全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 22【2)：167— 170 2002年 3月
激素对百合植株再生的影响
刘明志，林雪艳
c暨南大学生物工程学系．广东广州 j1 o632)
摘 要：本研究设计了 1 5种不同配比的激索组合研究 2，4 D和 6 BA对百合鳞片叶器官发生和体细胞胚胎
发生的影响。结果表明 ：在 MS培养基上 ，BA可诱导外植体直接分化不定芽．其中 1．O～2．0rag／! BA诱导不
定芽的分化频率最高 ，6．0 mg／| BA抑制不定芽分化：2，4 D可诱导直接体细胞胚胎发生 ．其中 4．0 mg／|
2，4-D诱导体细施胚胎发生的频率最高．而 6 0mg／；1 2．4-D诱导体细胞胚胎发生的频率降低；当培养基中
同时含有 BA和 2．4 D时，既出现不定芽 ．又出现体细胞胚。当再生苗移^无激素的 MS培养基和含有 1．0
rag／ 和 2．0 mg／I IAA的MS培养基上时．只有无激素的 MS培养基有利于根的形成。此外 ，鳞片叶的大小
和外植体的接种方 向也影响外植体分化
关键词：百合 ；体细胞胚胎发生 ；器官发生
中图分类号：Q942．5 文献标识码 ：A 文章编号：1000—314 2(2002)02 0167[)4
Effects of hormone on pl ant regeneration
of l il y(Lilium daviai Duch)
LIU m ing—zhi LIN Xue—yan
(Department of Bfotechn6logy．Jinan Ull#oer．1ity—Guaagzhou 510632．China)
Abstract：Somatic embryogenesis and organogenesis of scale leaf。f Lily on medium containing 15 kinds of dif{er
en：combination 0f BA and 2-4-D were obtained to study the effect of hormone OFt plant regeneration．Resutts
show that BA lrt MS medium can lnduce direct adventitious bud for~qlation．and when the concentration of BA 】s
between 1．0 mg／I and 2．0 mg／I ，the highest flequencics of adventitious bud differentiation Cal be acquired．
2，4 D ovzns the ability to induce direct somatic embryogenesis and 4．0 mg,21 2-4-D can induced the highest fre
quency of direct somatic embryogenesis，but 6．0 mg／I 2，4-D maybe cause somewhat inhib tory effects on direct
somatic embryogenesis．Both of adventitinu．s bud and di rect somatic embryogenesis can be attained when BA and
2．4 D Are utilized in culture medium simultaneously．Only root formation can be induced o[1 hormone{ree’s M S
medium when regenerative shoots L『e transferred20 hormone free’s MS medium，MS medium。f 1．0mg／I IAA
and 2 Omg／I lAA respectively On the other hand．the size and the orientation of he scale leaf being．inculawd
1n{luence the dlf{erentiat on of scale】eaf．
Key words：Ldiu．1 davlail~organogenesis；somatic embryogenesis
百合具有优 良的食用 ．药用和观赏价值。其无
性系快 速繁殖 主 要是 通过组 织培养 其鳞茎 实 现
的”。 在百台组织培养及其形态建成过程中，植物
激素起了很重要的作用。”” 百台鳞茎的鳞片叶在其
收稿 日期 2000-l0-17
作者简秆：刘明志(1 963)． ，期南岳阳人 ．博士 副教授，在暨南太学从事细胞生物学和细胞_r程教学和科研 『_作。
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离体培养过程 中，有两种再生方式 ，一种为器官发
生 (organogenesis)．一种为体细胞胚胎发生 (somatic
embryogenesis)。在植物组织培养中两种再生方式一
般均具有直接 和间接两种方式，但在百合鳞片叶培
养过程中，其再生方式均为直接再 生，即鳞片叶不
需经过愈伤组织而直接分化形成不定芽和胚状体。
目前，在百台鳞片叶培养过程中，有关生长素和细
胞分裂素对不定 芽分化 和体细胞胚形成的作 用还
不甚清楚或存在着争议。由于百合鳞片叶既能通过
器官发生 ，又能通过体 细胞胚胎发生再生植 株，事
实上它已成为研究激素在离体植株再生中的作用
的良好材料。
1 材料和方法
1．1实验材料
本实验选用兰州地区栽培的百台品种(Lil&m
davlali Duch)的鳞茎作为实验材料。
1．2实验方法
选取新鲜鳞茎，剥离鳞片，自来水洗净，用 75
乙醇浸泡 2～3 rain，然君用 0．1 升汞灭菌 1 5～20
rain，无菌水冲洗 4～5次。将鳞片切成约 1 CII 小
块 ，以腹面朝上接种于含各种不同激素配比的 MS 、
培养基上(见结果与分析部分的表 i) 以不加任何
激素的 MS培养基作为对照 此外 ，为了研究鳞片大
小对分化的影 响．将鳞片分 成两组 ，一组将鳞片切
成约 0 5 cm。大小，一组将鳞片切成约 1 cm：大小
(表 1)，以研究鳞片太小对分化的影响。在鳞片为 1
cm 大小时，将一组鳞片的背面朝上，一组鳞片的腹
片的腹面朝上 ，以研究鳞片接种 的方向对分化的影
响 培养条件为培养箱光照培养 ，光照强度为 1 500
～ 2 000 Ix，光照周期为 12 h光照／12 h黑暗，培养
温度为 25℃ 4周后观察外植体分化情况
在本实验中，分化率指已分化形成不定芽或体
细胞胚占接种外植体的百分比表示；由于分化率不
能表示出每个外植体分化形成不定芽和体细胞胚
的数 目，因此 引人分化量，分化量指每个 外植体 上
分化形成不定芽或体细胞胚的平均数。
2 结果与分析
百台鳞片经培养 4周后，统计直接不定芽形成
表 1 不同激素组台对百台鳞片器官发生和体细胞胚胎发生的影响
Table 1 Effect of different hermone combination。n the somatic embryogenesis and organogenesis of se nile teal of Lily
培养基
Med La
澈索 Hormone
BA 2，4 D
不定芽 Advendtous sh。。fs 体细胞胚 Somatic erctbryos
— — __— __ — 『-—_舒
A nts Ratios Quantities A nts rallos Quan¨ tle
0
0 l
0 j
1 O
2 O
4 0
10
20
l2
26
55 6
80 0
54．5
48．1
3 20
1 05
l 7l
l 34
4 1 0 0 5 9 36 g2 l 1 25
5 i 0 0 0 8 12 ． S6 7 2 00
l 76
2 44
2 l9
1 SO
l 59
2 0C．
1 60
2 6l
2 4l
2 55
2 50
2 90
3 55
l 67
l 30
表中各单位为激素：mg／L；分化率：已分化外植件敷／总外植体敷× o0 ；分化量：每十外植休上形成不定芽或体细胞It：~数目
和体细胞胚形成的百分率。结果见表 1
2．1 BA在器官发生和体细胞胚胎发生中的作用
从表 l可以看 出，无激素和或 BA浓度较低时
(小于 1．0 mg／I )，没有不定芽的形成，只有当 BA
浓度 过到 l 0 mg／[ 时，才 有不定芽 的形成 ，说 明
BA对于不定芽的形成是必不可少 的 当 BA为 2．0
mg／I 时 ，分化率最 高，而 当 BA为 1．0 mg／I 时分
化量最高。当 BA浓度继续升高，达到 4 0 mg／I 和
6．0 mg／I 时 ，不定芽的分化率和分化量均有不同程
度的下降，且随浓度升 高，下 降的的程度越 多 因
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2期 刘明志等：激素对百合植株再生的影响 1 6 9
此，BA与不定芽形成直接相关。
对于体细胞胚胎发生而言，在无激素的培养基
上或当BA浓度低于 1．0 mg／I 时，无不定芽形成，
只有体细胞胚胎发生。当BA浓度升高时，即当BA
浓度大于 1．0 mg／I 时 ，既有不定芽形成，又出现体
细胞胚胎发生 BA与体细胞胚胎发生的关系，从整
体上来说表现为负相关 ，即随 BA浓度升高 ，体细胞
胚胎发生的分化率和分化量随之下降。但存在着例
外情况，如当BA为 1．0mg／I 时的分化率和 BA浓
度 为 4．0 mg／[ 时的分化量并不遵循这一规律。出
现这种情况的原因可能是由于外植体材科的生理
状态和人为的误差 引起的。结果表 明，与器官发生
相比，BA对体细胞胚胎发生起明显的抑制作用．但
体细胞胚胎发生并不是不需要 BA，只有当 BA浓度
较低 时．才对体细胞胚胎发生表现一定程度的促进
作用 。
2．2 2，4 D在器官发生和体细胞胚胎发生中的作用
与 BA不同的是．在含有 2．4 D的培养基中只
有体细胞胚形成，而无不定芽形成。从胚状体的分
化率上来看，在低浓度 2，4一D的培养基上，胚状体
的分化率最高，随着 2，d D浓度增加，胚状体分化
率随之而下降，当 2，4 r)浓度达到 6．0 mg／I 时，胚
状体的分化率下降最明显 但是从分化量上来看，
在不同浓度的 2，4 D培养基上，肛状体的分化量并
没有明显差别，甚至在高浓度 2，《D培养基上的胚
状体的分化量更 高一些 此外 ，在低浓度 的 2，d D
培养在上，胚状体的分化率和分化量均比不含 2，4
D的培养基上的胚状体的分化率和分化量高 这些
事实表明低浓度的2．4 r)促进体细胞肛形成，高浓
度 2，d D抑制体细胞胚形成 另一方面，当培养基
中同时含有 2，4 D和BA时，除了出现胚状体，还出
现不定芽 这表明 2，4 D所诱导的胚胎发生和 BA
所诱导的器官发生可能是两个互不依赖的独立事
件 因此 ，在只含有 2，4一D的培养基上之所 以不出
现不定芽 ，不是 由于 2，4一D的抑制作用 ，而是 由于
在培养基中缺少不定芽的诱导物 BA。
2．3外植体大小和接种方向对分化的影响
在含 6 0 rag／L BA和 6 0 mg／I 2，d D的 MS
培养基中．与鳞片为 1 cn 时的不定芽和胚状体的
分化率相比，当鳞片大小为 0．5 cm 时，不定芽和
胚状体的分化率分别下降 23．1 和 17．7 ，这表明
鳞片大小对不定芽和胚状体的分化可能产生影响
另一方面，在上述培养基中，背面朝上的鳞 片的不
定芽和胚状体的分化率分别比腹面朝上的鳞片的
分化率下降 1 5．3 和 l2 7 ，它表明外植体的接种
方向对不定芽和胚状体的分化也可能产生影响
2．4根的诱导
当不定芽 发育长成小苗后 ， } 转移 到三种不
同激素水平的 MS培养基上以诱导其生根 ，这三种
培养基分别是不含激素的 MS培养基，含 1．0 mg／I
和2．0 mg／[ IAA，在含IAA的培养基上小苗不能
生根，但在无激素的培养基上小苗能生根。
3 讨 论
3．1关于百合鳞片离体培养的形态发生方式
植 物离体组织培养中的形态发生包括器官发
生和体细胞胚胎发生，两者的主要差别在于前者为
多细胞起源 ，而后者为单 细胞起 源，且两者均 具有
直接和间接两种发生方式。在百合鳞片离体培养形
态发生过程中，有许多报道表明其形态发生方式是
以”小鳞茎”形式实现的 进一步研究表明小鳞
茎为单细胞起源的，因而实际上它是一种体细胞胚
胎发生 。体细胞胚胎发生在植物离体组织培养中
实际上具有多种多样的形式，特别是对于单子叶植
物，如兰科植物的“啄球茎”，它实际上也是一种体
细胞胚胎发生。百台离体培养是如何形成小鳞茎
的?虽然有的报道认为在形成小鳞茎过程中有少量
愈伤组织形成 ，但是在许多研究中并没有观察到
愈伤组织形成。在本实验中，即使当 2．4 r)浓度为
6 0 mg／I 时，也没有无定形的愈伤组织形成，而是
直接形成小鳞茎，因而百合离体培养的”小鳞茎”发
生方式是一种直接体细胞胚胎发生方式 ，
另一方面 ，百合鳞片在离体培养过程中是否具
有器官发生报道得比较少 根据器官发生和体细
胞胚胎发生的发生方式和特点，我们在实验中观察
到了器官发生，从发生过程来看，器官发生和体细
胞胚胎发生也明显不同。体细胞胚胎发生是从外植
体表面形成 白色的小圆点 ．然后 逐渐 大，中问为
半透明状 ，外周为乳 白色，它是未变绿的鳞片叶，长
大后形成致密的梭状小鳞茎，而器官发生可 见许多
外植体细胞聚集形成的不定芽，其形态也和体细胞
肛具有明显差异，由于没有愈伤组织形成，它属于
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直接不定芽形态发生或直接器官发生
3．2 2．4一D和 BA在体细胞胚胎发生和器 官发生 中
的作 用
激素无疑在体细胞胚胎发生中起 了非常重要
的作用 在体细胞胚胎发生中，以模式植物，如胡萝
l、所做的研究表明．2，4 D在体细胞胚胎的诱导中
发挥重要作用，但盯于体细胞肛的持续发育并不是
必需的。在许多其它植 物，如禾谷类植物等所做的
研究也表明了这一点。这种观点已被许多研究者所
公认。除2，4 D外．体细胞胚胎发生又受许多其它
素的影响，如供体材料的基因型，生理状态，培养
基．细胞分裂索，其它生长素等 因此，在实践中，体
绑胞胚胎发生是一个难于掌握的操作。虽然如此，
仍然在许多植物中实现了体细胞胚胎发生 但另一
方面，有关体细胞胚胎发生的理论，即体细胞胚胎
发生的机制仍然滞后于体细胞胚胎发生的实践 这
使得在实践中体细胞胚胎发生难于有规律可循，增
加了操作的难度
在率实验中．证明了2，d D在百合体细胞胚胎
发生 中的作用 ，目，对于 2，4 D而言，其 有一个最适
合诱导体细胞胚胎发生的浓度，其最适合浓度为
1 mg／I 到 1．0mg／I ，在这一浓度范围内，体细胞
胚胎发生 的频率最高．且变化 不大．当 2，4一D浓度
继续升高时，体细胞胚胎发生频率均呈现不同程度
的下降，且与 2，4 D浓度呈反 比关 系，如 2，4丁)浓
度 为 6 0 mg／I，时．体细胞胚胎发生的频率降低最
多 与2，4 D相比．BA对于体细胞肛胎发生的影
删，从分化率 上来看．均表现出一定程度的抑制作
刷。当 BA浓度为 0．1 mg／I 和 0．5 mg／I，时，只出
现体细胞胚胎发生．但与无激素培养基相比，其分
化率明显降低 当BA浓度达到1．0 mg／I 时，既出
现器官发生，又出现体细胞胚胎发生．从总的趋势
f=来看．随着 BA浓度升高，体细胞胚胎发生频率降
低 因此 ．从这些实验结果来看，不能因为在 含 BA
的靖养基上 现体细胞胚胎发生就认为BA具有促
进体细胞胚胎发生的作用。如果考虑到体细胞胚胎
发生和器官发生两者具有不的机制．那么．BA显然
就具有抑制体细胞胚胎发生的作用。在同时含有 2，
4 D和 BA 的培养基上，既出现体细胞胚胎发生 ，又
出现不定芽器官发生 ，说明胚胎发生和器官发生是
两个不同的过程 ，具有不 同的发生机制 。
由于器官发生和体细胞 胚胎发生具有不 同的
机制．两者对培养条件具有不同的要求。在本实验
中观察到 BA对于器官发生是必需的，但是 BA必
须达到一定浓度才能启动器官发生，在本实验中启
动器官发生的 EA浓 度必需达到 1．0 mg／I ，当 BA
低于 1．0 mg／I 时仍然进行体细胞胚胎 发生。在本
实验 中观察到最适合 器官 发生 的 BA浓 度为 2．0
mg／I 随着 BA浓度升高 ，不定芽分化频率呈现一
定程度的下降。在吉有 2．4 D的培养基上 ，完全没
有不定芽的形成，这说明 2，d D不具有促进不定芽
形成的作用 在含有BA和2，d D的培养基上，既出
现器官发生又出现体细胞胚胎发生，它进一步表明
2，4 D不能抑制 BA诱导的器官发生。
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