全 文 ： 收稿日期 2000-12-13
作者简介 洪燕萍 1970- 女 厦门同安人 讲师 硕士 现在福建龙岩师专从事生物学教学工作

凤梨科植物的离体培养 (综述)

洪燕萍 林顺权 林庆良
福建农林大学 亚热带果树研究所 福建 福州 350002

摘 要 本文主要从快速繁殖 育种探索和种质保存三个方面介绍凤梨离体培养研究的进展
并简要介绍其他凤梨科植物离体培养的研究概况 在此基础上对一些问题进行探讨并提出展望
关键词 凤梨 凤梨科 离体培养 快速繁殖 育种 种质保存
中图分类号 S688.3; Q943.1 文献标识码 A 文章编号 1009-7791(2001)02-0070-05

In vitro culture of pineapple (a review)

HONG Yan-ping, LIN Sun-quan, LIN Qing-liang
(Institute of Subtropical Fruits, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002, Fujian China)

Abstract: In vitro culture of pineapple is focused on different respects, such as
establishing practicable rapid propagation systems from different explants, breeding new
cultivars from variant clones, hybrids or transgenic plants and preservating germplasm.
The advances in study of isolated culture of pineapple are introduced and plant culture in
vitro of other species belong to Bromeliaceous is described, some problems and
perspectives of this field are also discussed.
Key words: pineapple; Bromeliaceae; in vitro culture; rapid propagation; breeding;
germplasm preservation

凤梨科植物有 60个属 2 000多个种 其中凤梨属主要作为水果种植 剑凤梨属 铁兰
属等近十个属作为观赏花卉种植 凤梨属有 个种 具经济栽培价值的只有凤梨一种(Ananas
Comosus)[1] 凤梨是世界第三大热带水果 除食用外 其蛋白水解酶已被应用于皮革制造
食品工业 医药卫生等领域[2] 生物技术的应用也集中于此 本文主要从快速繁殖 育种探
索和种质保存三个方面介绍凤梨离体培养研究的进展
1 快速繁殖
Aghion和 Beauchesue[3]首次报道以凤梨冠芽为材料进行快速繁殖 此后国内外陆续报道
了一些不同外植体的快速繁殖 如冠芽 裔芽 腋芽 果实 叶片 幼胚等
1.1 芽的离体培养
凤梨的快速繁殖主要以冠芽为外植体 各种芽灭菌后置于添加不同生长调节剂的培养基
中 经愈伤组织或芽形成小植株 Wakasa 等[4]以休眠腋芽 小冠芽 小裔芽进行培养 在
MS + 肌醇 100mg/L 以下培养基添加物单位均为mg/L + 3%蔗糖基础上添加 NAA 2.0和

2001,30(2):70-74.
Subtropical Plant Science
第2期 洪燕萍 等 凤梨科植物的离体培养 综述 ﹒71﹒
BA 2.0 得到球状体(一类特殊愈伤组织) 转至仅含 BA 2.0的培养基上长成苗 再移至不含
激素的培养基上生根 Mathews等[5]将腋芽置于MS + NAA 1.8 + IBA 2.0 + KT 2.1中进行固
体培养 8 10周后获得增殖芽 将芽转至液体培养基MS + NAA 5.4 + IAA 5.1 + KT 2.1中
震荡培养促进增殖,再转到MS + NAA 0.18固体培养基上生根 Zepeda等[6]将腋芽置于MS +
25%CW(椰乳)液体中转动培养(1r/5min) 并隔 2周将外植体转移到 1/2 MS + 25%CW中进行
中间培养 2个月后获得带 5 8片叶单独生长的新芽 在 1/2 MS + BA 0.5 或 1.0 培养基
中继代可长出 3个以上腋生新芽 同样培养基上继代 4次增殖 再转移到 1/2 MS固体培养
基上 12个月后至少可从 1个冠芽繁殖出 5 000株小苗
1.2 叶的离体培养
叶的离体培养通常是经愈伤组织分化成苗 林惠端等[7]将冠芽基部叶切段 培养于含
2,4-D 2.0﹢KT 1.0或 2,4-D 4.0﹢KT 2.0的MS培养基中可诱导愈伤组织 充分成熟 叶肉较
厚的叶片基部可获较高的诱导率 愈伤组织转移到 1/2 MS(铁盐为 2倍) + NAA 1.0 + 活性炭
0.5% + 蔗糖 2% 可分化出根系发达的绿苗 将大苗移植 而带少量愈伤组织的小苗用于继
代增殖 每 40 45d 继代一次 以 25 30 倍的几何级数增殖 Mathews 等[5]从无菌小植株
上切取完整叶子 置于MS + NAA 1.8 + IBA 2.0 + KT 2.1(或 BA 2.2)培养基中培养 则在外
植体切端增生愈伤组织 并于其上分化成芽 BA比 KT诱导出更多的芽
1.3 果实的离体培养
以果实进行离体培养也是经由愈伤组织再分化出芽苗 吴昭平等[8]以幼果果肉培养于
MS + BA 2.0 + NAA 2.0的培养基中 7 15d内诱导出团状愈伤组织 生长 15d的愈伤组织
转移至 1/2 MS + BA 0.5 + IBA 1.0 + NAA 0.5 + 蔗糖 2%的培养基上 半个月后即见绿芽分
化 移至 1/2 MS + NAA 0.5 + BA 0.1 + 蔗糖 1%培养基中生根壮苗 Wakasa等[4]将果肉置于
MS +肌醇 100 + 蔗糖 3% + NAA 0.2 2.0 + BA 1.0培养基上 培养时薄片边缘出现五种类
型团状组织 其中节状体生长最旺盛 在 NAA 2.0 + BA 1.0的培养基上长大后 转移至 NAA
2.0 + BA 2.0 或高于 2.0 的培养基上开始分化形成茎 在 NAA 1.0的培养基上只形成根
除节状体形成茎叶外 其他几类团状组织均未能分化出苗
1.4 种子的离体培养
种子离体培养通常用于杂交苗的快速繁殖 种子在无生长调节剂的培养基上可长成小植
株 在添加一定生长调节剂的培养基上则经愈伤组织分化成苗 Srini Vasa Rao 等[9]以 Kew
和 皇后 的杂交种子培养于MS + BA 0.1或MS + IBA 0.1的培养基上 种子发根后从根
梢形成愈伤组织 而后整个胚转变为愈伤组织 其上可观察到初始的茎芽分化 移至MS +
NAA 2.0 + IBA 2.0 + BA 2.5培养基上获得带根的茎芽丛 再生植株也移栽成功 吴昭平等[10]
以沙劳越种和菲律宾种的正反交种子进行离体培养 种子的愈伤组织有切口的比无切口的诱
导率高 愈伤组织的诱导需细胞分裂素和生长素共同作用 以 6-BA 2.0 + NAA 0.5 + 2,4-D 1.0
培养基诱导率最高 达 76% 愈伤组织转移到 1/2 MS + 6-BA 0.5 + IBA 1.0的培养基上分化
出绿芽 再生苗转移到 1/2 MS + ZT 1.0 + NAA 0.5培养基上增殖 可获由 15 25个芽组成
的芽丛
1.5 经黄化苗进行快速繁殖
Kiss 等[11]探索了一条新的凤梨快速繁殖途径 以卡因种和西班牙种的无菌苗为材料
将苗尖去除 仅留 5 8mm带根茎段 置MS + NAA 1.8(10 M)中暗培养 获黄化苗 切取
第30卷 ﹒72﹒
黄化苗转入 N6 + KT 2.5(25 M)或 BA 4.5(20 M)培养基光照培养 在培养皿中每株黄化苗
上生出 13 15株小苗 至小苗 3 5cm高时移入生根培养基(不添加生长调节剂的 MS培养
基) 获得再生植株 并且再生植株中未发现变异株
1.6 其他探索
为使快速繁殖体系更好地应用于生产 研究人员还进行了其他探索 在增殖培养中通常
认为液体培养较固体培养增殖率高 而液体震荡培养增殖率则更高[5,12] 但也有人认为液体
静止培养较好[13] 李华赐等从能源和药品节约上进行一些改进 黎仕聪等[14]则认为还应建
立适宜的二级苗圃以提高成活率
2 育种探索
2.1 无性变异系
Wakasa 等[15]以不同外植体的再生植株系为材料 检测其叶色 叶背的蜡分泌 叶簇密
度 叶片刺和白条纹的分布方式 找出变异植株 发现源自果实的再分化植株变异率高 徐
舜全等[16]以凤梨叶片组培苗与叶片扦插苗进行对比试验 发现组培苗种植后发生了明显的
变异现象 Liu [17]从有刺的嵌合体培养获得了无刺的红西班牙品种 通过离体培养产生大量
无性变异系 可以从中筛选出所需的变异体 培育优良品种
2.2 杂交种子培养
通过人工杂交获得杂交种子 经离体培养可以得到大量的杂种苗 如前所述 一个杂种
胚可以形成许多幼苗 由于染色体不稳定 经由愈伤组织途径繁殖成的幼苗在遗传上可能异
质 这一技术可以在短时间内从一个胚形成的大量杂种苗中 筛选出所需要的变异植株
2.3 遗传转化
凤梨育种中也进行了转基因的尝试 如导入抗性蛋白合成基因 增加凤梨对粉蚧的抗性
[18] 导入抗线虫基因[19] 导入反义 ACC氧化酶基因[20] 导入抗多酚氧化酶基因 防止凤梨
黑心病的发生[21]等 均已在研究中 有些已取得阶段性结果 凤梨育种现在仍以传统的杂
交育种为主 生物技术在育种上的应用还只是一种探索
3 种质保存
Sugimoto[22]用腋芽直接培养在MS(1% 琼脂 1.5%葡萄糖)上 16 下可保存 4年以上
Zee 等[23]以 Hana51 Hana129 (A.comosus)和 Hana73 (A.bracteatus)的无菌小苗进行
保存研究 发现保存于无菌蒸馏水中 12个月后 存活率仍可达 85%和 73% 保存在MS(无
机盐取 1/4量) + 3%蔗糖 + 0.9%琼脂的培养基中 12个月后小苗的成活率最高 长势最好
4 其它凤梨科植物的离体培养
其它凤梨科植物的种子离体培养研究较多 离体培养铁兰属(Tillandsia)一些植物的种
子 发现大多数种子在不同温度(15 25 )及添加不同外源生长调节剂的培养基上(NAA 0
或 0.1 BA 0或 1.0), 萌发无显著差异 但 T. stricta 和 T. tectorum在 25 比 15 萌发率高
10% BA 的存在可诱导芽苗的形成 但抑制其进一步生长 T. stricta 培养会使培养基 pH
值在数天内从 5.4 下降至 3.4 猜测培养基里高酸度水平会使离体材料失去生活力[24,25]
Fischer等[26]以剑凤梨属的 2个种的种子进行培养也获得丛生芽 Mercier等[27]将 V. fosteriane
的种子培养在 KM MS 1/2 MS培养基上发芽 转至添加 NAA 0.2 (1.1 M)培养基上生长
第2期 洪燕萍 等 凤梨科植物的离体培养 综述 ﹒73﹒
在添加 NAA 0.5 (2.7 M)和 BA 1.66 (8.9 M)固体培养基上会形成绿色突起物并发育成芽
每株苗可形成 15.2个芽 液体继代培养可使芽量加倍 再转接到添加 NAA 1.0 0.54 M
的培养基上中止不定芽的大量形成而使芽生长 2cm长的苗转入添加 NAA 0.2 1.1 M 的
培养基上可诱导生根 巴西特有的濒危凤梨科植物 Dyckia macedoi 以其种子离体培养获得
的小苗叶基为外植体获得再生植株 移栽成活率近 100% 且无表型变异[28]
Kukulczanka等[29]将铁兰属 剑凤梨属(Vriesea)的几个种及 Puya mirabilis的小苗培养在
RM(Reinert and Mohr)培养基上增殖并再生出植株 培养基中添加 BA 1.0 2.0有利于腋芽的
生长和生根 Tombolato等[30]以羞凤梨属(Neoregelia)的 N. carolinae分生组织诱导再生成植
株 Vinterralter等[31]以光萼凤梨属(Aechmea)的 A. fasciata叶片为外植体 经愈伤组织分化芽
苗 并获得稳定的深绿色芽苗无性系 这种无性系一直培养到生根 其变异率低于 1% 深
绿色的无性系继代培养超过 40次 历时 5年 其生活力及变异率仍无明显变化
我国也有一些观赏凤梨离体培养的报道 如隐花凤梨属(Cryptanthus)的褐叶小凤梨(C.
acaulis) 双带隐花凤梨(C. bivittatus)和褐带纹小凤梨(C. lacerdes) 的茎段或芽培养[32,33] 铁
兰属的松罗铁兰(T. usneoides)的芽培养[34] 果子蔓属(Guzmania)的红星凤梨(G. minor)的嫩吸
芽培养[35] G. minor的种子培养[36]
观赏凤梨的品种繁多 进行离体培养研究的还不多 而且没有较系统的基础研究和建立
较有生产效益的快速繁殖体系 此外以离体培养为手段进行变异品种选育 种质资源保存等
研究也有待开展
5 展 望
食用凤梨的离体培养研究已较为成熟 但某些外植体离体快速繁殖中存在较严重的变异
倾向[11] Wakasa 等发现源自果实和裔芽的再分化植株几乎都是变异体 而源自冠芽和腋芽
只有少数变异体 选取适当的器官可以达到两种目标 即无性繁殖系和培养变异体 高原利
雄等[37]认为 以冠芽进行快速繁殖约有 7%左右多刺个体 若在幼苗阶段去除多刺个体 则
快速繁殖具实用价值 实际上即便在幼苗阶段去除外型变异的植株也不能保证所有变异个体
均已剔除 离体培养避免出现愈伤组织可以限制体细胞变异 如果以凤梨的腋芽为外植体进
行诱导 同时以 Kiss 等建立的黄化苗方法进行增殖 并结合 Zee 等的种质保存方法 以及
其他一些降低成本的方法和移栽技术 相信凤梨的快速繁殖体系能达到生产要求 此外结合
其他技术(如辐射)扩大变异 加快育种速度 或进行转基因探索 有望获得可应用于生产的
优良品种 另外在观赏凤梨的离体培养可以食用凤梨为借鉴 应用离体快速繁殖和无性变异
系育种等方法 取得更好的经济效益
参考文献
[1] 黎美华,等. 我国凤梨品种资源及利用[J]. 广东农业科学, 1993,(1): 20-23.
[2] 陈京. 凤梨应用生物技术于育种改良上的进展[J]. 福建果树, 1997,101(3): 32-33.
[3] Aghion D, et al. Utilization de la technique de culture sterile dorganes pour obtenir des clones dananas[J].
Fruits, 1960,15: 464-466.
[4] Wakasa K, et al. Differentiation from in vitro culture of Ananas comosus. apanese[J]. Journal of Breeding,
1978,28(2): 113-121.
[5] Mathews V H, et al. Multiple plantlets in lateral bud and leaf explant in vitro cultures of pineapple[J]. Scientia
Hort., 1979,1: 319-328.
[6] Zepeda C, et al. In vitro propagation of pineapple[J]. HortScience, 1981,16: 495.
第30卷 ﹒74﹒
[7] 林惠端,等. 凤梨组织培养研究简报[J]. 中国果树, 1981,(2): 49-50.
[8] 吴昭平,等. 菠萝幼果的诱导和植株再生[J]. 亚热带植物通讯, 1982,(1): 22-28.
[9] Srini Vasa Rao N K, et al. Differentiation plantlets inhabird embryo callus of pineapple[J]. Scientia
Horticulture, 1981,15(30): 235-238.
[10] 吴昭平,等. 凤梨杂交苗的组织培养[J]. 热带作物学报, 1987,8(2): 62-65.
[11] Kiss E, et al. A novel method for rapid micropropagation of Pineapple[J]. HortScience, 1995,30(1): 127-129.
[12] 吴俊玲. 剥粒凤梨台农 号组培方式对增殖芽繁殖的影响[J]. 福建农业科技, 1995,(4): 17-18.
[13] 李华赐,等. 剥粒凤梨(台农 号)的快速繁殖及简化培养的研究[J] 热带作物学报 1990,11(1): 91-96.
[14] 黎仕聪,等. 剥粒凤梨试管苗二级苗圃育苗技术措施[J]. 热带作物研究, 1990,41(3): 30-32.
[15] Wakasa K. Variation in the plants from the tissue culture of Pineapple[J]. Jpn. J. Breeding, 1979,29(1): 13-22.
[16] 徐舜全,等. 凤梨组织培养再分化植株的变异[J]. 广东农业科学, 1991,(3): 26-29.
[17] Liu L J, et al. Smooth leaf (spineless) Red Spanish pineapple (Ananas comosus) propagated in vitro[J]. J.
Agric. Univ. Puerto Rico., 1989,73: 301-311.
[18] Wakman W, et al. Presence of closterolike virus and a bacilliform virus in pineapple plants in Australia[J].
Aust. J. Agric. Res., 1995,46: 947-958.
[19] Striling G. New developments in nematode control: transgenic plant with nematode resistance[A]. Pineapple
Field Day [C]. Queensland: Queensland Fruit and Vegetables Growers, Golden Circle, Queensland Dep. Prim.
Indust. 1994. 6.
[20] SanewskiG. Eliminating natural flowering by genetic engineering[A]. In :Pineapple Field Day[C]. Queensland
Fruit and Vegetables Growers, Golden Circle, Queensland Dep. Prim. Indust., 1994. 6.
[21] Underhill S J R, et al. The development of a transgenic blackheart pineapple[A]. Pineapple Field Day[C].
Queensland: Queensland Fruit and Vegetable Growers, Golden Circle, Queensland Dept. Prim Indust., 1994. 57-58.
[22] Sugimoto A, et al. In vitro conservation of pineapple genetic resources[A]. Research Highlights[C]. Tropical
Agric. Center, 1991. 14-16.
[23] Zee F T, et al. In vitro storage of pineapple (Ananas spp) Germplasm[J]. HortScience, 1992,27(1): 57-58.
[24] Zimmer K, et al. Vegetative Vermehruny von “atmospharischen” Tillandsien. In vitro Vermehrung[J].
Gartenbauwissenschaft, 1993,58(4): 164-169.
[25] Zimmer K, et al. Vegetative Vermehrung von “atmospharischen” Tillandsien. . Veranderung des pH Wertes
in Medium bei der in-vitro-kultur[J]. Gartenbauwissenschaft, 1993b,58(2): 225-227.
[26] Fischer G, et al. Multiple Sprossbildung bei in vitro gekeimten Samen[J]. Gartenbau Wissenschaft,
1987,52(3): 135-140.
[27] Mercier H, et al. In vitro multiplication of Vriesea fosteriana[J]. Plant cell, Tissue and Organ Culture,
1992,30(3): 247-249.
[28] Mercier H, et al. Micro propagation of Dyckia macedoi-an endangered endemic Brazilian bromeliad[J].
Botanic Gardens Micro propagation News, 1993,1(6): 70-72.
[29] Kukulczanka K, et al. Propagation of some species of the Bromeliaceae family cultured in vitro[J]. Acta
Horticulturae, 1989,251: 167-172.
[30] Tombolato A F C, et al. Culture in vitro da bromiliar[J]. Agronomico, 1991,43(2-3): 77-78.
[31] Vinterralter B, et al. True-to-the type in vitro propagation of Aechmea fasciata Baker[J]. Scientia Horticulture,
1994,57(3): 253-263.
[32] 李华赐,等. 几种隐花凤梨属观赏植物组织培养(简报) [J]. 亚热带植物通讯, 1987,(2): 44-45.
[33] 傅婉华,等. 三色小凤梨的快速繁殖[J]. 植物生理学通讯, 1988,(5): 51-52.
[34] 李文安,等. 观叶凤梨的快速繁殖[J]. 植物生理学通讯, 1990,(4): 54-55.
[35] 何炎明,等. 红星凤梨的组织培养[J]. 植物生理学通讯, 1992,28(1): 53.
[36] 梅贝坚,等. 小舌凤梨的组织培养[J]. 植物生理学通讯, 1990,(1): 52.
[37] 高原利雄,等(张耀宏译). 凤梨的育种现状与展望[J]. 热带作物译丛, 1992,(1): 36-41.