全 文 ：山茶科植物组织培养研究进展
胡　莹 , 杨柳青
(中南林业科技大学环境艺术设计学院 ,湖南长沙 410004)
　　摘要:总结了我国山茶科植物的组织培养研究现状 ,分析了已有组织培养报道的山茶科植物在外植体选择
和分化途径上的特点 ,并从基本培养基 、激素及附加营养成分等方面分析了山茶科植物组织培养的影响因素 , 提
出了山茶科植物组织培养研究和实际应用中存在的问题。
　　关键词:山茶科植物;组织培养;分化;基本培养基;植物激素
　　中图分类号:S685.140.4+3　　文献标志码:A　　文章编号:1002-1302(2008)02-0006-03
收稿日期:2007-10-17
基金项目:湖南省林业科技项目(编号:2006-07);中南林业科技大
学引进人才项目(编号:101-0093)。
作者简介:胡　莹(1982—),女 ,江西南昌人 ,硕士研究生 ,从事园林
植物研究。 E-mail:freebird7788@hotmail.com。
通讯作者:杨柳青 , 博士 , 教授 , E-mail:liuqingyang1208@yahoo.
com.cn。
　　《中国植物志 》第四十九卷第三分册记载 ,山茶
科植物约有 36属 、 700种 ,我国有 15属 、 480余
种 [ 1] 。广泛分布于热带与亚热带地区 ,是华南地区
常绿阔叶林的建群种 ,其中不乏高价值的经济树种 。
如原产我国的茶树(Cameliasinensis),其嫩叶可制
茶叶;油茶(C.oleifera)富含油脂 ,可榨茶油 ,供食用
和工业用;山茶(C.japonica)和茶梅(C.sasanqua)
花大而艳丽 ,是世界著名的木本花卉植物 。山茶科
还有许多珍稀濒危植物 ,如金花茶(C.nitidisima)是
我国一级保护植物 ,有 “植物大熊猫”之称 [ 2 -3] 。山
茶科中有很多植物为国家级珍稀植物 ,如猪血木
(Euryodendronexcelsum)、圆籽荷(Apterospermaobla-
ta)和杜鹃红山茶(Cameliachangi)等 ,其中猪血木
和圆籽荷为单种属植物 ,已被列为国家二级保护
植物[ 4-6] 。
将植物组织培养技术应用于山茶科植物的快速
繁殖 ,对保护山茶科树种的种质资源 ,丰富园林植物
多样性 ,缓解国内优质木材和园林绿化植物供应紧
张的状况 ,具有重要的意义 。本文从山茶科植物组
织培养外植体的选择和分化途径 、基本培养基 、激素
及附加营养成分的使用等方面探讨组织培养技术在
山茶科植物中的研究现状和实际应用中存在的
问题。
1　山茶科植物组织培养培养概况
山茶科野生植物大多生长在深山老林 ,与世隔
绝且生境范围狭窄 ,性喜温暖湿润气候 ,栽培环境应
适当遮阴并保持一定的湿度 ,避免强阳光长时间直
接照晒。由于它对栽培环境 、土壤 、水分及管理技术
的要求比较高 ,加上资源稀少 ,应用受到极大限制 ,
也导致人们对它的研究热情不高 。我国所有的山茶
科 15个属中 ,只有山茶属 、大头茶属 、木荷属 3个属
有组织培养成功的报道 ,这 3个属中仅有茶树和油
茶的组织培养技术已趋于成熟 ,更多的尚在起步
阶段 。
到目前为止 ,组织培养已获成功的山茶科植物
有茶树 (C.sinensis)[ 7-9] 、油茶 (C.oleifera)[ 10-13] 、
滇大头茶(Gordoniayunnanensis)[ 14] 、薮北茶(Yabu-
kita)[ 15] 、木荷(Schimasuperba)和红木荷(S.wali-
chi)[ 16] 、金花茶(Cameliachrysantha)[ 17] (表 1)。
2　山茶科植物组织培养外植体选择和分化途径
2.1　山茶科植物组织培养外植体的的选择
外植体的选择是植物组织培养能否成功的关键
因素之一 。外植体供体植株的年龄 、发育阶段 、生长
环境和外植体取材部位不同可导致外植体生理状态
差异 ,从而影响组织培养的形态发生 。山茶科植物
组织培养采用的外植体种类较多 ,包括茎尖 、种子 、
花蕾等。无论何种外植体 ,它们所处的发育状态与
来源均影响体胚发生 ,如切取茶树种子无苗萌发的
子叶 、胚芽 、胚轴与胚根切段外植体 ,几种外植体诱
导胚性愈伤组织的能力存在差异 ,只有胚轴 、子叶 、
胚芽能产生胚性愈伤组织 ,其中以子叶和胚轴形成
的愈伤组织生长较快。
—6— 江苏农业科学　2008年第 2期DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2008.02.046
表 1　已报道的山茶科植物组织培养技术概况
植物名称 外植体 分化途径 主要培养基 分化程度
茶树 [ 7](龙井 43) 幼叶 、幼芽 、幼茎 愈伤组织 MS+2, 4-D1.0mg/L+NAA1.0mg/L+6-BA0.5 mg/L 愈伤组织
茶树 [ 8](东湖早) 胚 、茎段 愈伤组织 MT+BA4 mg/L+IBA2 mg/L+GA3 3mg/L 体细胞胚 、不定芽
茶树 [ 9] (福鼎大白茶 、
蒙山 9号 、蒙山 11号和
名山 131)
带芽茎段 芽 ,愈伤组织 1/2MS+BA2 mg/L+NAA1.5 mg/L+CH500 小植株
油茶 [ 11](普通油茶 、小
果油茶 、越南油茶等)
花药 愈伤组织 MS+2, 4-D0.5mg/L+NAA0.4mg/L 愈伤组织
油茶 [ 12](小果油茶 、广
宁红花油茶)
花药 愈伤组织 MS+2, 4-D0.6mg/L+NAA0.4mg/L;B5+2, 4-D1.2mg/L+6
-BA0.4mg/L
愈伤组织
滇大头茶 [ 14] 茎尖 、茎段 愈伤组织 芽萌动和生长:MS+6-BA1.0mg/L+IAA0.5mg/L;多芽体诱导
MS+6-BA3.0mg/L+IAA0.5mg/L;壮苗培养基:MS+ZT1.0～
2.0mg/L+IAA0.5 mg/L或 MS+10%椰子汁(CM)+IAA0.5
mg/L;生根培养基:1/2ER+IBA0.5 mg/L;纸桥生根培养液:
1/2ER+IBA0.5 ～ 1.0mg/L
小植株
薮北茶 [ 15] 带腋芽的茎段 愈伤组织 1/2MS+1.0mg/LBA+0.2 mg/LIBA 小植株
木荷 、红木荷 [ 16] 顶芽 、嫩芽茎段 愈伤组织 种子萌发培养基:1/2MS+活性炭 0.15%;芽诱导培养基:MS+6-
BA1.5mg/L+NAA0.5 mg/L;继代增殖培养基:MS+6-BA1.0
mg/L+NAA0.2;生根培养基:1/2MS+IBA0.5 mg/L+ABT1.0
mg/L
小植株
金花茶 [ 17] 种子 丛芽 、愈伤组织 改良MS+BA2.5mg/L+IAA1.5mg/L+水解乳蛋白 500mg/L 小植株
2.2　山茶科植物组织培养的分化途径
通常细胞组织培养获得再生植株有两条途径 ,
一是器官发生途径;二是体细胞胚胎培养 [ 18] 。从现
有的报道来看 ,山茶科植物组织培养已获成功的分
化途径有器官发生途径和体细胞胚 、花药发生途径
两种。
器官发生包括由茎尖 、腋芽 、原球茎 、球茎 、块
茎 、鳞茎等外植体直接分化成器官的直接发生和外
植体先脱分化形成愈伤组织再分化成器官的间接发
生两种 。此途径中茎芽和根是在愈伤组织或外植体
的不同部位分别独立形成的。在直接器官发生途径
中 ,以芽或带芽茎段为外植体直接诱导芽的萌发获
得再生植株的植物有薮北茶 、滇大头茶 、龙井茶 、油
茶 。在间接器官发生途径中 ,以茎段或叶为外植体
通过诱导愈伤组织 ,再诱导芽的再生的植物有滇大
头茶 、油茶。
体细胞胚胎培养是指双倍体或单倍体的体细胞
在特定条件下 ,未经性细胞融合 ,而通过与合子胚胎
发生类似的途径发育出新个体的形态发生过程 [ 19] 。
杜克久等[ 20]将云南大叶茶(Cameliasinensisvar.as-
samicaKitamura)胚性细胞系中悬浮培养物继代转
入附加 0.05 mg/L2, 4-D和 0.5 mg/LBA的改良
MS液体培养基上暗培养 28 d后 ,诱导外植体产生
黄色 、松散颗粒的愈伤组织 ,再转入到液体分化培养
基上(不附加生长调节剂 ,其余同诱导培养基)培养
28 d,获得了不同发育时期的体胚 。
花药培养是把发育到一定阶段的花药接种在人
工培养基上 ,使其发育分化成植株的过程。郭玉琼
等[ 21]用铁观音的花蕾及花药在含有 0.5 mg/L
2, 4-D的 MS培养基上成功诱导出了愈伤组织 。
3　山茶科植物组织培养的基本培养基
应用于山茶科植物组织培养的基本培养基主要
有:MS、1 /2MS、改良 MS、ER、MT, 以 MS培养基居
多。杨国伟等 [ 7]报道 , MS比 Heler、White培养基更
利于茶树愈伤组织的生长 ,茶树愈伤组织在 MS培
养基上诱导率可达到 90%。
从已有的报道来看 ,基本培养基中的大量元素
对山茶科植物组织培养影响很大 , MS培养基大量元
素减半 ,不仅有利于山茶科植物茎段的诱导和生长 ,
而且有利于减少茎段的褐化 ,提高成活率。在实际
应用中 ,大多数学者在诱导和增殖培养时采用全量
的大量元素 , 而在生根培养时采用半量的大量
元素 [ 7] 。
在组织培养时 ,由于培养物的光合作用能力较
弱 ,所以需要在培养基中添加一些糖类 。一方面 ,糖
作为碳源 ,为细胞的呼吸提供底物和能源;另一方
面 ,在培养过程中 ,组织不断从培养基中吸取糖 ,随
着时间的延长 ,糖浓度不断降低 ,不能维持正常的渗
透压;此外 ,适宜的糖浓度对器官的发生也有重要作
用。山茶科植物组织培养所需的蔗糖浓度多在
4%,而金花茶胚培养需要 6% ～ 8%[ 10] 。
—7—胡　莹等:山茶科植物组织培养研究进展
4　山茶科植物组织培养的激素及附加营养物
植物生长调节物质是培养基中的关键物质 ,虽
用量极小 ,但在组织培养中起着重要的调节作用 。
激素的种类和不同功能激素的配比是影响外植体能
否成功启动的关键因素之一。对茶树而言 ,各因素
对龙井茶愈伤组织诱导的作用大小依次为:2, 4 -D
>6-BA>NAA。在山茶科植物愈伤组织或芽的诱
导阶段 ,大部分植物使用 6-苄基腺嘌呤(6-BA),
浓度为 0.5 ～ 4 mg/L[ 7] 。毕方铖等[ 13]在油茶试验
中发现 ,在不同的 6-BA浓度中 ,以 3.0mg/L的诱
导效果最好 ,芽的诱导率为 73.33%,而在 6-BA和
NAA组合中 ,以 6-BA3.0 mg/L+NAA1.0 mg/L
为最佳浓度组合 ,诱导率最高 ,达 83.33%。李建安
等 [ 12]在广宁红花油茶和小果油茶的花药培养试验
中发现 ,两种油茶在 MS+2, 4-D0.6 mg/L+NAA
0.4mg/L和 B5 +2, 4 -D1.2 mg/L+6 -BA0.4
mg/L培养基中 ,广宁红花油茶诱导率高达 94.67%
和 91.00%,小果油茶则分别为 8.00%和 3.34%。
椰乳 、水解乳蛋白等营养物质也被用于山茶科
植物的组织培养中。谭和平等 [ 9]通过茶树腋芽的
诱导分化试验发现 ,水解乳蛋白的加入可明显促进
芽的诱导。
山茶科植物组织培养的生根培养只需单独添加
生长素 BA或 NAA就能有效地生根 。毕方铖等 [ 13]
在油茶的生根培养试验中发现 , NAA7 mg/L或 BA
6 ～ 7 mg/L得到较好的生根效果 ,但获得的再生苗
大多只有一条主根 ,须根很少。
5　山茶科植物组织培养及植株再生中存在的问题
5.1　山茶科植物组织培养中的褐变
山茶科植物中酚类物质含量较高 ,酚类的糖苷化
合物是木质素 、单宁和色素合成的前体。因此 ,当酚
类化合物含量高时 ,木质素 、单宁或色素形成就多 ,易
导致褐变的发生 ,有些细胞会因褐变而死亡 。较高的
培养温度 、培养基中较高浓度的无机盐 、较高浓度的
激素及木质化程度高的外植体都会促进褐变的发生。
阙生全等[ 23]在试验中发现 ,以油茶茎段作为外植体
诱导愈伤组织时 ,随着基本培养基中无机盐离子浓度
的降低 ,褐化现象减轻。在培养基中加入吸附剂能有
效抑制褐化的发生。通过吸附剂活性炭 、PVP和 3种
抗氧化剂(维生素 C、NaS2O3和柠檬酸)对褐化的影
响对比发现 ,加入吸附剂(活性炭)的培养基效果最
好 ,随着其浓度的升高 ,抗褐化效果提高。另外 ,接种
后暗处理 ,可在一定程度上减轻褐化反应。
5.2　山茶科植物组织培养中的污染问题
能否有效控制微生物污染是组织培养能否成功
的关键因素之一。在山茶科植物组织培养中污染可
分为外植体 、培养基和无菌操作 3个方面 ,其中以外
植体方面的污染最复杂 ,也最难控制 。通常在春季
2 ～ 3月份和秋冬季腋芽在培养基上容易萌发 ,且污
染现象不明显;而在夏季腋芽不仅不容易萌发且容
易污染。究其原因 ,一方面可能与外植体的季节性
带菌情况有关;另一方面可能与外植体的生理状态
有关 。此外 ,外植体消毒剂的选择和消毒时间的选
择也影响污染情况 。在油茶组织培养中 ,用 25%次
氯酸钠消毒 20 min对油茶腋芽消毒效果最好 ,芽的
萌发诱导率达 85%[ 13] 。
6　小结与展望
山茶科植物的组织培养研究中 ,除了油茶 、茶树
等少数植物相对成熟外 ,还有许多种植物仍处于探
索阶段。大多数植物的诱导率 、增殖率 、生根率等都
不高 ,离实际应用还有一定的差距;体细胞胚胎发
生 、细胞培养 、原生质培养的研究更有待于加强。
山茶科植物组织培养研究的前景十分广阔 ,很
多山茶科植物都具有很高的经济价值和造园价值。
因此 ,通过组培快繁技术实现山茶科植物的大规模
生产 ,不但可以提高它们的应用价值 ,而且对物种资
源保护和种群扩大有着重大的意义。
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(下转第 9页)
—8— 江苏农业科学　2008年第 2期
近 10年来江苏省李研究与生产进展和展望
郭忠仁 , 周义峰
(江苏省中国科学院植物研究所 /南京中山植物园 ,江苏南京 210014)
　　摘要:江苏省李的研究主要集中于种质资源的搜集评价和开发应用。目前 , 江苏省李产量及在果品中所占
比例均呈上升趋势 ,年产鲜果约 3 944 t。栽培主要集于苏北的徐州 、连云港 、淮安 3市 , 主要品种有大石早生和早
黄李等近 20个品种。
　　关键词:江苏;李;研究;生产
　　中图分类号:S662.302.4　　文献标志码:A　　文章编号:1002-1302(2008)02-0009-04
(上接第 8页)
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　　李是我国栽培历史悠久的果树树种。据考古学
研究证明 ,远在 5 000乃至 6 000年前 ,我国的祖先
已经采食李的果实用以充饥 ,有记载的栽培历史在
3 500年以上 。在中国湖北 、云南至今仍有野生的中
国李分布 ,可见上百年生的古树 。中国李(Prunus
salicinaLindl)是在西汉时期(公元前 206年至公元
25年间),随桃 、杏传播到日本和伊朗 。在近百年
内 ,中国李才传至欧洲和美洲 ,并颇受重视 ,特别是
传入美国后 ,与美洲李杂交 ,培育出许多种间杂种 ,
在李的品种改良方面贡献极大 。中国李传入欧洲和
美洲后 ,就以果实较大 、色泽艳丽 、香气浓郁 、风味佳
美 、适应性强的特点 ,迅速在当地推广 ,很快就成为
收稿日期:2007-12-12
作者简介:郭忠仁(1960—),男 , 江苏南京人 , 硕士 ,研究员 ,主要从
事果树育种和果树种质 、观赏园林植物资源研究。 E-mail:
zhongrenguo@yahoo.com.cn。
全世界最主要的李栽培种。
中国李在我国分布很广 ,适应性强 ,尤以河北 、
河南 、山东 、安徽 、山西 、甘肃 、新疆 、江苏 、湖南 、湖
北 、江西 、浙江 、四川 、云南 、贵州 、广东 、辽宁等省
(区)栽培较多 。江苏省栽培李已有 500多年的历
史 ,徐州 、溧阳 、吴县等地普遍种植 。
1　江苏省李研究进展
目前江苏省开展李研究的单位主要是江苏省农
业科学院 、南京农业大学和南京野生植物研究院等 ,
主要从事种质资源的搜集评价和利用以及李的营养
成分和产品加工工艺研究 。近年来 ,先后开展了李
种质资源 ISSR反应体系的建立 ,李 RAPD优化反应
体系及其在品种鉴定中的应用 ,桃 、李种间远缘杂交
亲和性研究等工作 。
—9—江苏农业科学　2008年第 2期