全 文 ：·药材·
药用植物莪术的组织培养快速繁殖与植株再生的研究△
辽宁省植物生物工程重点实验室 (大连 116029)　　李春斌
辽宁师范大学生物工程研究所　　　　　　　 　　方宏筠　王关林
摘　要　通过茎尖培养实现了中药莪术试管苗的快速繁殖并从试管苗基部诱导出了愈伤组织。 实验表明: 以 M S
培养基为基本培养基 ,附加 ZT 4. 0 mg / L+ IAA 0. 5～ 1. 0 mg /L适于丛生芽的诱导与增殖 ;附加 2, 4-D 1. 0 mg /L
+ K T 4. 0～ 6. 0 mg /L适于愈伤组织的诱导 ;附加 2, 4-D 1. 0～ 2. 0 mg /L+ K T 0. 2～ 0. 5 mg /L适于愈伤组织的
继代培养 ;附加 KT 4. 0 mg /L+ N AA 0. 2 mg / L适于愈伤组织的分化。
关键词　莪术　组织培养　快速繁殖　愈伤组织　再生
Studies on Plantlet Regeneration and Propagation of Curcuma zedoaria
　　 Plant-Bio lo gy Eng ineering Key Labo ra to r y o f Liaoning Province ( Dalian 116029)　 Li Chunbin
　　Biolog y Engineering Institute o f Liaoning Normal Univ er sity　 Fang Hong jun and Wang Guanlin
Abstract　 　 Aseptic seedling of the t radi tional Chinese medicinal plant , Curcuma zedoaria
( Ch ristm. ) Ro sc. w as successfully propaga ted by means of shoo t culture, and calli w ere induced from the
base of aseptic seedling. M S medium w ith 4. 0 mg /L ZT and 0. 5 ～ 1. 0 mg /L IAA was sui table fo r the
induction and pro li feration of fascicula r g emma. M S medium with 1. 0 mg /L 2, 4 -D and 4. 0～ 6. 0 mg /
L K T was sui table for the induction o f calli. M S medium with 1. 0 ～ 2. 0 mg /L 2, 4 -D and 0. 2～ 0. 5
mg /L KT was sui table fo r the subculture of calli. M S medium with 4. 0 mg /L KT and 0. 2 mg /L N AA
was suitable fo r the dif ferentiation of calli.
Key words　　 Curcuma zedoaria ( Ch ristm ) Rosc.　 ti ssue culture　 rapid propagation　 callus　
reg eneration
　　莪术 Curcuma zedoaria ( Christm ) Rosc. 为姜
科姜黄属多年生草本植物 [1 ]。 中药莪术已具有上千
年的历史 ,在医学上应用非常广泛。唐《药性论》及李
时珍《本草纲目》均有记载 ,莪术具有行气破血、消食
化积之功效 ,被称为血中之气药。应用莪术治疗肿瘤
是我国医药工作者首先报道的 [ 2]。
莪术的药用部位主要是根茎和块根 ,主要含挥
发油类和姜黄素类成分 ,此外还有树脂类和糖类
等 [3 ]。 在栽培生产上以根茎进行营养繁殖 ,耗种量
大 ,且病毒化严重 ,品质下降。为了解决莪术生产上
存在的问题 ,我们采用生物技术手段复壮莪术优良
新品种 ,并为莪术优良品种的快速繁殖打下基础。莪
术的组织培养工作国内外尚未见报道。
1　材料和方法
1. 1　材料:植物材料取自大连市药物科学研究所 ,
由该所刘玉兴研究员鉴定。 外植体为莪术根茎上的
芽长成的试管苗。
1. 2　方法
1. 2. 1　无菌外植体的获得:洗净莪术根茎 ,将莪术
根茎上大约 0. 5 cm的芽切下 ,于 75% 乙醇中浸泡
45 s,再于 0. 1% 升汞中消毒 8 min,无菌水冲洗 5
次 ,然后接种于 MS+ BA 0. 5 mg /L + IAA 0. 1
mg /L的培养基中培养。 培养条件为 M S培养基附
加 0. 5% 琼脂 , pH 5. 8;培养温度 ( 25± 2)℃ ;光照
10～ 12 h /d,光强 2 000 lx ,蔗糖浓度为 30 g /L。
1. 2. 2　丛生芽的诱导与增殖:剪取莪术试管苗基部
约 1 cm长接种于附加不同激素配比的 MS培养基
中 ,筛选出适于丛生芽诱导与增殖的培养基。
1. 2. 3　愈伤组织的诱导、继代与分化: 选取较幼嫩
的莪术试管苗的不同部位接入附加不同激素配比的
愈伤组织诱导培养基中进行愈伤组织的诱导。将诱
导出的愈伤组织于愈伤组织继代培养基上每 25～
30 d继代一次。选取继代了 2～ 3次生长旺盛、质地
致密、表面有细颗粒状结构、颜色鲜黄的愈伤组织转
·853·中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2000年第 31卷第 11期
Address: Li Chunbin, Plant-Biolog y Engineering Key Lab oratory of Liaoning Province, Dalian大连理工大学化工学院九七级博士研究生△辽宁省教委资助的科研攻关项目
入愈伤组织分化培养基中进行愈伤组织的分化培
养。
1. 2. 4　芽的伸长与生根培养:将在愈伤组织分化培
养基中生长健壮的再生芽及在芽增殖培养基中生长
了约一个月的丛生芽分成 3～ 4个为一小簇转入到
芽伸长培养基中进行芽的伸长培养。 将在芽伸长培
养基中生长了约一个月的芽再转入到芽生根培养基
中进行生根培养。
1. 2. 5　试管苗的移栽:将在生根培养基中生长了约
一个月的生长健壮的试管苗在移栽前 3～ 5 d将瓶
口打开 ,注入少量清水淹没培养基表面 ,于室内自然
光下散射。移栽时将试管苗从瓶中取出 ,用清水将根
表面的培养基冲净 ,然后移入经多次冲洗的较粗河
沙中 ,于温室内培养。
2　结果与分析
2. 1　激素对丛生芽诱导与增殖的影响:细胞分裂素
和生长素是芽诱导与增殖过程中最关键的因子 ,本
实验研究了多种细胞分裂素和生长素的不同浓度的
配比组合 ,其中以 ZT和 IAA的组合最佳。 ZT与
IAA对芽诱导与增殖的影响见表 1。
表 1　 ZT与 IAA对莪术试管苗丛生芽诱导与增殖的影响
ZT
( mg /L)
IAA
( mg /L)
产生芽时间
( d)
增殖倍数 　芽生长状况
3. 0 0. 5 11～ 13 3. 2
3. 0 1. 0 11～ 13 2. 8 芽健壮、饱满 ,
4. 0 0. 5 7～ 8 4. 8 生长迅速。
4. 0 1. 0 7～ 8 4. 5
5. 0 0. 5 9～ 10 3. 3 芽弱小 ,生长
5. 0 1. 0 9～ 10 2. 9 缓慢。
　　由表 1可见 ZT 4. 0 mg /L + IAA 0. 5～ 1. 0
mg /L最适于丛生芽的诱导与增殖 (图 1) , ZT浓度
超过 4. 0时对芽的分化与增殖又产生了抑制作用。
图 1　茎尖诱导出的丛生芽
2. 2　影响莪术外植体愈伤组织诱导、继代和分化的
因素
2. 2. 1　生长素对愈伤组织诱导、继代和分化的影
响:以 MS培养基为基本培养基分别附加不同浓度
的 IAA、 NAA、 2, 4-D对莪术试管苗基部进行愈伤
组织的诱导 ,培养一个月后观察 ,结果见表 2。
表 2　生长素对愈伤组织诱导的影响
IAA
( mg /L)
N AA
( mg /L)
2, 4-D
( mg /L)
产生愈伤组织
时间 ( d)
诱导率
(% )
0. 5 0. 0 0. 0
1. 0 0. 0 0. 0 无愈伤组织产生 无愈伤组织产生
0. 0 0. 5 0. 0
0. 0 1. 0 0. 0
0. 0 0. 0 0. 5 27～ 28 82～ 84
0. 0 0. 0 1. 0 24～ 25 95～ 96
　　由表 2可见 , 2, 4-D对莪术试管苗有很强的诱
导愈伤组织的作用 ,而 IAA和 NAA不能诱导出愈
伤组织。
但进一步的试验发现 2, 4-D对愈伤组织的分
化有很强的抑制作用。 选取继代了 2～ 3次状态基
本相同的愈伤组织分别转入含有 2, 4-D 0. 5 mg /L
和不含 2, 4-D的愈伤组织分化培养基中 ,一个月后
观察 ,结果发现不含 2, 4-D的愈伤组织分化培养基
中出现了大量的绿芽 ,而含有 2, 4-D的培养基中则
没有绿芽的产生。
2. 2. 2　 KT对愈伤组织诱导、继代和分化的影响:
实验中发现单独使用 2, 4-D即可诱导出愈伤组织 ,
但诱导出的愈伤组织生长缓慢且不能分化。 因此本
实验在诱导愈伤组织过程中除了使用 2, 4-D外 ,还
附加了不同浓度的 KT。 结果发现高浓度的 K T有
利于状态良好的愈伤组织的产生。在 MS+ 2, 4-D
1. 0 mg /L+ KT 4. 0～ 6. 0 mg /L的培养基中诱导产
生的愈伤组织在继代培养中生长旺盛 ,而且易于分
化。 虽然高浓度的 KT利于诱导产生状态良好的愈
伤组织 ,但在继代培养中却应降低 K T的浓度 ,否则
很难保证愈伤组织的稳定性。以 MS+ 2, 4 -D 1. 0
～ 2. 0 mg /L+ K T 0. 2 ～ 0. 5 mg /L进行愈伤组
织的继代培养较为适宜 (图 2)。K T对愈伤组织的分
化也有很大的影响 ,结果见表 3。
图 2　从外植体诱导出愈伤组织
由表 3可见 K T 4. 0～ 6. 0 mg /L愈伤组织都
能分化出较多的芽 (图 3) ,但 K T 4. 0 mg /L既有利
·854· 中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2000年第 31卷第 11期
表 3　 KT对愈伤组织分化的影响
K T
( mg /L)
产生芽
时间 (d )
诱导率
(% )
再生芽数目
(个 /块 ) 再生芽生长状态
0. 5 — — — —
2. 0 25～ 27 82 4～ 5 芽生长状态良好 ,易成苗
4. 0 19～ 21 96 10～ 12 芽生长状态良好 ,易成苗
6. 0 19～ 21 96 12～ 14 芽生长较弱 ,不易成苗
于愈伤组织的分化 ,又有利于再生芽的成苗 (成苗率
70% 以上 )。当采用 MS+ K T 4. 0 mg /L+ N AA
0. 2 mg /L培养基进行愈伤组织的分化培养时 ,再
生芽成苗率可较 MS+ KT 4. 0 mg /L培养基提高
10% 以上 (成苗率 82% ～ 84% ) ,而且每块愈伤组
织也可多分化出 2～ 3个芽。
图 3　愈伤组织开始分化出芽
2. 2. 3　外植体部位对愈伤组织诱导、继代和分化的
影响: 实验中发现外植体部位对愈伤组织诱导具有
极其重要的影响。 本实验只是从莪术试管苗基部诱
导出了可以继代和分化的愈伤组织。 对莪术叶片进
行了上百次试验 ,但未能诱导出愈伤组织及实现分
化。从叶鞘部位偶而诱导出了愈伤组织 ,但产生的全
是白色小颗粒状的愈伤组织 ,很难进行继代培养 ,不
能实现分化。 对根部诱导出了愈伤组织但只是局限
于根尖部位 ,在继代培养中生长缓慢 ,未能实现分
化。因此 ,本实验采用莪术试管苗基部进行愈伤组织
的诱导 ,莪术愈伤组织诱导培养基为 MS+ 2, 4-D
1. 0 mg /L+ K T 4. 0～ 6. 0 mg /L;愈伤组织继代培
养基为 MS+ 2, 4 - D 1. 0～ 2. 0 mg /L + KT 0. 2
～ 0. 5 mg /L;愈伤组织分化培养基为 MS+ KT
4. 0 mg + N AA 0. 2 mg /L。
2. 3　影响莪术试管苗成活率的主要因素
2. 3. 1　 GA对再生芽伸长的影响:在莪术再生芽的
伸长培养中 ,不需要高浓度的细胞分裂素和生长素 ,
附加一定浓度的 GA时对莪术再生芽的伸长有明
显的促进作用。 在 MS+ K T 0. 5 mg /L + IAA
0. 2 mg /L的培养基中附加 GA 0. 1 mg /L时 , 30 d
后即可较未加 GA的对照组芽高 1倍左右 ,但附加
GA 0. 1 mg /L的芽明显较对照组的芽细弱。实验中
采用 MS+ K T 0. 5 mg /L + IAA 0. 2 mg /L +
GA 0. 02 mg /L进行再生芽的伸长培养 ,取得了良
好的效果 ,既能保证再生芽的快速生长 ,又能保证其
健壮而不弱小 (图 4)。
图 4　再生芽伸长培养
2. 3. 2　 IAA对试管苗生根的影响: 实验中发现
IAA即能使试管苗正常生长 ,又能诱导出良好的根
系。在试管苗生根培养过程中还发现在 IAA浓度相
同的条件下 ,使用 1 /2 M S培养基更有利于根的形
成 ,可较 MS全量培养基提前 5～ 6 d多生出 1～ 2
条根。 本实验采用 1 /2 M S + KT 0. 5 mg /L +
IAA 1. 0 mg /L+ 蔗糖 15 g /L的培养基作为莪术
试管苗的生根培养基 ,并取得了良好的效果 ,一周左
右即可出 4～ 5条根 ,生根率可达 98% ,并获得了生
长极健壮的试管苗。
2. 3. 3　温度、光照和水分对试管苗移栽的影响: 莪
术试管苗在生根培养基中生长一个月后便可以进行
移栽。由于莪术是热带植物 ,所以移栽后要保证适宜
的温度、光照和水分 ,莪术试管苗移栽时温度不能低
于 22℃ ,也不宜过高 ,否则易引起试管苗徒长。 移
栽初期试管苗不能接受阳光的直射 ,最好是散射光
或遮阴。莪术试管苗移栽后对缺水十分敏感 ,每 2～
3 d就应浇透一次水 ,相对湿度应保持在 85% 以
上。
试管苗移栽 8～ 10 d以后可适当提高光照强度
和温度 ,再经过约 2周的培养 ,移栽的试管苗便已
长出了 1片新叶 ,并生出大量的须根 ,当户外温度
稳定在 20℃以上时便可移栽入大田。
3　讨论
3. 1　细胞分裂素和生长素之间的比例关系对莪术
组织培养的影响:在莪术丛生芽的诱导、增殖和愈伤
组织的分化过程中 ,高浓度的细胞分裂素是必需的 ,
而且同时应配合一定低浓度的生长素。 不含生长素
或生长素浓度过低时产生的芽生长势弱、数目也少 ;
崔徵 [4 ] 1952年指出细胞分裂素类物质腺嘌呤与生
长素 IAA之间的比例关系非常主要 ,可以有效地控
制植物组织培养中芽和根的发生 ,这一比例高时有
·855·中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2000年第 31卷第 11期
利于芽的分化 ,比例低时有利于根的分化。本实验结
果与上述观点相符。
在莪术愈伤组织的诱导过程中也使用了高浓度
的细胞分裂素 KT 4. 0～ 6. 0 mg /L并配合 2, 4-D
1. 0 mg /L进行愈伤组织的诱导。 虽然细胞分裂素
对莪术愈伤组织的诱导不是必需的 ,但是配合高浓
度的细胞分裂素却有利于莪术产生高质量的易于继
代和分化的愈伤组织。 这可能是由于莪术试管苗具
有较高的内源生长素的原因。同时也提示我们 ,如果
一种植物在愈伤组织的诱导过程中细胞分裂素对其
愈伤组织的诱导没有抑制作用 ,那么我们可以试着
采用高浓度的细胞分裂素配合生长素来进行愈伤组
织的诱导 ,这样获得的愈伤组织很可能容易进行高
频的分化和再生。
3. 2　细胞分化程度与莪术脱分化的关系: 在莪术组
织培养的快速繁殖和愈伤组织诱导过程中 ,发现正
确的选择外植体的部位极其重要。莪术试管苗丛生
芽的诱导、增殖和愈伤组织的诱导都是在相同的部
位产生的 ,都是在试管苗基部茎尖生长点处。是因为
该处分生细胞较多 ,细胞比较幼嫩、分化程度低的原
因。本实验曾试图从莪术叶片、叶鞘等其它部位诱导
产生不定芽和愈伤组织 ,但未能成功。在愈伤组织诱
导过程中曾将外植体以竖放、横放和倒放的方式接
入愈伤组织诱导培养基中培养 ,结果竖放的外植体
周围距培养基 1 cm范围内都能产生大量的愈伤组
织 ;而横放的愈伤组织只是在靠近基部约 0. 5 cm的
范围内产生了一些愈伤组织 ;倒放的外植体只是在
上端 (原形态学下端 ,试管苗基部 )产生了少量的愈
伤组织 ,而接触培养基的部位却未能产生出愈伤组
织 ,这证明了细胞的分化程度对莪术试管苗的脱分
化有极其重要的影响。应该选择细胞分化程度低的
部位进行莪术的脱分化研究。
在莪术愈伤组织的诱导中从根尖部位也诱导出
了愈伤组织 ,根尖部位也是分生细胞和幼嫩细胞较
多、细胞分化程度较低的部位。但该部位诱导出的愈
伤组织却不能进行分化 ,可见即使都是分化程度较
低的细胞 ,但因部位的不同 ,它们的生理特性也不相
同。
参 考 文 献
1　全国中草药汇编编写组 . 全国中草药汇编 .上册 .北京:人民卫
生出版社 , 1979: 685
2　旅大市妇产医院肿瘤防治小组 . 中草药 , 1972, 2: 15
3　肖小河 ,苏中武 ,乔传卓 ,等 . 中草药 , 1997, 2: 114
4　崔　徵 .植物学报 , 1952, 2: 152
( 1999-12-14收稿 )
几种化学药物对银杏种子发芽力的影响
仲恺农业技术学院观赏植物研究中心 (广州 510225)　　蒋　林
广州中医药大学中药学院　　　　　　　　　　　 　　丁　平
仲恺农业技术学院园艺系　　　　　　　　　　　 　　蔡冬梅　罗伟中　陈伟光　谭小勇
摘　要　通过不同浓度的 CaCl2、 KNO3、 GA3溶液对银杏 Ginkgo biloba L. 种子浸种 ,研究其种子的发芽力。结果表
明: CaCl2、 KNO3、 GA3在不同程度上提高银杏种子的发芽率和发芽势。 三者浸种的最适浓度分别为 25 mmo l /L、
0. 4 mo l / L和 500 mg /L。其中以 GA3的处理效果最好 ,用 500 mg / L浓度处理时可使银杏种子发芽率和发芽势分
别提高 33. 3% 、 24. 9% ,而且幼苗生长健壮。 同时用这 3种化学药物浸种还能降低烂种率、提早发芽。
关键词　银杏种子　发芽力　化学药物
Studies on the Effect of Soaking with Several Chemicals on the Germination of
Seed of Ginkgo biloba
　　 Institute o f Bo tany , Zhongkai Ag ro technical Colleg e ( Guang zhou 510225)　 Jiang Lin
　　Colleg e o f Chinese Ma teria Medica , Guang zhou Univ er sity o f TCM　 Ding Ping
　　 Depa rtment o f Hor ticulture, Zhongkai Ag ro technical Colleg e　 Cai Dongmei, Luo Weizhong , Chen Weiguang and Tan
Xiaoyong
·856· 中草药　 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s　 2000年第 31卷第 11期
Address: Jiang Lin, Zh ongkai Ag rotechnical College, Guang zhou蒋　林　男 , 1963年 6月出生 ,汉族。副研究员。主要从事植物资源的研究和开发。近年来先后承担国家自然科学基金和省部级研究基金
5项 ,分别获得中国科学院自然科学奖二等奖和广东省自然科学奖二等奖各 1项 ,发表学术论文 30余篇。