanba’
愈伤组织
Callus
可溶性糖
Soluble sugar (mg·g - 1DM)
可溶性蛋白质
Soluble protein (mg·g - 1FM)
A 5125 cC 5185 aA
B 13111 bB 4130 bB
C 19120 aA 3184 cB
　注 : 大小写表示显著性水平 (a = 0105 , A = 0101) 。
　Note : Capital and lowercase indicate significance (a = 0105 , A = 0101) .
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　　可溶性蛋白中 50 %以上是酶蛋白 , 因此可溶性蛋白含量的高低可间接反映代谢活动的强弱〔7〕。
由表 2 可知 , 愈伤组织 A 的可溶性蛋白含量高于愈伤组织 B、C , 而后二者含量接近 , 说明芽数较多
的愈伤组织分化有关的蛋白质代谢活动较旺盛。
213 　3种继代培养愈伤组织 POD 与 SOD 活性的比较
POD、SOD 是抗氧化酶系的重要酶类。由图 1
可知 , 愈伤组织A 的 POD 和 SOD 活性均最高 , 愈
伤组织 C均最低 , 其 POD 活性分别仅为愈伤组织
A、B 的 1/ 5 和 1/ 3。说明芽分化的数量与愈伤组
织内部抗氧化酶及其同工酶活性有一定的相关性 ,
芽分化较多的愈伤组织内部抗氧酶代谢较旺盛 ,
而分化芽较少的愈伤组织抗氧酶代谢活动较弱。
图 1 　3 种继代培养 ( A、B、C) 愈伤织组 POD ( ■) 、
SOD ( □) 活性的比较
Fig. 1 　Comparison of POD ( ■) and SOD ( □) activities
in three types of calli subculture214 　3 种继代培养愈伤组织内源植物激素水平的差异
内源细胞分裂素和生长素及二者的平衡直接影响芽、根等器官分化。愈伤组织 C的内源 ZRs 水平
最高 , 分别是愈伤组织 A、B 的 69 倍和 6 倍 , 说明‘Jolanba’再生芽的数量随着内源 ZRs 水平的提高
而下降 (图 2 , a) , 而再生芽生长势的变化趋势刚好相反。根分化数量最多的愈伤组织 C 的 IAA 水平
远远高于根分化较少的愈伤组织 A、B , 说明较高水平的 IAA 有利于根的发生与发育 (图 2 , b) 。
从表 3 看出 , ZRs/ IAA 的比值与再生芽分化数量的减少和生长势密切相关 : 当比值为 0107 时 ,
愈伤组织分化出大量较小而细弱的不定芽 ; 当比值提高为 0117 时 , 愈伤组织分化的不定芽少较长而
壮 ; 当比值为 1109 时 , 愈伤组织分化的芽较多且长而壮。
GA 可促进节间的伸长〔6〕。图 2 , c 显示 , 3 种继代培养愈伤组织的 GA1 + 3含量差异极显著 , 再生
芽体最长的愈伤组织 C的 GA1 + 3含量远远高于芽体较短缩的愈伤组织A、B , 表明较高水平的 GA 可显
著促进花烛再生植株的伸长及粗壮。3 种继代处理愈伤组织的内源 ABA 水平递增 (图 2 , d) , 与再生
芽粗壮程度的趋势一致 , 说明 ABA 可能具有促进芽体粗壮生长的效应。
图 2 　3 种继代培养 ( A、B、C) 愈伤组织内源 ZRs、IAA、GA1 + 3和 ABA含量的比较
Fig. 2 　Comparison of endogenous contents of ZRs , IAA, GA1 + 3 and ABA in three types of calli subculture
　　更多学者认为 , 芽的伸长与否并非受 GA 或
ABA 单独作用的调节 , 而是二者拮抗调节的结
果 , GA、ABA 是分别通过促进和抑制细胞分裂与
扩大来实现这种调控的〔8〕。从表 3 可知 , 3 种愈
伤组织分化芽的高度及粗壮程度 (芽体直径) 与
GA1 + 3/ ABA 比值有显著的正相关。ZRs 和 ABA 亦
表 3 　花烛‘Jolanba’3 种继代培养愈伤组织不同内源激素比值的比较
Table 3 　Comparison of different endogenous hormone ratios in
three types of calli subculture of Anthurium‘Jolanba’
愈伤组织 Callus ZRs/ IAA IAA/ ABA ZRs/ ABA GA1 + 3/ ABA
A 0107 54100 　3196 3135
B 1109 30128 33107 5159
C 0117 740180 123158 12185
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存在类似的拮抗作用 , ZRs/ ABA 与再生芽的高度成正相关。
3 　讨论
内源生理生化水平的不同会导致形态发生的差异。本研究结果表明 , 花烛‘Jolanba’3 种不同培
养处理的愈伤组织再分化表现的显著差异与其生理生化水平显著相关。
糖类不仅作为营养源和能源 , 并可维持细胞的渗透压。周根余等报道 , 花烛不定芽的可溶性糖含
量随着外源糖浓度的提高而升高 , 芽和根的生长状况亦随之逐步改善 , 糖类在花烛离体芽分化中的作
用主要是作为营养源和能源〔3〕。高浓度的可溶性糖能够充分满足芽分化与生长的需求 , 因此本试验 A
继代处理愈伤组织再分化的芽生长不良的原因之一可能是再生芽的过多分化消耗了大量可溶性糖 , 使
可溶性糖含量明显偏低。本文中 3 种继代培养愈伤组织的 POD、SOD 活性差异间接表明 , 继代次数增
加和继代周期延长会导致活性氧和自由基的产生 , 继而引起抗氧化酶类的适应性加强。
许多研究表明 , 内源激素对离体形态发生的诱导和调节作用往往是多种激素相互平衡及协同调节
的结果 , 本试验数据两次处理结果较好地证明了这一观点。CTK/ IAA 被认为与离体器官发生密切相
关 , 烟草离体分化芽的组织的 CTK/ IAA 比值远高于形成愈伤组织中的比值〔9〕。但本文中花烛愈伤组
织的 ZRs/ IAA 与离体芽分化的关系较复杂 , 比值过低导致分化大量芽 , 比值较低则分化的芽数极少 ,
而较高的比值分化的芽数较适中 , 这可能与愈伤组织内还存在其它形式的细胞分裂素 (如 iPA 等) 有
关。杨淑华等指出 , 黄瓜离体子叶的内源 IAA 浓度越高 , 形成不定根的数量越多 , 生根率随着 IAA/
ABA 升高而提高〔10〕, 本研究结果有类似规律 ; 但他们同时还观察到高水平 ABA 抑制生根生长 , 低水
平 ABA 促进生根生长 , 而本文的花烛‘Jolanba’却与之相反 , 愈伤组织 C 有较高的 ABA 含量和发育
良好的根 , 说明 ABA 与生根的关系复杂 , 至少因植物种类而异。本试验结果还表明 , 经过重新诱导
培养的愈伤组织 B、C的可溶性糖和激素水平基本都高于长期继代培养的愈伤组织 A , 继代周期长的
愈伤组织 C的可溶性糖与激素水平均显著高于继代周期短的愈伤组织 A、B , 说明重新诱导培养和延
长继代周期有利于愈伤组织内部营养及活性成分的积累。因此 , 通过重新诱导培养和延长愈伤组织继
代周期提高花烛再生芽生长势与提高其可溶性糖含量和维持有利的激素平衡直接有关。
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