全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 30(2)：242—245 2010年 3月
黄瓜无菌苗雌花诱导体 系的建立
黄作喜1，2，王 芳1，邱 超1，陈 熠1，田生辉l，徐海英
(I．内江师范学院“特色农业资源研究与利用”高校重点实验室，四川 内江
641112；2．内江师范学院 花卉研究所 ，四川 内江 641112)
摘 要：研究 Spm和IAA对无菌黄瓜苗雌花诱导的协同作用，及不同外植体、培养基中琼脂含量和KH2P04
含量对雌花诱导的影响，由此建立了有效的雌花诱导体系。黄瓜去根苗接种在MS培养基上，单独添加 Spm、
IAA时的雌花诱导率、雌花数偏低或为 0，同时添加 12 mg·L-i Spm与 0．01 mg·L IAA时达 21 、29枚，
对照组未见雌花，说明Spm和IAA对雌花诱导的协同作用显著。实验证明，在全苗、去根苗、去根去顶苗、顶
芽四种外植体中，及在 0．5％～0．9 琼脂含量和 1．0～2．0 mmol·L-I KHzPO4含量 的培养条件下，采用
0．7 琼脂含量和 1．75 mmol·L’1 KHzPO 含量培养黄瓜去根去顶苗的雌花诱导效果最好，其诱导率和雌花
数分别达 46 、54枚。
关键词：黄瓜 ；无菌苗；雌花；诱导体系
中图分类号 ：Q943．1 文献标识码 ：A 文章编号：1000-3142(2010)02—0242—04
Establishment for induction system of female
flowers in steriled seedlings of Cucumis sativus
HUANG Zuo—Xi 2，WANG Fang ，QIU Chao ，
CHEN Yi ，TIAN Sheng-Hui ，XU Hai—Yin g
(1．Key Laboratory of Colleges and Universities for Research and Utilization of Distinctive agricultural Undertakings，Neijiang
Normal University，Neijiang 641112，China；2．Flower Research Institute of Neijiang Teachers College，Neijiang 641112，China)
Abstract：The synergistic effect of Spm and IAA，and the effects of agar concentration，KHzP04 concentration on the
induction of female flowers in steriled seedlings of Cucumis sativus for the establishment of an induction system of fe—
male flowers were reported．It was found that the induetion rate and the amount of female flower in every trial were
considerably low and even down tO zero when Spin or IAA was respectively added to dero ted seedlings cultured on
MS basal medium，while the induction effect were obviously higher when 12 mg·L Spm and 0．01 mg·L IAA
were added simultaneously，and no female flowers could be observed Oil the control medium，which showed that Spm
and IAA had an significant synergistic efect On the induction of female flowers．Experiment was done with different
explant of whole seedlings，derooted seedlings，detoped seedlings without root，top shoots or with agar concentration of
0．5 一O．9 ，and with KH2P04 concentration of l_O一2．0 mmo1·Ll，the highest induction effect for female
flowers was achieved on medium of agar 0．7 ，KHzP04 1．75mmol·L- and from detoped seedlings without root，its
induction rate and amount of female flower reched tO 46％ ，54 respectively．
Key words：Cucumis sativus；steriled seedlings；female flowers；induction system
花芽性别分化作为雌雄同株异花植物的一个特
殊发育阶段与形态建成过程，实质上是特定基因在
内、外因素作用下，依时间和空间顺序特异表达的结
果。这种特异基因的表达及调控极其复杂，要想最
收稿日期：200903—20 修回日期 ：2009—07—28
基金项目：四川省教育厅自然科学基金重点项目(ZA174)；内江师范学院生态学重点建设学科基金(内师科字[2007324~)[Supported by the Nature
Science Foundation of Education Department of Sichuan Province(ZA174)and the Key Discipline of Ecology for Neijiang Normal University(2007—24)]
作者简介：黄作喜(1966一)，男，四川安岳人，教授 ，从事植物开花生理研究，(E—mail)huangzxll8@126．com。
2期 黄作喜等：黄瓜无菌苗雌花诱导体系的建立 243
终从分子水平上揭示其机理，必须建立稳定、高效的
实验研究体系(汪俏梅等，1996)。前人对大田整株
植物雌 花 分化 的研 究较 多 (金 晓霞 等 ，2007；Ya—
masaki等，2003)，但因受环境因素干扰及不同器官
之间的影响，所得结果往往不能直接反映诱导信号
对雌花分化的真实作用 (寿森炎等，2000；Lerkin—
dale等，2002)。本 实验探索在无 菌培养条件 下
Spm与 IAA对黄瓜苗雌花分化的协同作用，并选择
出较 合 适 的 外 植 体 材 料、培 养 基 琼 脂 含 量 和
KH。PO 含量，由此建立了黄瓜去根去顶苗无菌培
养诱导雌花的实验体系。该体系培养周期短、诱导
途径简捷，性别分化各时期的演变特征易把握，可为
雌雄同株异花植物花芽性别分化的内在机理研究奠
定基础。
1 材料与方法
1．1无菌苗的培养
黄瓜在 自然条件下一般表现为雌雄 同株异花植
物 ，本实验选用 天津农 科 院产黄 瓜 (Cucumis sati—
VUS)品种“津青春四”为试材。取健壮无病的种子，
剥离外种皮后 ，于超净工作 台用 0．1 HgC1：灭菌
3～4 min，用无菌水清洗 3～4次，播种于 MS固体
培养基(pH5．8、琼脂 0．8 9／6、蔗糖 3 )表面。培养
条件是：白天24～25℃、晚间 2O℃，光照 13．5 h／d、
光强 40 t~mol·m- ·S～。培养 8 d时，取不同部位
的外植体接种 。
1．2 Spm和 IAA处理
将 8 d龄带 1／4下胚轴的去根苗直插于 MS培
养基 (含 KH2 PO 为 1．25 mmol·L )上 ，以 0、
0．005、0．0l、0．05、0．1 mg·L- IAA(成都科龙集团
提供 ，纯度 98．0 )分别 与 0、6、12、24、48 mg·L-
Spm(Simga公司提供 ，纯度 99．0％)进行正交组合 ，
其中不添加 Spm 和 IAA 的培养基做对 照，检验
Spm和 IAA对雌花诱导的增效作用，并筛选合适的
离体黄瓜去根苗雌花诱导的激素组合。
1．3不同外植体无菌培养诱导雌花
将 8 d龄全苗，去根苗、去根去顶苗(均带 1／4
下胚轴)，顶芽直插 于 MS培养 基上 。以添 加 IAA
0．01 mg·L +Spm 12 mg·L- 的 MS培养基诱导
培养，选择较合适的黄瓜无菌培养诱导雌花的外植
体材料。
1．4培养基中的不同琼脂含量水平处理
设置 MS培养基的琼脂含量为 0．5％、0．6 、
0．7 、0．8 9／6、0．9 9／65个浓度梯度 ，以带 1／4下胚轴
的去根去顶苗为外植体 ，IAA 0．01 mg· +Spm
12 mg·L- 为诱导剂，选择较合适的雌花诱导培养
基的琼脂含量水平。
1．5培养基中的不同 KH：PO 含量水平处理
设置 MS培养基 中 KH。PO 含量依次 为 1．0、
1．25、1．50、1．75、2．0 mmol·L 的 5个浓度梯度 ，
琼脂含量为 0．7 ，其它营养元素与 MS培养基相
同。以带 1／4下胚轴的去根去顶苗为外植体，IAA
0．01 mg·L- +Spm 12 mg·L 为诱导剂 ，选择较
合适的黄瓜去根去顶 苗雌花诱导 的 KH：PO 含量
水平。
1．6培养条件
以上各诱导实验的光照为 13．5h／d、光强 4O
／~mol·m- ·s～，温度 白天 24～25℃、晚间 18℃。
除 KH PO 试验外，其它各处理的KH PO 含量均
为 1．25 mmol·L一。不 同处理的蔗糖含量和 pH值
与育苗培养相同。以 150 mL广口瓶作诱导培养容
器，聚丙烯膜封口，每瓶盛固体培养基 30 mL，于超
净工作台接种 2枚外植体，每实验 40枚，3次重复。
1．7数据收集与统计分析
外植体(图版 I：1)接种后，25 d时去根去顶苗
0～3节位的叶腋处花芽(中性花或雄花)出现(图版
I：2)，30 d时雌花的子房初始膨大(图版 工：3)，35
～ 4O d时肉眼可见成形的小黄瓜(图版 I：4)。接
种后 40 d时 ，统计雌花诱导率 和雌花数 。雌花诱导
率(9／6)为每实验中肉眼可见雌花的外植体数占接种
外植体总数的百分比，雌花数(枚)指每实验中外植
体所生雌花数的总和。用 SPSS1 1．0软件分析观测
数据 。
2 结果
2．1 Spm和 L 处理对雌花诱导率和雌花数的影响
表 1显示 ，不添加 Spm 和 IAA 的对照组无雌
花出现，单用 Spm、IAA时的离体黄瓜去根苗的雌
花诱导率和雌花数为 0或偏低，而 Spm和 IAA配
合处理的诱导率和雌花数最高分别达 21 、29枚。
表明Spm和 IAA对离体黄瓜去根苗的雌花诱导具
有明显的协同作用。Spm和 IAA的各浓度组合中，
IAA 0．01 mg·L +Spm 12 mg·L 的诱导效果好
244 广 西 植 物 3O卷
于其它组合，其雌花诱导率和雌花数与对照的比均差
异极显著(P+Spm 12 mg· 是较合适的离体黄瓜去根苗雌
花诱导的激素组合。
图版 1 IAA和 Spm处理黄瓜去根去顶苗的雌花分化过程 1．去根去顶苗(左三)；2．培养25 d；3．培养3O d；4．培养40 d。
Plate I Diferentiation process of cucumber detoped seedlings without root in vitro under the synergistic
treatments of Spm and IAA 1．detoped seedlings without root(ThiN left)；2．。n day 25；3．on day 3O；4．on day 40．
表 1 不同浓度的 Spm和 IAA配合对黄瓜去根苗雌花诱导率(％)和雌花数量(枚)的影响
Table 1 Effects of diferent combining concentrations for Spm and IAA on induction rate
and induction amount of female flowers in derooted seedlings of Cucumfs sativus
Spm
(mg·L- )
雌花诱导率(％)Induction rate of female flowers 雌花数(枚)Amount of female flower
IAA0 IAA0．005 IAA0．01 IAA0．05 IAA0．10 IAA0 IAA0．005 IAAo．01 IAA0．05 IAA0．10
(mg·I )(mg·L )(mg·I ’ )(mg·I )(mg·I )(mg·I 一 )(mg·I 一 )(mg·I )(mg·L一 )(mg·I ‘ )
0
6
12
24
48
O．O
2．7
12．3**
】2．2*
3．3
注；“*”表示处理与对照的差异显著，PNote：“*”means significant diference(P2．2不同外植体无菌培养对雌花诱导率和雌花数的
影响
不同的外植体无菌培养诱导雌花的效果差别明
显，去根去顶苗 的雌花诱导率和雌花数分别达
31 、38．6枚，而全苗培养的未见雌花分化。四种
外植体的雌花诱导率和雌花数高低顺序是：去根去
顶苗>去根苗>顶芽>全苗(图 1)。
45
40
35
30
25瓤
2O撑
15罄
1O
5
O
全苗Who I e 去根去顶苗Detoped
seedf i ng seed『i ng Without rOOt
去根苗De rooted 项芽Top shoot
seedI i ng
外植体Exp i ants
图 1 不同外植体对雌花诱导率和雌花数的影响
Fig．1 Effects of different explants on the induction rate
of female flowers and on the amount of female flower
2．3培养基中琼脂含量对雌花诱导率和雌花数的影晌
在培养基琼脂含量 0．5 、0．6 、0．7％、0．8 、
0．9 5个浓度梯度中，含量为 0．7 时黄瓜去根去顶
苗的雌花诱导效果高于 0．8 及其它各浓度的，其雌
花诱导率和雌花数分别达 38 、43枚(图2)。
2．4培养基中 KH：PO 含量对雌花诱导率和雌花数
的影响
无菌培养黄瓜去根去顶苗的雌花诱导效果随培
养基 中 KH PO 含 量 上 升 而提 高，含 量达 1．75
mmol·L- 时诱导率开始下降，此时的雌花诱导率
和雌花数比 1．25 mmol·L 时(MS培养基)的，分别
高8 、ll枚(图3)。
3 讨论
以往的花芽分化或性别分化实验，较多地探讨
了亚精胺的生理作用(黄作喜等，2005)，本实验则发
现，多胺中的 Spm单用时黄瓜去根苗的雌花诱导率
最高可达 l2．3 ，而对照组无雌花出现，表明Spm
也具有一定的促雌作用，这与王世平等(1996)应用
2 1 O 0 0
*
3 * * * 1
0
4 6
* * *
2 * * * *
互 3 0 3 ■ 4
O O * 4 O
l 0 1 1
0 2 8 4 2
O 3 3
2 3 4 O 0
*
2 * * * 1
3 6 6
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2期 黄作喜等：黄瓜元菌苗雌花诱导体系的建立 245
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鋈专
O．5 0．6 0．7 0．8 0．9
琼脂含量(％)Aga r conoent rat；on
图 2 培养基琼脂含量对雌花诱导率和雌花数的
Fig．2 Effects of agar concentration of medium
the induction rate of female flowers and on
the amount of female flowers
图 3 培养基 KHzPO4含量水平对
雌花诱导率和雌花数的影响
Fig．3 Effects of KH2 PO4 concentrations of medium
on the induction rate of female flowers and
on the amount of female flowers
多胺喷布苹果花蕾促进了雌花分化及坐果的结果相
一 致。曹明兰等(2005)用乙烯利处理黄瓜幼苗的实
验表明，IAA具有促雌的作用，但在本实验中当
IAA单用时，黄瓜去根苗的雌花诱导率和雌花数均
很低，当与恰当浓度的 Spm 混用 时，则诱导效果迅
速跃升 ，说明 IAA 的促 雌作用需要 Spin的协 同配
合 。Spm、IAA的较低浓度组合或较高浓度组合对
黄瓜去根苗雌花分化的促进作用很低或无效，原因
可能是高浓度组合抑制了雌花分化，而低浓度组合
未达到合适的浓度要求(黄作喜等，2002)，说明恰当
的浓度配比是 Sprn、IAA协同促雌的重要保证。
黄瓜是雌雄 同株异 花植 物，整株植 物的不 同器
官对其花芽的性别分化可能产生复杂的影响，而离
体材料则 更容 易 在激 素 等 作 用 下 完成 定 向诱 导
(Kaur—Sawhney等，1993；黄作喜等，2005)。本实验
(图 1)中保留根系的全苗无雌花出现，去根苗可能
由于缩短了激素、营养等的运输距离或外施诱雌信
号通过伤口直接地作用于地上部分，其雌花诱导效
果明显。黄瓜花芽开始分化时都 是中性花 ，以后根
据发育条件才决定花的性别，当切取 8d龄幼苗的顶
芽时，其花器的性别确定已超过第 3节位(黎炎等，
2004)，故顶芽经离体培养的雌花诱导率较低。黄瓜
去根去顶苗可再生成簇的不定芽，在雌花诱导条件
下向雌花定向发育，因而其雌花诱导率和雌花数均
高于其它外植体材料。
环境因子与植物的花芽性别分化的关系密切，
如改善田间 N素营养和水分条件可促进生长素的
合成，降低赤霉素的含量，促进雌花分化(王纬等，
1983；Bose等，1977)。我们前期的研究已发现，较
高的总 N含量和 NH+一N 比例对黄瓜苗的雌花诱
导具有促进作用(黄作喜等，2007)，本研究则显示，
较高的营养三要素中的 P、K含量对离体黄瓜去根
去顶苗的雌花诱导也具有促进作用。降低培养基的
琼脂含量可以提高琼胶分子中的自由水含量，改善
培养基的水分条件，有利于物质的溶解和吸收(吴清
平等，2006)，促进离体黄瓜去根去顶苗的雌花分化
和发育。因此，在瓜类生产实践中可于苗期、花期增
施 N、P和 K肥及 提高土壤保 墒水 ，促进元性花 向
雌花的转化进而增产。
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