全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 24(2)：130— 133 2004年 3月
功率超声对地灵叶片愈伤组织
诱导和芽生长的影响
曾 弦，肖娅萍 ，胡雅琴，张媛华
(陕西师范大学生命科学学院，陕西西安 710062)
摘 要：用频率分别为 27 KHz和 4O KHz的功率超声对地灵组培苗进行不同时间的处理，继代培养后进行
观察。结果显示 ：经超声处理的叶片形成愈伤组织时间比对照组提前，但在愈伤组织生长后期增殖与对照组
没有差异 ；超声处理后的腋芽生长状况比对照组好 ，表现为腋芽高度增加，直径加粗，说明超声在一定程度上
可以促进植物的生长 。
关奠词 ：功率超声；地灵；愈伤组织
中圈分类号：Q945 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—3142(2004)02—0130—04
Effect 0f power ultrasound 0n induction
0f Stach ys sieboldii leaf callus
and growth 0f axillary bud
ZENG Xian，XIAO Ya—ping ，HU Ya—qin，ZHANG Yuan—hua
(College of Life Science，Shaanxi Normal University，Xi’an 710062，China)
Abstract：Using the power ultrasound 27 KHz and 40 KHz respectively tO treat with Stachys sieboldii in dif—
ferent treatment time then the treated materials were sub cultured．W e observed that the leaves calus forma-
tion time of ultrasound treatment groups was shortened comparing with the control ones．However，there was
no apparent diference during the later growing period．The axillary buds of ultrasound treatment groups grow
better than the control ones，such as increased height and thickened stem．It shows that power ultrasound，tO
some degree，could stimulate the growth of plant．
Key words：power ultrasound；Stachys sieboldii；calus
超声波是指频率高于 20 KHz且不引起听觉的
弹性波。功率超声是利用超声波振动产生的能量来
改变物质的组织结构、状态和功能。功率超声处理
技术还可以引发或强化机械、物理、化学、生物等过
程，提高这些过程的质量和效率，达到其他处理技术
难以达到的效果。目前，功率超声处理技术已广泛
应用于工业、农业、医药卫生等领域(郭孝武，2000；
孙丹红等，2002；邱荷香，2002)。对于功率超声生物
效应的研究始于二十世 纪初 ，目前探索超声处理技
术向生物工程领域渗透的研究已引起了广大科技工
作者的浓厚兴趣 (李重九等，1999；董云洲，1999)。
地灵(Stachys sieboldii Miq．)，又名甘露子、螺
丝菜、宝塔菜等，是唇形科水苏属多年生草本植物
(胡雅琴等，2003)；原产于华北及西北地区，现各地
有栽培；生湿地，海拔分布可高达 3 200 m；块茎可
供食用，全草治肺炎。有关地灵的组织培养工作已
收稿 日期：2003-07—10 修订 日期 ：2003一i0—15
基金项目：教育部“利用生物技术保护与开发秦巴山区珍稀濒危药用植物资源研究”项 目
作者简介：曾弦(1980一)，女，湖南常德人，硕士生，植物生物技术专业 *为通讯作者 E-mail：yapingxiao@yahoo．tom．cn
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2期 曾 弦等：功率超声对地灵叶片愈伤组织诱导和芽生长的影响 131
经开展(肖娅萍等，2002，2003)。
本文以地灵组培苗为研究对象，经不同频率、不
同时间的超声处理，研究超声处理对地灵生长的影
响，以期为地灵的进一步开发利用提供依据，同时为
功率超声的研究积累资料。
1 材料与方法
1．1主要仪器
超声波发生器为陕西师范大学应用声学研究所
研制，频率分别为 27 KHz和 40 KHz。实验装置的
主体为超声波发生器，由电源、电压变压器、电压放
大器、发射电路计时器以及换能器组成。材料处理
池为不锈钢及铝合金薄板制成的矩形容器。超声强
度 1．5 w／cm 。
1．2材料
植物材料采自河南，经陕西师范大学生命科学
学院植物教研室田先华副教授鉴定，为唇形科水苏
属植物地灵 (S．sieboldi Miq．)。本实验所选材料
为继代培养的地灵组培苗。
1．3方法
1．3．1丛生芽的获得 采回幼嫩的地灵植株，流水
冲洗 0．5～2 h后，截取茎段，置于三角瓶中，用7O 9，6
酒精处理 15～20 S，0．1 的 HgC12表面消毒 1O～
15 min，无菌水冲洗 5～6次，无菌条件下接种于起
始培养基 1／2 MS，外植体培养至无菌状态，转接于
MS+6一BA 2 mg／L+NAA 0．2 mg／L。培养基附
加蔗糖 4％，琼脂 0．6 ～0．8 ，pH5．8，培养温度
为(25-+1)℃ ，光照度 2 000 lx，光照 12～14 h／d。
培养 10 d后，腋芽发出，切下腋芽继代培养，基
部发 出丛生芽。
1．3．2超声处理 待生长健壮 的丛生芽长至 4～6
节(生长 20 d左右)时 ，在超净工作台上剪取每苗上
方高度一致(高大约 1．5 cm)的带叶片的茎段放人
无菌三角瓶中(瓶中已装有 100 mL无菌水)。每瓶
1O段，标号 O～16。1～8号用频率为 27 KHz的超
声波依次处理 0．5、1、1．5、2、2．5、3、6、10 min，9～
16号用频率为 40 KHz的超声波依次处理 0．5、1、
1．5、2、2．5、3、6、10 rain。0号为对照组。处理介质
均为水。
超声 处理后 迅 速将 处理 过 的叶 片，切成 0．5
cmz大小 ，接人 MS+6一BA 2 mg／L+NAA 0．2 mg／
L培养基，观察叶片经过超声处理后愈伤组织形成
状况 。同时将经过超声处理后地灵茎段接人 MS+
6一BA 2 mg／L+NAA 0．2 mg／L培养基，观察腋芽
发生及生长情况 。
2 结果与分析
2．1超声对植株外形的影响
地灵植株经不同频率、不同时间的超声处理，外
观呈现不同程度的损伤。超声处理 1 min，叶片即
呈现轻度损伤，表面出现少量深绿色斑点；超声处理
3 min，深绿色斑点增加；超声处理 6 min，大部分叶
片呈现严重损伤，有的叶片甚至只剩下网状叶脉，说
明叶肉大部分已被破坏，可见超声可破坏植物的叶
肉组织。作为超声处理介质的无菌水，随着超声处
理时间的延长，颜色逐渐由自然色转变为浅绿色，最
后呈现深绿色，这是受超声破坏散到水中的叶肉细
胞中叶绿素的颜色，这从侧面说明超声处理时间越
长，地灵叶片受到的损伤越大。
2．2超声对叶片愈伤组织形成的影响
我们观察到：经频率 27 KHz和40 KHz的超声
处理后，叶片愈伤组织的形成情况类似。因此我们
以用 27 KHz处理后叶片愈伤组织形成为例来探讨
超声对地灵叶片愈伤组织形成的影响。
接种 4 d，经超声处理的叶片全部卷曲，而对照
组仅正面 向下的叶片发生卷曲。
接种6 d，大部分经超声处理的叶片叶柄切口处
出现白色突起 ；未切到叶柄 的叶子则在叶片切 口处
出现类似结构。部分超声损伤严重的叶片呈枯死
状。对照组只有少数叶片发生卷曲。
接种8 d，经超声处理的叶片中脉处出现淡绿色
的愈伤组织，少数叶片在中脉切 口处出现淡绿色的
愈伤组织。对照组叶片仅出现卷曲，没有突起或愈
伤组织出现。
接种 10 d，对照组的叶片出现突起 ，少数叶片从
叶柄到叶中脉、支脉都有淡绿色或淡黄色的愈伤组
织形成。而经超声处理的叶片，愈伤组织的数量虽
有增多，但不明显。
接种 14 d，对照组叶片的支脉愈伤组织呈凸瘤
状，叶缘的凹缺处及叶尖都有愈伤组织出现，而经超
声处理的叶片则没有类似现象。
综上所述：经超声处理，地灵叶片愈伤组织出现
和形成的时间比对照组短(图版 I：5，6)；但愈伤组
织形成后，对照组愈伤组织增殖较明显，且叶缘处也
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132 广 西 植 物 24卷
可形成愈伤组织。 培养 21 d，超声处理后腋芽高度均在 2～3 cm，
不同处理后叶片颜色、愈伤组织出现时间、颜
色、大小及紧密程度见表 1。
2．3超声对腋芽发生及生长状况的影响
经超声处理，植株的生长情况比对照组好。形
态上表现为：腋芽增高，直径加粗(图版I：1～4)。
对照组腋芽高度几乎都在 1 cm左右。
培养 21 d，用游标卡尺测量腋芽直径，结果见表
2。
经超声处理 ，腋芽的直径均有不同程度的增加。
用 SPSS 10．0作 LSD极差分析，结果见表 3。
表 1 不同处理方法下地灵叶形成的愈伤组织的情况
Table 1 The situation of Stachys sieboldii leaves callus in different treatments
表 2 不同处理腋芽直径 (mm)
Table 2 The diameter of axillary bud in different treatments(mm)
表 3 40 KHz处理与 27 KHz处理 LSD极差分析腋芽直径的结果
Table 3 The outcome of the diameter of axillary bud of LSD on 4O KHz and 27 KHz
注 ：*P
直径，2 rain处理和 10 rain处理与对 照组差异不显
著，而 0．5 rain处理除了与对照组差异显著外，和其
它处理差异都不显著 ，说 明 40 KHz的超声处理对
地灵腋芽生长影响存在时间区域值，0．5～1．5 min
的处理和 2．5～6 min的处理都促进了腋 芽的生长 ，
而且短时间的超声处理促进效果差异不显著，而长
时间的超声处理之间促进效果差异显著；而对于超
声 27 KHz处理的腋芽直径 ，对照组和 0．5 rain的
处理差异不显著，但和其他处理组差异显著，说明
27 KHz的超声处理对地灵生长影响有一个时间阈
值，在这个阈值以上的时间超声处理皆能促进地灵
腋芽的生长 ，而且不 同时间的超声处理促进作用亦
不同。
3 讨 论
超声处理可以对地灵植株造成损伤，是因为超
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2期 曾 弦等：功率超声对地灵叶片愈伤组织诱导和芽生长的影响 133
声具有空化作用，空化作用产生的高压很可能对细
胞造成了一个损伤的过程(Giordano等，1976；Dou—
lah，1978)。这种损伤体现在很多方面，例如细胞壁
局部破裂，细胞质膜通 透性的改变 ，细胞膜的破损
等。在本实验中叶肉细胞的损伤就是其中之一。
对超声处理后的叶片进行愈伤组织的诱导，发
现出现愈伤组织的时间比对照组稍微提前一些，但
在愈伤组织的生长后期，愈伤组织的增殖没有明显
变化 ，说明超声处理在一定程度上可以激活细胞 的
脱分化能力，这种作用到底是通过破坏细胞壁或者
增加膜透性从而加速细胞吸收培养基中的激素及营
养物质还是通过改变细胞内某些酶的活性表现出来
的还有待进一步研究。
一 定时间的超声处理，可以促进腋芽的生长，它
的这种作用有可能是通过改变地灵输导组织的输导
能力表现出来的(Nardini等 ，2001)。超声的空化作
用很有可能损伤了导管，但这种损伤是可逆的。在
停止超声处理后的一段时间内，受损伤的细胞不但
能够修复损伤而且经过适宜的超声处理很有可能激
活了腋芽生长的某条特定的代谢途径或者某个关键
性的酶，从而促进了腋芽的生长(Bohm等，2002)。
超声还具有热效应，可能一定程度上激活了一
些受温度调控的酶的表达(冯若等，1994)，改变了细
胞的新陈代谢，从而促进了地灵腋芽的生长。
超声具有复杂的生物学效应，从我们的实验结
果看 ，一定时间范 围和一定功率 的超声 处理可以促
进植物的生长，使形成愈伤组织的时间提前，因此我
们可以通过超声来处理某些采用愈伤组织来获得次
生代谢物的植物 ，以期减少实验 周期 。至于超声如
何作用，超声处理对次生代谢物的积累有没有影响
则有待于进一步的实验研究 。
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