全 文 ：第 27 卷 第 6 期 作　物　学　报 V o l. 27, N o. 6
2001 年 11 月 A CTA A GRONOM ICA S IN ICA N ov. , 2001
S-3307 对水稻花药愈伤组织诱导、分化及其壮苗的效应Ξ
冯　英　薛庆中ΞΞ
(浙江大学农学系, 浙江抗州 310029)
提　要　研究了植物生长延缓剂 S23307 对水稻花药培养的效应。在诱导培养基中, 低浓度 (≤1 m gö
L ) 的 S23307 可以明显提高愈伤诱导率和绿苗分化率, 高浓度 (≥10 m göL ) 的 S23307 却致花药发黄,
几乎不能生长。在分化培养基中添加低浓度 (≤1 m göL ) S23307, 有助于绿苗分化率成倍提高, 当 S2
3307 的浓度为 1 m göL 时, 绿苗分化率达到最大值, 同时白苗分化率显著降低, 出现了部分黄绿苗; 添
加高浓度的 S23307 对愈伤组织的分化有抑制作用, 当浓度达到 25 m göL 时, 愈伤组织褐化死亡; S2
3307 对不同品系的作用效应不同, 表现出基因型间的差异。在练苗培养基中添加 0. 1～ 1 m göL S2
3307, 能控制花粉植株的苗高, 促进根系发育, 健壮试管苗, 提高移栽成活率, 这无疑将在细胞工程和
基因工程中有实际应用前景。
关键词　S23307; PP333; 水稻; 花药培养
Effects of S-3307 on the Induction and D ifferen tia tion of Ca ll i and
the Growth of Plan tlets in R ice An ther Culture
FEN G Y ing　XU E Q ing2Zhong
(A g ronomy D ep artm en t, Z hej iang U niversity , H ang z hou, 310029)
Abstract　　Effects of p lan t grow th reta rdan t S23307 on an ther cu ltu re of rice w ere stud ied.
a low concen tra t ion of S23307 (≤1 m göL ) in the ca llu s induct ion m edium cou ld in ten sively
increase the ra t io of ca llu s induct ion and frequency of green p lan t let d ifferen t ia t ion, bu t
an ther w as changed yellow and even cou ld hard ly grow fo r the h igh concen tra t ion of S23307
(≥10 m göL ). T he num ber of green p lan t let increased over and over w hen S23307 w as
supp lem en ted a t a low concen tra t ion (≤1 m göL ) to the regenera t ion m edium. T he h ighest
va lue of green p lan t lets and low er w h ite and yellow ish2green p lan t lets w ere ob served w hen
S23307 w as app lied a t 1 m göL. How ever, the S23307 concen tra t ion of 25 m göL inh ib ited
ca llu s d ifferen t ia t ion and green p lan t let fo rm at ion and ca lli w ou ld d ie. It a lso no ted tha t
d ifferen t geno types show differen t cu ltu re respon ses on S23307 con ta in ing regenera t ion
m edium. 0. 1～ 1 m göL of S23307 can streng then p lan t lets and increase the su rviva l ra te of
p lan t lets after t ran sp lan t ing. T herefo re, there is no doub t tha t it a lso has grea t p ropert ies on
the cell and gene engineering in p lan ts.
Key words　　S23307; PP 333; R ice; A n ther cu ltu reΞΞΞ 通讯作者
收稿日期: 2000207228, 接受日期: 2000212207
Received on: 2000207228, A ccep ted on: 2000212207国家自然科学基金 (39870421)和浙江省 8812 计划资助

S23307 (S207, 烯效唑, U n iconzo le, Pen tezo l)是 80 年代初推出的一种植物生长延缓剂和
广谱内吸性杀菌剂, 化学名称是 (E) 212对氯苯基222(1, 2, 4 三唑212基) 2424 二甲基2戊烯232
醇[ 1, 2 ]。它具有控制生长, 促根增蘖, 增加作物抗逆性和抗倒伏能力, 延缓衰老等效应[ 1, 3～ 5 ] ,
并且对植物生长的抑制作用高于同属三唑化合物的 PP 333 (多效唑, M ET ) [ 1, 3 ] , 因而已广泛用
于水稻、小麦、大麦、棉花、油菜和烟草等大田作物中。
然而, 有关 S23307 在离体培养中的研究报道仅有三篇。Singh [ 5 ]对小麦种子用 0. 01% 的
S23307 进行处理, 所得苗对镉耐性增加。Sharm a 等[ 6 ]在棉花胚珠培养中添加 S23307, 抑制
了胚珠的纤维发生。安调过等[ 7 ]观察到低浓度 (2. 5～ 5. 0 m göL ) S23307 有促进小麦远缘杂交
胚再生植株生长的作用, 结合低温保存, 还有利于幼胚再生植株顺利越夏。本文首次报告 S2
3307 对水稻花药愈伤组织诱导、分化和壮苗的效应, 并探讨它在离体培养中的应用价值。
1　材料与方法
1. 1　供试材料
以本课题组选育的 4 个粳稻 (O ry z a sa tiva L. jap on ica ) 品系进行花药培养, 即: FG211,
FG202, ZD 22 和 FF80。
1. 2　花药培养
1. 2. 1　花药的采集和接种　　在水稻孕穗期取处于单核靠边期的水稻幼穗, 用 70% 酒精表
面消毒, 并用湿纱布包裹, 置于 7～ 8℃低温预处理 3d。整穗后用 10% 次氯酸钠消毒 10～ 15
m in, 再于超净工作台上用无菌水冲洗 3～ 4 次, 用剪颖法将花药接种于试管中, 每管接种花
药 100 枚, 每个供试品系接种 5000～ 6000 枚花药。
1. 2. 2　培养基　　诱导培养基为N 6 培养基 (+ 2, 42D 2 m göL ) , 分化培养基为M S (+ NAA
0. 5 m göL + KT 2 m göL ) , 练苗培养基为M S 基本培养基, 在诱导、分化和练苗培养基中分别
添加 0. 01、0. 1、1、10、25 m göL 的 S23307 或 PP 333, 以未加 S23307 或 PP 333的处理为对照。
1. 2. 3　培养条件　　脱分化在 26～ 27℃暗培养 30～ 40d, 愈伤组织长至直径 2～ 3 mm 后转
移到M S 分化培养基上, 并置于光照培养室, 温度为 26～ 27℃, 光照 14 h. d - 1, 光照强度为
2000 lx, 培养 20d 后转到练苗培养基中, 移栽前先练苗 3～ 4d。
1. 2. 4　数据统计　　练苗 25d 后, 随机取花培植株各 10 丛测量苗高、根长和每丛根数等性
状并统计花药愈伤组织诱导率、绿苗分化率、白苗分化率、黄绿苗率和移栽成活率。
2　结果与分析
2. 1　S-3307 对水稻花药培养愈伤组织诱导的效应
诱导培养基中添加低浓度 (≤1 m göL ) S23307 对愈伤组织诱导率、绿苗分化率和白苗分
化率有显著影响, 其中以 0. 1 m göL 浓度处理的促进效应最强, 愈伤组织诱导率达 20. 6% ,
相当于对照 (12. 2% ) 的 1. 7 倍, 绿苗分化率为 8. 78% , 是对照 (6. 17% ) 的 1. 4 倍; 白苗分化
率稍有降低。但当浓度达 10 m göL 时, 愈伤组织诱导, 分化完全被抑制 (表 1)。接种 10d 左右
花药呈淡黄色 (比接种时略深) , 但不转成褐色, 此时花药实际上已经死亡。在诱导培养基中
添加低浓度 PP 333 (≤1 m göL )对愈伤组织诱导也有促进作用, 但效果明显不如 S23307。
2. 2　S-3307 对愈伤组织分化效应
2. 2. 1　不同浓度的 S23307 对愈伤组织分化的影响　　和对照相比, S23307 各处理浓度对绿
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表 1　　不同浓度的 S-3307 和 PP333对愈伤组织诱导的影响
Table 1　　Effects of differen t concen tration of S-3307 and PP333 on callus induction
激素浓度 (m göL )
Concentration (m göL ) 愈伤组织诱导率 (% )Ratio of callus induction (% ) 绿苗分化率 (% )Ratio of green p lan tlets (% ) 白苗分化率 (% )Ratio of alb ino s (% )
S23307 0 (CK) 　　　　12. 2　c　CD 　　　　6. 17　d　D 　　44. 44　cd　CD
0. 01 15. 9　b　BC 6. 35　d　D 46. 57　b　B
0. 10 20. 6　a　A 8. 78　a　A 43. 05　e　D
1. 00 16. 5　b　B 8. 06　b　B 40. 81　f　E
10. 00 0. 0　e　F 0. 0　e　E 0. 0　g　F
25. 00 0. 0　e　F 0. 0　e　E 0. 0　g　F
PP333 0. 01 12. 4　c　CD 6. 33　d　D 45. 02　c　C
0. 10 13. 1　c　BCD 7. 51　c　C 43. 36　de　D
1. 00 10. 5　c　D 6. 24　d　D 46. 64　b　B
10. 00 1. 6　d　E 0. 0　e　E 53. 17　a　A
25. 00 0. 0　e　F 0. 0　e　E 0. 0　g　F
　注: (1) 供试品系为 FG211, 每个处理接种花药数为 1000 个。　 (2) 平均值后含相同字母表示无显著无极显著差异。
　N o te: (1) T he m aterial is FG211, and the num ber of incubated an thers on each treatm ent is 1000.
(2) M eans fo llow ed by the sam e letters are no t sign ifican tly differen t at the 5% o r 1% level.
苗分化率的促进或抑制效应均达显著水平差异 (表 2)。就 FG211 而言, 分化培养基中的 S2
3307 浓度在≤1 m göL 时, 绿苗分化率随着 S23307 浓度的增加而增加, 显示明显的促进效
应。在 0. 01 m göL 时绿苗分化率为 11. 97% , 1 m göL 时达到 27. 62% , 比对照 (9. 09% ) 增加
近 3 倍。但当浓度继续增加到 10 m göL 时, 分化明显受到抑制, 在 114 颗愈伤组织中仅分化
出 3 株绿苗, 浓度增至 25 m göL , 愈伤组织全部褐化死亡 (表 2)。分化培养基中添加 PP 333, 也
有一定效果, 这和以前的报道一致[ 8, 9 ] , 但 PP 333对绿苗分化的促进作用明显不及 S23307。
表 2　　不同浓度的 S-3307 和 PP333对愈伤组织分化的影响
Table 2　　Effects of differen t concen tration of S-3307 and PP333 on callus differen tiation
激素浓度 (m göL )
Concentration
(m göL ) 接种愈伤组织数 (块)N um ber ofinoculated calli 绿苗分化率 (% )Ratio of greenp lan tlets (% ) 白苗分化率 (% )Ratio ofalb ino s (% ) 黄绿苗分化率 (% )Ratio of yellow ish2green p lan tlets (% )
S23307 0 (CK) 99 　　9. 09　f　F 　　66. 66　bc　BC 　　0. 00　d　D
0. 01 117 11. 97　e　E 60. 68　d　D 2. 56　c　C
0. 10 105 21. 09　b　B 49. 52　e　E 9. 53　b　B
1. 00 105 27. 62　a　A 38. 09　f　F 12. 5　a　A
10. 00 114 2. 63　g　G 29. 82　g　G 0. 00　d　D
25. 00 66 0. 00　h　H 0. 00　i　 I 0. 00　d　D
PP333 0. 01 111 9. 01　f　F 65. 76　c　C 0. 00　d　D
0. 10 114 18. 42　c　C 68. 42　b　B 0. 00　d　D
1. 00 117 16. 23　d　D 73. 35　a　A 0. 00　d　D
10. 00 105 0. 00　h　H 21. 09　h　H 0. 00　d　D
25. 00 63 0. 00　h　H 0. 00　i　 I 0. 00　d　D
　　注: 供试品系为 FG211, 平均值后含相同字母表示无显著或无极显著差异。
　　N o te: T he m aterial is FG211. M eans fo llow ed by the sam e letters are no t sign ifican tly differen t at the 5% o r 1% level.
分化培养基中添加 S23307 后, 观察到愈伤组织量显著增多。绿苗分化率增加, 白苗分化
率降低, 还有部分黄绿苗产生 (表 2) , 后一现象在 PP 333处理中未见到。
2. 2. 2　不同浓度 S23307 对不同品系愈伤组织分化效应的比较　　S23307 在分化培养基中
对绿苗分化率的影响因不同品系而不同, FG202 和 FG211 绿苗分化率高于 ZD 22 和 FF80,
差异达到极显著水平 (表 3)。低浓度 (< 1 m göL ) S23307 处理有助于增加绿苗分化率, 但不同
品系所要求的 S23307 最适浓度并不相同。如 FG211 和 FG202, 当 S23307 浓度为 1 m göL 时,
9186 期　　　　　　冯　英等: S23307 对水稻花药愈伤组织诱导、分化及其壮苗的效应　　　　　　　　　

其绿苗分化率达到最大值; 而 ZD 22 和 FF80 要求相对较低的浓度 (0. 1 m göL ) , 当 S23307 浓
度达到 1 m göL 时, 其绿苗分化率都有不同程度的下降, 但仍明显高于对照。
表 3　　不同浓度 S-3307 对不同品系绿苗分化率的影响
Table 3　　Effects of differen t concen tration of S-3307 on ratio of green plan lets in differen t l ines
浓度 (m göL )
Concentration (m göL ) FG211 FG202 ZD 22 FF80 平均A verage
0 (CK) 9. 09　d　D 8. 08　d　D 3. 03　c　C 6. 06　d　D 6. 57　d　D
0. 01 11. 97　c　C 10. 10　c　C 3. 03　c　C 7. 07　c　C 8. 04　c　C
0. 10 21. 09　b　B 37. 37　b　B 9. 09　a　A 16. 16　a　A 20. 93　b　B
1. 00 27. 63　a　A 45. 45　a　A 5. 05　b　B 12. 12　b　B 22. 56　a　A
10. 00 2. 63　e　E 0. 00　e　E 0. 00　d　D 0. 00　e　E 0. 66　e　E
25. 00 0. 00　f　E 0. 00　e　E 0. 00　d　D 0. 00　e　E 0. 00　f　F
平均　A verage 12. 07 16. 83 3. 37 6. 9
b a d c
B A D C
　　注: (1) 除 FG211 外, 其它品系分化培养基中接种的愈伤组织数均为 99 块。
(2) 平均值后含相同字母表示无显著或极显著差异。
　　N o te: (1) Excep t FG211, the num ber of inoculated calli in each line is 99.
(2) M eans fo llow ed by the sam e letters are no t sign ifican tly differen t at the 5% o r 1% level.
　　分化培养基中添加 S23307 后, 不同品系愈伤组织分化速率也不相同, 最快的是 FF80,
5d 左右即可分化出绿点, 20d 左右苗高已达 3～ 4 cm , 而分化最慢的品种 15d 左右才长出绿
芽。对 FG211 而言, 当 S23307 的浓度为 1 m göL 时, 7d 左右就已分化出绿芽, 到 42d 左右成
苗; 也可以在苗分化 20d 左右及时转入练苗培养基, 培养 25～ 35d 左右后即可移栽。
2. 3　S-3307 对试管苗壮苗的效应
在练苗培养基中添加 0. 01 m göL S23307 后, 对花培苗苗高和根长表现强烈的抑制效应,
但对其根数有促进作用, 并且移栽成活率能显著提高。随着浓度继续增高, 对苗高和根长的
抑制作用更为显著, 当浓度达到 10 m göL 时, 苗的生长完全被抑制 (表 4)。与 S23307 比较,
PP 333作用的起始浓度要高得多, 虽然添加 PP 333也能促根壮苗, 提高移栽成活率[ 8 ] , 但本试验
中 S23307 的效果相当于 PP 333的 10 倍 (表 4) , 这与前人的评估一致[ 1, 3 ]。
表 4　　S-3307 和 PP333对花培苗生长及其移栽成活率的影响
Table 4　　Effects of S-3307 and PP333 on the growth of plan tlets and surv iva l ratio of plan ts af ter tran splan ting
激素浓度 (m göL )
Concentration (m göL ) 平均苗高 (cm )A verage shoo t
heigh t (cm )
平均根长 (cm )
A verage roo t
length (cm )
根数ö丛 (条)
Roo t
num beröcluster 移栽成活率 (% )Survival rat io ofp lan ts after
transp lan ting (% )
S23307 0 (CK) 　　15. 67　b　B 　　1. 19　d　CD 　　39. 20　h　H 　　75. 20　c　C
0. 01 16. 07　a　A 1. 42　b　AB 45. 71　e　E 77. 30　c　BC
0. 1 7. 30　d　D 0. 52　f　F 109. 90　b　B 90. 80　ab　A
1 3. 16　f　E 0. 38　g　G 126. 70　a　A 93. 00　a　A
10 0. 32　g　F 0. 14　h　H 78. 45　d　D 　　　　-
25 0. 20　g　F 　　　　- 0. 00　i　 I 　　　　-
PP333 0. 01 15. 50　b　B 1. 17　d　D 39. 06　h　H 74. 90　d　C
0. 1 15. 36　b　B 1. 31　c　C 41. 25　g　G 78. 30　c　B
1 12. 14　c　C 1. 52　a　A 92. 42　c　C 91. 30　b　A
10 3. 60　e　E 0. 83　e　E 43. 23　f　F 93. 00　a　A
25 0. 20　g　F 　　　　- 0. 00　i　 I 　　　　-
　　注: 供试品系为 FG211, 平均值后含相同字母表示无显著或无极显著差异。
　　N o te: T he m aterial is FG211. M eans fo llow ed by the sam e letters are no t sign ifican tly differen t at the 5% o r 1% level.
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3　讨论
禾本科作物的花药培养易产生较高比例的白苗, 采取一些措施后, 可提高绿苗分化率,
但绿苗ö白苗的比例并没有改变[ 14 ]。本研究发现 S23307 不仅能促进绿苗分化, 而且白苗分化
率也有下降, 绿苗ö白苗比例增加, 还出现了部分黄绿苗。这可能与 S23307 处理后致使植物
内源 GA 3 和 IAA 含量降低, ABA 含量和乙烯释放量提高[ 1～ 3, 5, 6, 10～ 12 ]有关。Izum i 等[ 10 ]在笋
瓜离体细胞体系中发现 S23307 并不影响甲羟戊酸到贝壳杉烯的合成, 但阻碍了贝壳杉烯到
贝壳杉烯酸的氧化脱甲基反应, 使贝壳杉烯酸难以合成, 从而切断了 GA 3 的合成。王熹等[ 13 ]
实验证明 S23307 对植物的降矮作用是通过降低内源 IAA 的含量实现的。S23307 在减少 IAA
合成前体原料色氨酸, 阻抑内源 IAA 生成的同时, 还可以提高 IAA 氧化酶的活性。另有研
究表明[ 14 ] , 在离体条件下用BA 预处理大麦幼穗, 可以延缓药壁衰老, 提高花培绿苗分化率。
本试验作者观察到分化培养基中添加 S23307 后, 愈伤组织的生长量明显增加 (数据没有列
出) , 推测 S23307 或许能影响细胞分裂素类物质的合成与分泌, 提高愈伤组织的质量和数量,
进而影响绿苗的分化。
组织培养和基因转化试验所产生的试管苗往往长势较弱, 根系不发达, 移栽后成活率
低。本研究采用添加 S23307 新技术的优越性正是有降低苗高, 促进根系发育, 起健壮幼苗作
用。与 PP 333比较, 作用效应要高于 10 倍, 其起始浓度较低 (0. 01 m göL ) , 使用的浓度范围也
较宽, 达到 10 m göL 仍有绿苗分化, 愈伤组织并不是全部死亡 (表 2) , 应用时易于操作。
参　考　文　献
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