全 文 ：旋覆花组织培养及无性系建立的研究
边永梅　李　森　刘孟颖　李铁松　姜长阳＊
(辽宁师范大学生命科学学院 , 辽宁 大连　116029)
【摘　要】以生长旺盛的野生旋覆花根茎为外植体 , 以附加不同浓度的 BA 、 IAA 、 NAA 、 2 , 4-D、 GA的 MS 、 1/2 MS 或 1/ 3 MS
为培养基 , 进行了旋覆花根茎愈伤组织诱导培养 、 愈伤组织分化培养、 试管苗生根培养和试管苗移栽与扦插的研究。结果表明:
MS+2 , 4-D 1.2 mg·L-1是诱导根茎愈伤组织的理想培养基。MS+Ag (N03) 20.4 mg·L-1+BA 0.5 mg·L-1+NAA 0.1mg·L-1是根茎
颗粒状愈伤组织和不定芽分化培养的理想培养基;1/ 3MS+NAA0.6 mg·L -1是试管苗生根培养和生根增殖培养的理想培养基;炉灰
渣是试管苗移栽 、 扦插的理想基质;移植后旋覆花试管苗生长非常旺盛。
【关键词】旋覆花;组织培养;愈伤组织;无性系
　　中图分类号:S603 文献标识码:A
　　旋覆花 (Inula japonica)属于菊科旋覆花属多
年生草本植物[ 1 , 2] , 其根茎 、 茎 、 叶和花可入药 ,
具有祛风除湿 、 解毒疗疮 、止渴平喘 、 降逆止呕 、
散节行水等功效 , 能治四肢麻木 、畏寒肢冷 、手
足不温 、 痰饮咳喘 、 水肿鼓胀和刀伤等疾病[ 2 ～ 4] ;
又因旋覆花具有植株美观 、花期较长 、 花色艳丽 、
几乎不遭病害等特点 , 近年来辽宁南部地区城乡
进行观赏栽培。因药用与观赏栽培都需要挖取根
茎 , 导致旋覆花的野生资源迅速减少。为了保护
野生资源 , 并满足人们药用和观赏栽培的需要 ,
我们对旋覆花进行了组织培养和无性系建立的研
究。
1　材料与方法
1.1　材料及灭菌
试验材料为大连石门山生长非常旺盛的旋覆
花根茎 。将采集回的根茎除掉毛根后 , 放到 250
mL 的磨口广口瓶中 , 用自来水振荡洗涤20 min左
右 , 再用蒸馏水振荡洗涤 4次 , 接着用 0.05%安
利洗涤剂振荡洗涤 15 min , 再用蒸馏水漂洗至泡
沫消失时转移到超净工作台上;加 75%酒精灭菌
约20 s后 , 迅速用无菌水洗涤 2次 , 再加 0.05%
HgCL2溶液振荡灭菌 1 min , 加入等体积无菌水 ,
使HgCL2灭菌液的浓度变为 0.025%, 继续振荡
灭菌 15 min , 接着用无菌水振荡洗涤 5次 。即获
得无菌材料。
1.2　培养条件
以MS 、 1/2 MS或 1/3 MS 为基本培养基 , 附
加不同浓度的 BA 、 IAA 、 IBA 、 NAA 、 2 , 4-D和
GA。以MS为基本培养基加蔗糖30 g·L-1 , 以1/2
MS为基本培养基加蔗糖 15 g·L-1 , 以 1/3 MS 为
基本培养基加蔗糖 10 g·L-1。培养基胨力强度
180 g/cm2[ 5] , pH 值 5.8 ～ 6.0。培养温度 25 ℃,
光照强度 2500 Lx , 光照时间 12 h/d。
1.3　试验方法
1.3.1　不同培养基对愈伤组织诱导的影响
在超净工作台上 , 用解剖刀将无菌根茎切成
长 0.1 ～ 0.2cm 的片状后 , 分别接种到附加浓度为
0.6 mg·L-1、 1.2mg·L-1的 IAA和 2 , 4-D的 MS
和1/2 MS 培养基上。每处理接种外植体 50片 。
在无光照条件下进行愈伤组织的诱导培养。50 d
时统计诱导愈伤组织的数量 , 计算愈伤组织的诱
导率 , 观察愈伤组织的生长状况 。
1.3.2　不同激素对愈伤组织分化培养的影响
将由根茎诱导培养的黄色的颗粒状愈伤组织 ,
分散为较均匀的颗粒后 , 接种到以 1/2 MS+ Ag
(N03)20.4 mg·L-1 、MS+Ag (N03)20.4 mg·L-1
为基本培养基 , 附加不同激素浓度 BA 、 NAA 、
IBA的分化培养基中 , 在光照条件下进行愈伤组
织的分化培养 。每种培养基均接种 100个愈伤组
织颗粒 , 重复 4次。
第 28卷　第 1期
2008年　2月
农 业 与 技 术
Agriculture&Technology
Vol.28　No.1
Feb.2008 ·36　·
1.3.3　不同浓度激素对生根培养的影响
将继代培养生长较为旺盛的分化不定芽 , 从
基部切下 , 接种到附加不同浓度 IAA和NAA的 1/
3MS培养基上 , 进行生根培养 。每种培养基接种
100个不定芽 。
1.3.4　不同移栽和扦插基质对试管苗生长的影响
把1/3MS+NAA 0.6 mg/L培养基上继代培养
的生根试管苗 , 分别移栽到以河沙 、 炉灰渣 、肥
沃园土 、 1/2河沙+1/2肥沃园土和 1/2炉灰渣+
1/2肥沃园土 5种移栽基质中 。将试管苗剪成长
1.5 cm 左右 、具有1 ～ 2个生长点的茎段 , 下部剪
口在 100 mg·L-1的 IAA 溶液中处理 5 min后 , 扦
插到与移栽相同 5种基质上 。移栽和扦插试验每
组处理 100个试管苗。移栽和扦插的前 14 d , 要
保持温度 25 ℃左右 、 湿度 90%以上 、 没有直射
光的环境条件 , 随后按正常管理。30 d统计计算
成活率 , 并观察试管苗长势。试验重复 4次。
2　结果分析
2.1　不同培养基对愈伤组织诱导的影响
观察发现 , 培养 10 d左右时 , 1/2 MS+2 , 4
-D1.2 mg·L-1和MS+2 , 4-D1.2 mg·L-1两种培
养基上接种的材料开始生长愈伤组织。培养 50 d
时 , 接种在加 IAA 培养基上的材料不仅不能诱导
生长出愈伤组织 , 并且都出现了褐化现象;而接
种在含 2 , 4-D培养基上的材料都能诱导出愈伤
组织 , 尤其是在MS+2 , 4-D 1.2 mg·L-1这一培
养基上 , 愈伤组织的诱导率达到了 100% (见表
1)。经过 4次重复试验 , 结果基本保持不变 。观
察还发现 , 接种于 MS+2 , 4-D 1.2 mg·L-1L 培
养基上诱导的愈伤组织初期为淡黄色球状 , 随着
愈伤组织的不断生长 , 愈伤组织逐渐生长为黄色
的颗粒状 。这样的颗粒状愈伤组织为具有分化能
力的愈伤组织[ 6 ,7] 。把这种黄色的颗粒状愈伤组
织接种到相同的培养基上 , 进行愈伤组织的继代
培养 , 结果表明 , 40d 可继代培养 1 代 , 连续培
养 8代 , 培养的颗粒状愈伤组织长势保持不变 ,
平均每代的增殖率为 32.5 倍。这表明 MS+2 , 4
-D 1.2 mg·L-1是诱导旋覆花根茎愈伤组织的理
想培养基 。
表1　不同培养基对愈伤组织诱导的影响
培养基种类 愈伤组织生长情况 愈伤组织率 (%)
1/2 MS+IAA 0.6 mg·L-1 不生长 , 逐渐褐化 0
1/2 MS+2 , 4-D 0.6 mg·L-1 生长一般 42
1/2 MS+IAA 1.2 mg·L-1 不生长 , 逐渐褐化 0
1/2 MS+2 , 4-D1.2mg·L-1 生长较好 88
MS+IAA 0.6 mg·L-1 不生长 , 逐渐褐化 0
MS+2 , 4-D 0.6mg·L-1 生长较好 76
MS+IAA 1.2 mg·L-1 不生长 , 逐渐褐化 0
MS+2 , 4-D 1.2 mg·L-1 生长好 100
2.2　不同激素对愈伤组织分化培养的影响
观察表明 , 培养到 30 d左右时在含不同浓度
BA 、 NAA的培养基上培养的颗粒状愈伤组织开始
分化 。培养到 60 d统计证明 (见表 2), 在含不同
浓度 BA 、 IBA的培养基上培养的颗粒状愈伤组织
不分化 , 而在含不同浓度 BA 、 NAA 的培养基上
培养的颗粒状愈伤组织基本都能分化出不定芽 ,
其中在含BA 0.5mg/L 、 NAA 0.1 mg/L的MS培养
·37　· 2008年 2月　　 农 业 与 技 术 Vol.28　No.1
基上的愈伤组织颗粒 , 不仅分化率达到了 95%,
并且分化芽长势较好 。观察还表明 , 在含 BA 0.5
mg/L 、NAA 0.1 mg/L的 MS培养基上的愈伤组织
颗粒 , 培养到 25d时有的颗粒就可分化出可见不
定芽 , 随后伴随着愈伤组织颗粒的分化 , 先期分
化的不定芽在不断生长的同时 , 基部又能分化出
2-7个不定芽 , 形成丛生分化不定芽。把分化的
不定芽从基部剪下 , 接种到相同的培养基上 , 进
行不定芽的分化增殖培养 , 40 d 可培养 1 代高
1.4cm左右 、 生长较旺盛的丛生不定芽 , 每代每
个不定芽平均能繁殖出 5.6个不定芽。经过 4 次
重复 、 11次继代培养 , 其培养周期 、 分化系数 、
不定芽的长势 保持不 变。这 说明 MS +Ag
(N03)20.4 mg·L-1 +BA 0.5 mg/L +NAA 0.1 mg/L
这一培养基为旋覆花根茎颗粒状愈伤组织和不定
芽分化培养的理想培养基。
表 2　不同浓度激素对愈伤组织分化的影响
激素/ mg·L-1 1/2MS+Ag (N03)20.4mg·L-1 MS+Ag (N03)20.4 mg·L-1
BA IBA NAA 分化数 分化率/% 长势 分化数 分化率/ % 长势
0 0 0 0 0 0 0
0.2 0 0 0 0 0 0
0.2 0 0.1 19 19 ++ 74 74 ++
0.2 0 0.2 24 24 ++ 69 69 +
0.2 0 0.5 6 6 + 28 28 +
0.2 0 1.0 3 3 + 0 0
0.2 0.1 0 0 0 0 0
0.2 0.2 0 0 0 0 0
0.2 0.5 0 0 0 0 0
0.2 1.0 0 0 0 0 0
0.5 0 0 0 0 0 0
0.5 0 0.1 68 68 ++ 95 95 ++
0.5 0 0.2 37 37 ++ 62 62 ++
0.5 0 0.5 22 22 + 50 50 ++
0.5 0 1.0 8 8 + 2 2 +
0.5 0.1 0 0 0 0 0
0.5 0.2 0 0 0 0 0
0.5 0.5 0 0 0 0 0
0.5 1.0 0 0 0 0 0
　　注:++为长势较好;+为长势一般。
2.3　不同浓度激素对生根培养的影响
观察表明 , 接种 10d左右 , 部分培养基上培
养的材料能形成可见的根原基 , 25d时观察统计 。
由表 3 可见 , 在附加不同浓度 NAA或 IAA 的 1/
3MS生根培养基上 , 均可诱导生根。但是 , 在附
加不同浓度 IAA 的生根培养基上随着培养基中
Vol.28　No.1 农 业 与 技 术 　　2008年 2月 ·38　·
IAA含量的增加 , 生根率逐渐降低 、 生根数不断
减少。而在附加不同浓度 NAA的生根培养基上 ,
诱导生根率较高 、生根数较多 , 并且所诱导根都
是由不定芽茎基部发出 。尤其是在 NAA 浓度为
0.6 的生根培养基上 , 不仅生根率达到了 98%,
平均生根数为 7.7条/株 , 并且生根苗生长旺盛 。
把生根试管苗剪成长 1.5cm 、至少具有 1个生长
点的茎段 , 接种到相同的培养基上进行生根继代
培养 , 培养 20 d左右 , 97%的生根试管苗可以生
长为高 5cm 左右 、 具有长 0.3cm 左右的根茎旺盛
生根试管苗;每一代的繁殖系数为 3.3。连续进
行了 10代生根继代培养 , 生根苗的长势 、繁殖系
数基本保持不变。由此可见 , 1/3MS+NAA0.6 mg
·L-1是旋覆花试管苗生根培养和生根增殖培养的
理想培养基。
表3　不同浓度激素对不定芽生根的影响
激素
NAA IAA
生根数 (株) 生根率% 平均生根数/株
0 0 0 0 0
0.2 0 28 28 3.6
0.4 0 59 59 6.2
0.6 0 98 98 7.7
0.8 0 67 67 3.7
1.0 0 41 41 3.5
0 0.2 58 58 6.6
0 0.4 45 45 4.4
0 0.6 36 36 3.7
0 0.8 19 19 4.3
0 1.0 10 10 2.6
2.4　不同移栽和扦插基质对试管苗生长的影响
试验结果表明 , 以炉灰渣为移栽和扦插基质 ,
成活率高 (分别为 94%和 86%), 且成活苗生长
非常旺盛;移栽苗与扦插苗长势一致 , 根系均非
常发达 。这表明炉灰渣是旋覆花试管苗移栽和扦
插的理想基质。
把移栽和扦插成活的旋覆花试管苗一部分移
植到花坛进行绿化栽培 , 另一部分移植到采集材
料的山脚下 。不论是移栽成活还是扦插成活的旋
覆花试管苗 , 移植后不仅生长得非常旺盛 , 6 ～ 10
月开花 , 而且根系相当于野生植株 2倍左右 , 初
冬枯萎时间延迟 10 d左右 , 翌年春天萌发早 4 d
左右 。
3　讨　论
虽然目前已多有菊科植物组织培养及无性系
建立的报道[ 8 ～ 15] , 但迄今未见旋覆花属植物组织
培养与无性系建立的报道 。为此 , 我们以旋覆花
根茎为材料 , 成功地进行了组织培养及无性系建
立的研究 , 这不仅证明旋覆花的非分生器官根茎
细胞具有全能性 , 而且也为旋覆花的工厂化育苗
提供了可能。
移植后的旋覆花试管苗 , 不仅具有 6 ～ 10 月
正常开花 、根系相当于野生植株 2 倍左右 、 初冬
枯萎时间延迟 10d 左右 、 翌年春天萌发早 4 d 左
·39　· 2008年 2月　　 农 业 与 技 术 Vol.28　No.1
右等特点 , 而且生长得非常旺盛 , 这说明通过根
茎培养的旋覆花试管苗可以取代野生根茎用于生
产 , 满足人们药用和观赏栽培的需要。
旋覆花根茎继代培养的愈伤组织 40 d的分化
数为 5.6个 。按照这个速率计算 , 旋覆花愈伤组
织分化培养年增殖数为 5.69。用生根继代培养进
行增殖 , 20d增殖系数为 3.3 , 按照这个增殖率进
行计算 , 年增殖倍数为 3.318 。这说明 , 不论采用
上述哪种方法进行快速繁殖 , 一年都能繁殖出数
百万株试管苗 , 达到快速繁殖 、工厂化育苗的目
的 , 满足生产上对旋覆花种苗的需要。在上述所
研究的几种快速繁殖方法中 , 生根继代培养快速
繁殖的方法具有试管苗生长旺盛 , 没有无效苗的
特点。因此 , 在生产上应采用生根试管苗继代培
养的方法进行快速繁殖为宜。
移栽和扦插的旋覆花试管苗移植到花坛和山
脚下后之所以生长旺盛 , 主要是与试管苗的根系
非常发达有关。而试管苗非常发达的根系除了与
自身的遗传因素有关外 , 还与在培养过程中使用
了细胞分裂素和生长素有关 。细胞分裂素的后效
作用会使移栽和扦插的试管苗的根系细胞产生了
很强的分生作用 , 促使扦插和移栽试管苗形成了
更为发达的根系 , 从而能够吸收更多的营养和水
分 , 促进其旺盛生长 。
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The study of Tissue Culture and Establishment of asexual system of Inula japonica
BIAN Yong-Mei , Li Sen , LIU Meng-Ying , LI Tie-song , JIANG Chang-Yang＊
(College of Life Science , Liaoning Normal University , Dalian 116029 , China)
Abstract:The rhizomes explants from Inula japonica were cultured on the MS , 1/2MS or 1/3MS medium supple-
mented with BA 、 IAA 、 NAA 、 2 , 4-D 、 GA of different concentrations to study the callus induction , bud differen-
tiation , rooting , and transplantation of seedings.The results showed that the medium MS+2 , 4-D 1.2 mg·L-1
was the best for inducing callus , medium MS+Ag (N03)20.4mg·L-1+BA 0.5 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1
was the most suitable for bud differentiation , medium 1/3MS+NAA0.6 mg·L-1was the optimum for rooting.The
ideal transplantation matrix for tube plantlets was the furnace ashes.The transplanted plantlets in the field grew vigor-
ously.
Keywords:Inula japonica;Tissue culture;Callus;Clone
Vol.28　No.1 农 业 与 技 术 　　2008年 2月 ·40　·