全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2001 , 28 (1) : 19～24
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2000 - 06 - 12 ; 修回日期 : 2000 - 09 - 18
基金项目 : 广州市科委重点资助项目 (96 - 2 - 24 - 3)3 通讯联系人。
果用香蕉薄片外植体植株再生的研究
黄　霞　黄学林 3 　王鸿鹤　李筱菊
(中山大学生命科学学院 , 广州 510275)
摘 　要 : 利用薄片培养方法 , 通过直接和间接器官发生途径分别获得了‘广东 631’香蕉
的再生植株。该途径受多种因素影响。通过正交试验和单因子试验确定了最佳培养条件 : (1)
直接器官发生培养基为 Ma (MS modified) + BAP 10μmol/ L + KT 50μmol/ L + IAA 1μmol/ L ; (2)
愈伤组织诱导培养基为 Mb (B5 modified) + Dicamba 10μmol/ L + IAA 1μmol/ L + 2 ,42D 0. 7μmol/
L + NAA 0. 5μmol/ L + BAP 4. 4μmol/ L + 活性炭 1 g/ L ; (3) 愈伤组织继代培养基为 Mb + Dicam2
ba 5μmol/ L + IAA 1μmol/ L + 2 ,42D 0. 4μmol/ L + BAP 22μmol/ L + KNO3 500 mg/ L + 维生素 B1
40 mg/ L + 活性炭 0. 5 g/ L ; (4) 分化培养基为 1/ 2 Ma + BAP 1μmol/ L + IAA 0. 5μmol/ L + 活性
炭 1 g/ L ; (5) 成苗培养基为 Ma + BAP 1μmol/ L + KT 4. 6μmol/ L + NAA 1μmol/ L。愈伤组织诱
导和继代培养需在黑暗中进行。
关键词 : 香蕉 ; 薄片培养 ; 器官发生
中图分类号 : S 668. 1 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 05132353X (2001) 0120019206
用传统的育种方法培育优质香蕉比较困难 , 而利用组织培养结合基因工程技术可望实
现这一目的。目前国内尚无这方面的报道 , 国外也只报道了以胚性悬浮细胞或原生质体为
受体 , 通过基因枪转化获得香蕉转基因植株〔1 ,2〕, 且成功的例子多为非果用香蕉 , 而果用
香蕉适合基因转化的再生体系尚不完善 , 重复性差。最近 , Okole〔3〕报道利用薄片培养 ,
通过直接和间接器官发生分别获得了‘Horn’plantain (AAB) 、‘Cachaco’ (ABB) 和
‘Williams’ (AAA) 的再生植株。这一再生体系具有很大的应用潜力。不同品种的香蕉再
生能力相差较大 , 器官发生所需的培养条件也有差异 , 而对香蕉器官发生的主要影响因素
的研究甚少我们对华南地区的优良品种‘广东 631’香蕉薄片培养中直接和间接器官发生
的最适培养条件及主要影响因素进行了研究 , 可望为华南地区培育优质香蕉提供新的有效
途径。
1 　材料与方法
1. 1 　试验材料 　将‘广东 631’香蕉 ( Musa var. AAA cavendish subgroup) 试管苗 (广州
市蔬菜所组培室提供) 茎段徒手切成厚约 1 mm 的薄片作为外植体。除另有说明外 , 同一
组试验中外植体供体植株的培养代数 (第 6 代) 和培养时间 (2 月左右) 均相同。
1. 2 　直接诱导出芽培养基及影响因素的研究 　以影响芽诱导的主要因素〔4〕组成 16 种培
养基组合进行正交试验L16 (45) 。1～4 号培养基不加活性炭 , 5～8、9～12 和 13～16 号培
养基活性炭含量分别为 0. 5、1. 0 和 1. 5 g/ L。此外 , 各培养基均以相同方式改变生长素的
种类和浓度 (μmol/ L) : 0、IAA 1、NAA 1、IAA 1 + NAA 1 ; 62BAP (μmol/ L) : 0、5、10、
15 ; TDZ/ KT (μmol/ L) : 0、KT 50、TDZ 0. 25、KT 25 + TDZ 0. 1 ; 碳源 (g/ L) : 蔗糖 30 或
40、葡萄糖 30、蔗糖 20 + 葡萄糖 20。各处理均以 Ma 为基本培养基 (Ma 包含 MS 基本
盐〔5〕, 11 种氨基酸和维生素溶液〔3〕, 下同) , 添加琼脂粉 6. 5 g/ L , pH 5. 8。每个组合接
种外植体 48 个以上 , 处理重复 3 次。培养 1. 5 个月后 , 统计各处理外植体的出芽频率
(发生芽的外植体占外植体总数的百分率 , SFF) 和出芽指数 (发生芽的外植体上的平均出
芽数 , SFI) , 挑选出培养基最佳组合 , 以此为基础进行单因子试验 , 找出最佳培养条件。
1. 3 　诱导愈伤组织培养基的确定 　以影响诱导愈伤组织的主要生长调节物质〔4〕的种类及
浓度配比组成 16 种培养基组合进行正交试验L16 (4 ×212) 。其中 Dicamba 浓度 , 1～4 号培
养基为 15μmol/ L , 5～8、9～12 和 13～16 号培养基分别为 10、5 和 0μmol/ L。此外 , 各培
养基均以相同方式改变其它激素的种类和浓度 (μmol/ L) : IAA 0、1 ; 2 ,42D 0、0. 7 ; NAA
0、0. 5 ; 62BAP 0、4. 4。各处理均以 Mb (B5 基本盐〔6〕, 11 种氨基酸和维生素溶液〔3〕, 下
同) 为基本培养基 , 添加蔗糖 30 g/ L , 活性炭 1 g/ L 和琼脂粉 6. 5 g/ L , pH 5. 8。每个组
合接种外植体 34 个以上 , 处理重复 3 次。培养 6 周后统计分析各处理愈伤组织诱导百分
率 , 选出最佳组合 , 以此为基础进行单因子试验 , 找出愈伤组织产生的最适条件。
1. 4 　愈伤组织继代培养基的确定 　愈伤组织若在原诱导培养基上继代培养、会大量褐变
死亡。将其中可能的影响因素组成 18 种培养基组合进行正交试验 L18 (2 ×37) , 其中 1～9
号培养基添加 Dicamba 5μmol/ L , 10～18 号添加 Dicamba 10μmol/ L , 各培养基均以相同方
式改变2 ,42D 浓度 (μmol/ L) : 0. 4、0. 7、1. 0 , IAA/ NAA (μmol/ L) : IAA 1、NAA 0. 5、0 ,
62BAP (μmol/ L) : 2. 2、4. 4、6. 6 , 碳源 (g/ L) : 蔗糖 30、葡萄糖 30、蔗糖 20 + 葡萄糖
20 , 琼脂粉 (g/ L) : 6. 5、7. 0、7. 5 , 活性炭 (g/ L) : 0、0. 5、1 , 维生素 B1 (g/ L) : 0. 4、
4、40。各处理均以 Mb 为基本培养基 , pH 5. 8。每个组合接种愈伤组织 24 块以上 , 处理
重复 2 次。继代培养 3 周后 , 统计分析各处理的愈伤组织存活百分率 , 选出最佳组合 , 以
此为基础进行单因子试验 , 找出愈伤组织继代培养的最适条件。
1. 5 　从愈伤组织诱导不定芽 　愈伤组织在诱导不定芽培养基 (1/ 2 Ma , 附加 IAA 0. 5
μmol/ L , BAP 1μmol/ L , 蔗糖 30 g/ L , 活性炭 1 g/ L 和琼脂粉 6. 5 g/ L , pH 5. 8) 上培养 5
周后 , 统计诱导出不定芽的愈伤组织的百分率和平均每块愈伤组织诱导出的不定芽数。
1. 6 　成苗 　分别选取由薄片直接诱导出的芽和从愈伤组织诱导出的芽 40 个长约 1. 5 cm ,
转移到成苗培养基 (Ma , 附加NAA 1μmol/ L , BAP 1μmol/ L , KT 4. 6μmol/ L , 蔗糖 30 g/ L
和琼脂粉 6. 5 g/ L , pH 5. 8) 上 , 培养 1 月后统计成苗百分率。
1. 7 　培养环境 　除愈伤组织诱导和继代培养需在黑暗条件下进行外 , 其余皆为光照培养
(12 h/ 12 h , 光/ 暗周期) , 培养温度为 (27 ±1) ℃。
2 　结果与讨论
2. 1 　直接诱导芽的培养基的正交试验结果
正交试验L16 (45) 结果见表 1。外植体出芽频率最高的为培养基 2 ; 出芽指数最高的
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为培养基 3。而应用正交表分析〔7〕试验结果 , 得出各因素最佳水平组成的培养基 M (Ma +
BAP 10μmol/ L + IAA 1μmol/ L + KT 50μmol/ L + 蔗糖 40 g/ L) , 进一步试验证实其出芽频率
　　　　　达 52. 06 % , 出芽指数 4. 43 , 均高于培养
基 2 和 3。
2. 2 　影响外植体直接诱导芽的主要因素
2. 2. 1 　BAP 　由图 1 (A) 可见 , 出芽频
率和出芽指数在无 BAP 时均很低 ; 在 BAP
0～10μmol/ L 范围内随浓度增加均逐渐增
大 ; 当 BAP 为 10μmol/ L 时分别比无 BAP
时上升 41. 69 % 和 32. 16 % ; BAP 超过
10μmol/ L 后开始下降。
Vuylsteke〔8〕和Lee〔9〕报道高浓度 BAP 促
进香蕉芽分化 , 但我们发现高浓度 BAP 抑
制芽分化 , 这可能与香蕉品种、外植体的
种类和大小 , 以及外植体与培养基的接触
程度有关。
2. 2. 2 　KT 　如图 1 (B) 所示 , 当 KT 浓
度为 50μmol/ L 时 , 出芽频率和出芽指数
分别比无 KT时上升 22. 22 %和 7. 01 % , 可
见芽诱导的最适 KT浓度为 50μmol/ L。
细胞分裂素的使用浓度决定其对芽分
化的最佳作用 , 将 BAP 和 KT 配合使用常
可得到良好的效果〔4〕。上述试验结果表明 ,
BAP和 KT 的浓度对芽诱导的影响较大 ,
其配合使用可促进芽的生长发育 , 当它们
的浓度不适合时则产生抑制作用。
2. 2. 3 　活性炭 　组织培养中为了防止褐
变和有害物质的积累 , 常在培养基中加入
活性炭 , 但活性炭具有正负两重效应〔10〕。
由图 1 (C) 可见 , 添加活性炭使出芽频率
和出芽指数均下降 , 可能是由于活性炭在
吸附有害物质的同时吸附了培养基的活性
成分 , 使培养基亚适合而造成的。
2. 2. 4 　外植体供体植株的快繁代数 　由
不同代数的供体植株切取外植体 , 接种在
培养基 M 上 , 培养结果如图 2 (A) 所示。
供体植株为第 6 代和第 9 代时 , 外植体的
出芽频率和出芽指数相差不大 ( ≤0. 3 %) ;
表 1 　不同培养基组合对香蕉薄片外植体出芽频率
和出芽指数的影响
Table 1 　Effects of different media on SFF 3 and SFE3 3
培养基
Medium
出芽频率
SFF ( %)
出芽指数
SFI
1 13. 79 3. 75
2 36. 67 2. 91
3 29. 17 4. 29
4 13. 79 2. 25
5 7. 14 1. 00
6 10. 34 1. 00
7 7. 41 1. 00
8 10. 34 1. 67
培养基
Medium
出芽频率
SFF ( %)
出芽指数
SFI
9 16. 67 1. 50
10 4. 00 1. 00
11 20. 00 1. 00
12 11. 54 3. 67
13 8. 00 1. 00
14 17. 24 1. 00
15 0 0
16 6. 67 1. 003 SFF :Shoot forming frequency ; 3 3 SFI :Shoot forming index.
图 1 　BAP、KT、活性炭对芽诱导中出芽频率
和出芽指数的影响
Fig. 1 　Influences of BAP, KT and activated charcoal
on SFF and SFI during bud induction
121 期 　　　　　　　　　　黄 　霞等 : 果用香蕉薄片外植体植株再生的研究 　　　　　　　　　　
而供体植株为第 18 代时 , 其出芽频率和出
芽指数皆下降约 30 % , 可能是由于高代数
的试管苗活力下降或变异率上升造成的。
2. 2. 5 　外植体取材位置 　将香蕉试管苗
纵剖后可知离叶子最近的根附近即为靠近
顶端分生组织的位置。以该位置为界 , 在
其上下各切取两片外植体作为位置 2 , 接
着往靠近叶的方向切取 4 片外植体作为位
置 1 , 往靠近地下部分的方向切取 4 片外
植体作为位置 3。将它们分别接种在培养
基M 上 , 结果如图 2 (B) 所示 , 外植体越
靠近顶端分生组织 (即位置 2) , 其出芽频
率越高 , 形成不定芽的数目也越多。
2. 3 　影响愈伤组织诱导的主要因素
2. 3. 1 　正交试验 L16 (4 ×212) 的结果 　
应用正交表分析试验结果可知 , 3 ,6 - 双氯
代茴香酸 (Dicamba) 是最主要的因素 , 没
有它诱导不出愈伤组织 (13～16 号培养
基) 。但根据愈伤组织的外观观察 , Dicam2
ba 浓度达到 15μmol/ L 时 , 愈伤组织变得
十分疏松 (1～4 号培养基) 。AAA、AAB 和
图 2 　供体的代数及取材位置对芽诱导中
出芽率和出芽指数
Fig. 2 　Influences of the frequency of subculture
of donor plant an dthe position of he explant on
donor plant on SFF and SFI during bud indction
ABB 型香蕉的愈伤组织诱导培养基中加入 Dicamba 皆可诱导出“前胚性愈伤组织”, 然后
诱导出体胚或不定芽 ; 但其浓度过高会使愈伤组织变得疏松 , 失去胚性〔3〕。7 号培养基上
诱导出的愈伤组织较致密 , 诱导频率高 , 可达 55 % , 因此确定其为愈伤组织诱导正交试
验中的最佳组合培养基 , 其组成为 : Mb + Dicamba 10μmol/ L + IAA 1μmol/ L + 2 , 42D
0. 7μmol/ L + NAA 0. 5μmol/ L + BAP 4. 4μmol/ L。
2. 3. 2 　单因子试验结果 　 (1) 光 : 在黑暗条件下培养 , 诱导出无色愈伤组织 ; 在光照
(12 h/ 12 h , 光/ 暗) 条件下培养 , 可诱导出绿色愈伤组织 , 但量较少。(2) 活性炭 : 在活
性炭 0～1 g/ L 浓度范围内 , 随着其浓度增加 , 愈伤组织诱导百分率上升 , 直至 54. 17 % ,
比无活性炭时上升 20. 84 % , 这是由于活性炭吸附了培养基中的有害物质 , 从而促进愈伤
组织的形成。但当活性炭浓度为 1. 5 g/ L 时 , 愈伤组织诱导百分率比活性炭浓度为 1 g/ L
时降低 12. 5 % , 可能是活性炭吸附了培养基中的活性成分而造成的。
2. 4 　影响愈伤组织继代培养的主要因素
应用正交表分析实验结果可知 , 愈伤组织继代培养中 , 以蔗糖作为碳源较好 , 而维生
素B1 浓度升高有利于愈伤组织存活。其中 7 号培养基上的愈伤组织存活百分率最高 , 可
达 78. 57 % , 其组成为 : Mb + Dicamba 5μmol/ L + IAA 1μmol/ L + 2 ,42D 0. 4μmol/ L + BAP
2. 2μmol/ L + 维生素 B1 40 mg/ L , 添加蔗糖 30 g/ L , 琼脂粉 7. 5 g/ L 和活性炭 0. 5 g/ L。
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2. 4. 1 　氮源 　如图 3 (A) 所示 , 把培养
基 7 的 KNO3 浓度由 3 000 mg/ L (a) 提高
到 3 500 mg/ L (b) , 有利于愈伤组织的继
代培养 ; 而把培养基 S 的 (NH4) 2SO4 浓度
由 134 mg/ L 提高到 184 mg/ L (c) , 则使愈
伤组织存活百分率大为下降 (38. 89 %) 。
2. 4. 2 　BAP 　由图 3 (B) 可知 , 愈伤组
织继代培养的最佳 BAP 浓度为 22μmol/ L ,
其愈伤组织存活百分率比 BAP 浓度为 2. 2、
55 和 100μmol/ L 时分别增加了 10 %、20 %
和 45 %。
2. 4. 3 　KNO3 与 BAP 的协同效应 　试验发
现 , 培养基 7 同时添加 KNO3 500 mg/ L 和
BAP 22μmol/ L 时 , 愈伤组织存活百分率比
单独添加时高 , 可达 90 %。
2. 5 　愈伤组织形态发生能力
不定芽诱导培养基上的愈伤组织渐渐
变成黄色 , 5 周后开始有不定芽发生 , 继
续培养 1 周统计得出 : 23. 53 %愈伤组织诱
导出不定芽 , 平均每块愈伤组织诱导出的
不定芽数为 4. 3。
图 3 　氮源及 BAP对愈伤组织存活百分率的影响
FIg. 3 　Influences of nitrogen source and BAP
on the percentage of callus survival
a : KNO3 3 000 mg/ L + (NH4) 2 SO4 134 mg/ L ;
b : KNO3 3 500 mg/ L + (NH4) 2 SO4 134 mg/ L ;
c : KNO3 3 000 mg/ L + (NH4) 2SO4 184 mg/ L
2. 6 　成苗
无论是从薄片直接诱导出的芽或从愈伤组织诱导出的芽 , 在成苗培养基上皆生长旺
盛。1 个月后分别得到 40 株具 3～4 片展开叶和健壮根的再生植株 , 成苗率均达 100 %。
3 　小结
我们利用薄片培养 , 成功地通过直接和间接器官发生途径得到了‘广东 631’香蕉的
再生植株 , 并研究了其中的主要影响因素。与原有的再生体系相比 , 该再生途径更适用于
香蕉转基因研究 , 原因主要为 : (1) 以直接器官发生作为转化途径时 , 薄片外植体的细胞
数目远少于传统的茎尖外植体的细胞数目 , 可相对降低转化时嵌合体的出现频率。而且 ,
外植体供体数量相同时 , 薄片培养可比茎尖培养获得更多的外植体和再生植株。(2) 以间
接器官发生作为转化途径 , 可避免出现直接器官发生过程中外植体易褐化的现象 , 操作也
较利用悬浮细胞或原生质体进行转化简单。(3) 整个再生途径所需培养时间较短。
参考文献 :
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Studies on the Plant Regeneration from the Micro2Cross Sections of
Banana
Huang Xia , Huang Xuelin , Wang Honghe , and Li Xiaoju
( School of Life Sciences , Zhongshan University , Guangzhou 510275)
Abstract : The organogenesis of ‘Guangdong 631’banana by micro2cross sections culture and
the factors influencing plant regeneration were investigated. The optimal culture condition was estab2
lished by a statistical method and making research on the single factor : (1) the medium for direct
organogenesis contained Ma (MS modified) , BAP 10μmol/ L , KT 50μmol/ L and IAA 1μmol/ L ;
(2) the medium for callus induction contained Mb (B5 modified) , dicamba 10μmol/ L , IAA
1μmol/L , 2 , 42D 0. 7μmol/ L , NAA 0. 5μmol/ L , BAP 4. 4μmol/ L and 1 g/ L activated
charcoal ; (3) the medium for callus subculture contained Mb , 5μmol/ L dicamba , IAA 1μmol/ L ,
2 ,42D 0. 4μmol/ L , BAP 22μmol/ L , KNO3 500 mg/ L , vitamine 40 mg/ L B1 and activated
0. 5μg/ L charcoal ; (4) the medium for induction shoot buds from the callus was composed of half2
strength Ma , BAP 1μmol/ L , 0. 5μmol/ L IAA and 1 g/ L activated charcoal ; (5) the plant
regeneration medium was composed of Ma , BAP 1μmol/ L , KT 4. 6μmol/ L and NAA 1μmol/ L.
The callus induction and subculture was kept in darkness. The application of micro2cross sections of
banana for regeneration of plants might be a useful alternative to cell suspensions and protoplast culture
in banana transformation.
Key words : Banana ; Micro2cross sections culture ; Organogenesis
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