全 文 ：文章编号:1001-7380(2001)03-0045-03
红豆杉属植物组织培养及其快速繁殖研究综述
梁珍海1 ,刘根林1 ,徐　锋2
(1.江苏省林业科学研究院 ,江苏　南京　211153;2.江苏省镇江市林业科学研究所 ,江苏　镇江　212002)
摘要:概述了国内外红豆杉属(Taxus)植物组织培养及其快速繁殖研究的方法 、研究的发展史 、最新研究成果 ,为今
后相关工作提供些借鉴与帮助。
关键词:红豆杉属植物;组织培养;概述
中图分类号:S722.37　　文献标识码:A
Taxus sp.tissue culture as alternative sources for
yew seedlings production:a literature survey
LIANG Zhen-hai1 ,LIU Gen-lin1 ,XU Feng2
(1.Jiangsu Academy of Forestry , Nanjing 211153 , China;2.Zhenjiang City Forestry Institute of Jiangsu , Zhenjiang 212002 , China)
Abstract:The literature concerning the tissue culture of Taxus sp.as an alternative source for yew seedling production is reviewed.
The aim of this review is to summarize and discuss the progress achieved with the approaches and methods used for the establish-
ment of various Taxus culture systems and the production of various yew seedlings , and to provide guidance for further research
work.
Key words:Taxus sp.;Tissue culture;Review
　　根据有关世界肿瘤方面的资料 ,卵巢癌发病率
以智利的妇女为最高达 0.021%,日本和印度最低 ,
分别为0.003 1%和0.003 2%,可见这种疾病对妇女
的危害程度 。在我国 ,卵巢肿瘤也是妇科常见疾病
之一 ,其中恶性肿瘤占 1%左右[ 1] 。在妇科恶性肿
瘤中 ,卵巢恶性肿瘤的发病率占第 3位[ 2] ,而且还呈
逐年上升的趋势 ,近 40 a 增加了3倍[ 3] 。因此 ,人们
一直在不懈地努力 ,旨在寻找到满意的治疗方法 。
从红豆杉属(Taxus)植物中提取得到的紫杉醇(Tax-
ol)是近几年从天然植物中开发的一种新型抗癌药
物 ,它不仅对卵巢癌 、乳腺癌 、肺癌等癌症有较好的
疗效 ,而且临床表明紫杉醇对治疗其他疾病也有一
定的潜力 ,被认为是当今抗癌药物中最有效的制剂 。
红豆杉属植物为红豆杉科常绿乔木或灌木 ,分
布于北半球温带至中亚热带地区[ 4 ,5] ,全世界共 11
种 ,即欧洲红豆杉(T .baccata L.)、短叶红豆杉(T.
brevifolia Nutt.)、加 拿 大红 豆 杉 (T.canadensis
Marsh)、佛罗里达红豆杉(T.floridana Chapm.)、杂种
紫杉(T .media Rehd.)、球果红豆杉(T .globose),以
及西藏红豆杉(T .wallichiana Zucc.)、东北红豆杉
(T .cuspidata Sieb.et Zucc.)、云南红豆杉(T.yunna-
nensis Cheng et L.k.Fu)、红豆杉[ T .chinensis (Pilg.)
Rehd.] 和其变种南方红豆杉(T.chinensis var.
mairei),后 5种在我国有所分布。
由于红豆杉属植物的分布特点是天然散生 ,无
纯林 ,以“混生 、复层 、异龄”为主要存在特征 ,加之生
长缓慢 ,自然更新困难 ,属于严格控制采伐的树种。
然而 ,近几年大量的药品需求和巨额的商业利润 ,使
第 28卷第 3 期 江　苏　林　业　科　技 Vol.28 No.3
2001 年 6月 Journal of Jiangsu Forestry Science &Technology Jun.2001
收稿日期:2001-03-15
作者简介:梁珍海(1965-),男 ,安徽蚌埠人 ,副研究员 ,硕士 ,主要从事森林生态 、植物组织培养研究和经营管理工作。
其资源遭到了严重破坏[ 6] 。为了解决原材料来源匮
乏这一日益尖锐的问题 ,目前国内外通过化学合成 、
基因工程 、真菌发酵及细胞培养等方法使这一问题
得到了某些缓解 ,但是 ,保护现有资源 ,进行育苗和
栽培技术研究 ,选育优良无性系 ,进行红豆杉组织培
养研究是从根本上解决紫杉醇原料来源紧缺的唯一
途径 。
人们通过植物组织培养方法企图快速繁殖红豆
杉属植物的研究迄今已有 30 a 以上的历史 。培养
方法主要分为 4 大类即:离体胚培养法 、嫩芽增殖
法 、愈伤组织再生植株法以及体细胞胚发生法 。
1　离体胚培养法
早在 1968年 , Le Page-Degivry 报道过将休眠的
欧洲红豆杉未成熟胚接种于培养基中 ,使其吸收营
养并滤去胚中内源脱落酸(ABA),经过 30 d培养 ,胚
萌发率可达 28%[ 7] 。1970年 , Le Page-Degivry 报道
认为接种于 Heller(1953)[ 8]培养基中的欧洲红豆杉
离体胚中内源 ABA 一旦被滤去 , 胚萌发芽即可开
始[ 9] 。1973年 ,再次报道欧洲红豆杉休眠种子中未
成熟胚在培养基上的萌发可以通过赤霉酸处理实
现[ 10] ,这就从实验方法上初步证实:可以通过在培
养基中添加赤霉素以解除内源 ABA 对红豆杉离体
胚萌发的抑制作用。
1991年 ,Flores等报道 ,从杂种紫杉 、短叶红豆
杉绿色种子中剥取的未成熟胚接种在White 或 MS
培养基上 ,其萌发率最高可达 70%,而种子越成熟 ,
其培养胚萌发率则越低[ 11] ;1993年又报道有 30%
的萌发胚能够完全成苗[ 12] 。1992年 ,Hu C-Y等[ 13]
对4种红豆杉离体胚在不同培养基上的生长与萌发
作了试验 ,结果表明:B5(Gamborg , et al 1968)[ 14]培养
基上 14 d 欧洲红豆杉与东北红豆杉未成熟胚生长
很好 ,短叶红豆杉未成熟胚在MS 培养基上生长较
快;短叶红豆杉与东北红豆杉成熟种子中的离体胚
生长时出现轻度休眠现象 ,而杂种紫杉成熟种子离
体胚则由于深度休眠始终未见胚生长。将生长型离
体胚转至 1/2B5培养基上 ,胚不断发育 ,萌发成试管
苗 ,如在原始培养基中加入 30μM GA3 ,短叶红豆杉
离体胚萌发试管苗的生根率可达 63.6%,最后 ,获
得了数百株温室生长的欧洲红豆杉 、短叶红豆杉和
东北红豆杉离体胚幼苗 。可见 ,不同基因型红豆杉
离体胚 ,不论其成熟度是否相同 ,其休眠程度不一 ,
因而导致它们的萌发率也互不相同。可喜的是 ,这
一时期的离体胚培养较之前有大的进展 ,因为均不
同程度地培养出了离体胚幼苗。
1994年 ,Zhiri等[ 15]报道了一种简便易行的方法 ,
可以打破欧洲红豆杉某一栽培种T.baccata ` Stricta
种子的休眠 ,使其离体胚快速萌发。具体方法是:9 ,
10月采下带红色假种皮的种子 ,去掉假种皮后 ,用自
来水冲洗7次 ,消毒处理后去除种皮 ,用无菌水冲洗 3
次 ,在无菌条件下切取种胚 ,接种于改良MS 或改良
Heller培养基上 ,培养基中含 1 g/L 的水解酪蛋白
(CH)、1 g/L 的酵母膏(YE)、0.1 g/L 抗坏血酸(AA)以
及 5 g/L 的活性炭(AC)。在一定的培养条件下 , 7 d
后离体胚萌发率可达100%,并且均可完全发育成苗。
同年 ,Chee[ 16]研究认为:在 B5培养基上接种短叶红豆
杉与欧洲红豆杉较为成熟种子中的离体胚 ,经过 28 d
的暗培养 ,继以 56 ～ 70 d 16 h光周期培养 ,有 36%的
离体胚会发育成幼苗。很明显 ,无论从打破休眠 ,还
是从离体胚萌发率以及成苗率来看 ,这一时期红豆杉
胚培养效率有所提高。
1998年 ,梅兴国等[ 17] 采用 B5 与 MS 相结合的
BM培养基以及适宜质量浓度的激素(2 , 4-D , 6-BAt
GA3)解除南方红豆杉离体胚的休眠 ,使其胚萌发率
达 81%,后将培养物转入成苗培养基上 ,形成了健
壮完整的种胚苗。同年 ,陈永勤等[ 18]将红豆杉离体
胚接种于自己设计的基本培养基上 ,经过一定时间
的培养 ,97%以上的胚可以萌动 ,最后获得了完整的
幼苗。并认为 ,在离体条件下 ,红豆杉的成熟胚似乎
没有休眠期 ,只要条件适宜 ,不需任何预处理就有很
高的萌发率与成苗率。这与前面介绍的有些种类如
短叶红豆杉 、欧洲红豆杉 、杂种紫杉和东北红豆杉的
种子离体胚需经过一段时间的低温或水冲洗处理后
才有较高的萌发率不同[ 11 ,12 , 15 ,16] 。
红豆杉属植物离体胚的萌发效果与培养基的种
类关系很大。即使是同一种红豆杉 ,由于培养基的
不同有时会得到不同的结果 。如 Flores 等[ 11] 在
White培养基上培养短叶红豆杉离体胚时 ,发现胚萌
发率随着成熟度的增加而显著降低 ,而Chee[ 16]在 B5
培养基上培养短叶红豆杉离体胚的结果正好相反。
这可能是成熟胚与未成熟胚有各自不同的适宜培养
基所致。另外 ,光照条件也是影响红豆杉属植物离
体胚萌发的一个重要因素 ,但结果不一致 。陈永勤
等[ 18]试验结果表明 ,黑暗比光照有利 ,这与 Chee 在
欧洲红豆杉上得到的结果一致 ,而与 Flores等[ 12]见
到红豆杉属植物离体胚在光下萌发得到更好的结果
46 江　苏　林　业　科　技 第 28 卷
不一样。
2　嫩芽增殖法
1981年 ,Amos和 McCown[ 19]报道了用红豆杉属
植物的茎尖进行微繁殖的试验:将培养物接种于含
有不同质量浓度 BA的WPM培养基上 ,低质量浓度
BA有利于嫩芽产生;高质量浓度 BA 则抑制嫩芽伸
长。1983年 , Barnes[ 20]对加拿大红豆杉的茎尖进行
微繁殖试验 ,在含 1 mg/L BA 的WPM 培养基上 ,其
腋芽生长良好。1995年 ,Chee[ 21]将短叶红豆杉的离
体胚接种于1/2 B5 培养基上 ,培养基含 BA 10μM ,培
养 14 d后离体胚上诱导出了不定芽原基 ,经过处
理 ,在有效芽苗中有 58%产生了根 , 90 d后得到了
生长良好的幼小植株 。1997年 ,杨振国等[ 22]利用东
北红豆杉幼枝顶芽作外植体 ,以 MS 为基本培养基 ,
通过芽体组织培养诱导出丛生芽。之后 ,又发现东
北红豆杉茎尖能诱导出不定芽与不定根 ,不定芽的
形成与 BA/ IBA 比值和母树龄有关 ,不定根的形成
主要取决于 IBA的质量浓度与母树树龄[ 23] 。
嫩芽增殖法相对于离体胚培养法报道较少 ,而
且由于红豆杉基因型不同 ,导致此种培养方法可行
程度不一致 ,最后似乎很难培养得到完整小植株 ,这
表明:对红豆杉属植物剪切外植体时供体植株的适
宜生理状况还有待进一步研究与确定。
3　愈伤组织再生植株法
有关利用红豆杉属植物外植体脱分化诱导愈伤
组织 ,通过愈伤组织再分化出芽 ,进而诱导生根 ,再
生出幼小植株的报道很少 。1997年 ,王水等[ 24]用云
南红豆杉嫩枝外植体作了这方面的研究。结果显
示 ,其外植体在含有 2 , 4-D ,NAA 和 KT 的 6 , 7-V 培
养基上产生了愈伤组织 ,进一步分化出芽 ,芽长成嫩
枝后转移到含 IBA 或 IBA 和 6-BA 的White 培养基
上分化出根 ,形成再生小植株 。作者在文中介绍 ,虽
然再生植株的分化与移栽成活都比较容易 ,然而从
愈伤组织分化出芽以及腋芽的萌发较慢 ,这很大程
度上影响了快速繁殖的速度。不过 ,本研究为云南
红豆杉的无性快速繁殖提供了一种方法 ,为云南红
豆杉的工厂化育苗奠定了基础 。
4　体细胞胚发生法
1993年 ,Salandy 等[ 25]将佛罗里达红豆杉针叶
外植体诱导出的愈伤组织在含 1 mg/L 2 ,4-D和 1 g/
L谷氨酰胺的 MS 培养基中进行细胞悬浮培养 ,结果
愈伤组织细胞群中出现了胚性结构细胞 。1994年 ,
Wann和 Goldner[ 26]申请了红豆杉属植物体细胞胚发
生法的专利。且以未成熟胚为外植体 ,结合 2 ,4-D
与 BA ,经过180 d 2个阶段的培养 ,诱导出了体细胞
胚 。1995 年 , Lee 和 Son 也申请了体胚发生专利。
以东北红豆杉未成熟胚为外植体 ,先在含 NAA 的改
良 B5 培养基上培养或者在含 2 ,4-D与 KT 的 MS或
WPM 培养基上培养 ,后再转至无激素培养基中诱
导 ,结果均出现了体胚[ 27] 。遗憾的是 ,所有诱导出
的体细胞胚的萌发能力如何 ,却未见报道 。
综上所述 ,红豆杉属植物组织培养的研究工作
发展了 30 a 之久 。尽管业内人士作了大量的工作 ,
但由于该属植物本身的生物学特性以及植物组织培
养研究与方法应用难有普通的规律可循 ,因而近期
要达到快速繁殖以及工厂化育苗还不是件容易的
事 。然而 ,在前面介绍中有几种方法前景很好 ,而且
已经产生了一定规模的组织培养苗 ,这又给从事相
关工作的人们以希望与信心 ,从组织培养多年来的
发展历史来看 ,组织培养成功与否 ,取决于培养对象
和培养基 、培养条件间是否配套 ,如果多探讨同一条
件下易培养和不易培养基因型红豆杉的内在生理生
化差异 ,多探讨基因型 、外植体培养基与培养条件间
的相互配合机制 ,相信不久的将来 ,会克服重重困
难 ,达到人们所向往的目标 。
参考文献:
[ 1] 　刘　涤 ,章国瑛 ,王　晓 ,等.红豆杉资源与紫杉醇生产概况
[ J] .植物资源与环境 , 1997 , 6(1):48-53.
[ 2] 　康映蕖 ,沈祝萱.卵巢肿瘤[ A] .见:王淑贞.中国医学百科全
书:妇产科学[M] .上海:上海科技出版社 , 1992.94-99.
[ 3] 　曹泽毅.妇科肿瘤专业的回顾与展望[ J] .中华妇产科杂志 ,
1993 ,28(8):463-466.
[ 4] 　孙启时 ,戴振复 ,于庆海 ,等.抗癌新药紫杉的资源[ J] .沈阳药
学院学报 , 1993, 10(4):305-307.
[ 5] 　Burte J N.Taxus Le Bon Jardinier[ J] .Paris:La Maison Rustique ,
1992 ,(Ⅲ):2 588-2 589.
[ 6] 　陈际伸 ,黄宝龙.红豆杉资源与紫杉醇研究进展[ J] .江西林业
科技 , 1998(4):32-36.
[ 7] 　Le Page-Degivry M T.Mise en évidence dúne dormance associée à une
immaturité de lémbryon chez Taxus baccata L C R Acad[ J] .Sci , 1968
(266):1 028-1 030.
[ 8] 　Heller R.Recherche sur la nut rition minérale des tissus végé taux
chltivé s in vitro Ann[ J] .Sci Nat Bot Biol Veg , 1953(14):1-223.
(下转第 49页)
47第 3 期 梁珍海等:红豆杉属植物组织培养及其快速繁殖研究综述
优良的品质 ,良好的信誉 ,强化品牌意识 ,强化广告
宣传 ,巩固东南亚的销售市场 ,占领扩大欧美市场 。
要注重活化营销策略 ,改变过去泰兴大白果出
口都是大麻袋包装的老面孔。实践证明 ,产品的包
装对提高档次 ,增加效益很有必要 。要改进包装 ,可
用5 ,10 ,20 kg 等不同规格的包装 ,也可用1 ～ 2 kg 的
玲珑精制的礼品盒包装 ,以方便产品进入超市 。
要增植银杏专业市场 。在宣堡地区重点扶持 1
个有一定规模的银杏销售专业市场 ,吸引外地客商
投资 、经营 ,扩大影响 。
2.3　加大深度开发力度
(1)要解决白果的脱壳 、保鲜技术 ,采用速冻 、真
空包装的方法 ,让白果食用方便 ,走进超市 ,进入千
家万户 ,扩大市场销路 。
(2)要加快银杏盆景的开发。本市现有各种规
格银杏苗300万株以上 ,近两年 ,银杏苗价格持续下
跌 ,银杏叶基本不收购 ,效益很低 ,而银杏盆景市场
前景看好 ,外地有少量出口 。所以 ,要充分利用银杏
苗丰富的优势 ,加快银杏苗木的转化 , 制作银杏盆
景 ,并创造泰兴的特色 ,形成本市银杏生产的又一亮
点 。
2.4　提高良种选育速度
尽管本市白果品质优良 ,但还要围绕市场要求 ,
加强对优良品种的挖掘和提纯复壮 ,积极选育适合
本市生长的材用 、花用 、叶用优良品种 ,以便用优质
的产品参与国际市场的竞争 。
(上接第 47页)
[ 9] 　Le Page-Degivry M T.Physiologie végé tale.Acide abscissique et dor-
mance chez les embryons de Taxus baccate L C R Acad[ J] .Sc Paris ,
1970(271):482-484.
[ 10] 　Le Page-Degivry M T.Etude en culture in vitro de la dormance em-
bryonnaire chez Taxus baccata L Bio[ J] .Plant ,1973(15):264-269.
[ 11] 　Flores H E, Sgrignoli P J.In vitro culture and precocious germination
of Taxus embryos[ J] .In vitro Cell Dev Biol , 1991(27):139-142.
[ 12] 　Flores T ,Wagner L J , Flores H E.Embryo culture and taxane produc-
tion in Taxus spp.[ J] .In vitro Cell Dev Biol , 1993(29):160-165.
[ 13] 　Hu C-Y ,Wang L ,Wu B.In vitro culture of immature Taxus embryos
[ J] .HorstScience , 1992(27):698.
[ 14] 　Gamborg O L ,Miller R A ,Ojima K.Nutrient requirements of suspen-
sion cultures of soybean root cells[ J] .Expt Cell Res, 1968 ,(50):151-
158.
[ 15] 　Zhiri A , Jaziri M ,Homé s J ,Vahaelen M , Shimomura K.Factors affect-
ing the in vitro rapid germination of Taxus embryos and the evaluation
of taxol content in the plant les[ J] .Plant Cell Tiss Org Cult ,1994(39):
261-263.
[ 16] 　Chee P P.In vitro culture of zygotic embryos of Taxus species[ J] .
HortSience , 1994(29):695-697.
[ 17] 　梅兴国,温川蓉 ,刘　凌 ,等.红豆杉离体胚培养快速育苗研
究[ J] .华中理工大学学报 ,1998 , 26(5):5-7.
[ 18] 　陈永勤 ,戴均贵 , 朱蔚华.红豆杉成熟胚的离体培养(简报)
[ J] .植物生理学通讯 ,1998 , 34(3):191-193.
[ 19] 　Amos R R ,McCown BH.Micropropagation of members of the conifer-
ae[ J] .HortScience , 1981(16):453.
[ 20] 　Barnes L.Micropropagation of endangered native conifers , Torreyo
taxifolia and Taxus floridana[ J] .HortS cience , 1983(18):617.
[ 21] 　Chee ,P P.Organogenesis in Taxus brevifolia tissue cultures[ J] .Plant
Cell Rep ,1995(14):560-565.
[ 22] 　杨振国 ,王明启 ,彭立新.紫杉芽体组织培养研究[ J] .吉林林
学院学报 , 1997, 13(1):20-22.
[ 23] 　程广有 ,唐晓杰 ,杨振国.东北红豆杉茎尖组织培养[ J] .吉林
林学院学报 , 1997 , 13(4):209-211.
[ 24] 　王　水 ,贾勇炯 ,魏　峰 ,等.云南红豆杉的组织培养及植株
再生[ J] .云南植物研究 ,1997 , 19(4):407-410.
[ 25] 　Salandy A , Grafton L ,UddinM R, Shafi M I.Establishing an embryo-
genic cell suspension culture system in Florida yew(Taxus f loridana)
[ J] .In vitro Cell Dev Biol , 1993(29):75A.
[ 26] 　Wann S R , Goldner W R.Induction of somatic embryogensi s in
Taxus , and the production of taxone-ring containing alkaloids theref rom
[ J] .W O Patant N°, 1994(93):19 585.
[ 27] 　Lee B S ,Son S H.A method for producting taxol and taxanes from em-
bryo cultures of Taxus species[ J] .W O Patant N°, 1995(95):02 063.
49第 3 期 李　群等:加入WTO 对泰兴银杏生产的影响及其对策