全 文 ：新 疆 农 业 大 学 学 报　2007 ,30(3):14 ～ 18
Journal o f Xinj iang Agricultural University
文章编号:1007-8614(2007)03-0014-05
新疆紫草愈伤组织诱导及植株再生研究
朱　军 , 王　芳
(新疆农业大学 农学院 , 乌鲁木齐　830052)
摘　要:　以新疆紫草根 、下胚轴 、子叶 、真叶为外植体 ,MS 附加各种激素进行愈伤组织诱导及其分化 、植株再生研
究。研究结果表明:①根 、胚轴 、子叶 、真叶的平均出愈率差异不大 ,但出愈速度差异明显;子叶出愈快 , 愈伤生长量
最大;不定芽分化率依次为下胚轴>根>真叶>子叶。②诱导脱分化的效应 KT 优于 6-BA;降低 2 , 4-D 浓度有利
于愈伤组织的增殖。激素与外植体有互作效应。 ③真叶在 MS+NAA0. 5 mg /L+KT0. 4 mg / L 的培养基上能直
接形成丛生芽。 ④不定芽在 MS+IAA0. 5 mg /L+KT1. 0 mg / L培养基中生根率为 83. 3%;由此建立了新疆紫草
再生体系。 ⑤不同外植体均可诱导出红色愈伤 ,颜色深浅依次为真叶>子叶>胚轴>根 , 且激素可以调控不同外
植体愈伤红色的程度;同时红色愈伤能分化产生红色不定根。利用进一步优化的体系可进行快繁并提取愈伤组织
中的紫草素。
关键词:　新疆紫草;愈伤组织;植株再生
中图分类号:　S339. 41　　　　　　文献标识码:　A
Studies on Induce of Arnebiaeuchroma (Royle) Johnst
Callus and Plant Regeneration
ZH U Jun , WANG Fang
(College o f Ag ronomy , Xinjiang Ag ricul tural Univer sity , Urmuqi , 830052)
Abstract:　By using Arnebia euchroma roo t , hypoco ty ls , cotyledon , true leaf as explant , MS w ith every
kind of hormone pro ceeds the studies o f the callus induction and i ts division , as w ell as the plant regenera-
tion. The results indicated that:①The di fference of average callus producing rate in the root , hypoco ty ls ,
co ty ledon , and the t rue leaf is no t signif icant , but the dif ference o f the speed of callus producing is relativ e-
ly considerable. ②The KT ’ s ef ficiency of induct ion dedif ferentiation is superior to that o f 6-BA;Reducing
2 ,4-D density is beneficial to cal lus reproduction. Hormone and explant have made effects on each other.
③T rue leaf in the M S+NAA0. 5 mg /L+KT0. 4 mg /L can direct ly become adventi tious shoo ts. ④ Tak-
ing roo ts rate of advent itio us bud is 83. 3%in the M S+IAA0. 5 mg /L +K T 1. 0 mg /L. Thereby Arnebiae-
uchroma (Roy le) Johnst a rebo rn system w as developed. ⑤Dif ferent explants all can induce the red callus ,
the colo r’ s deg ree is as fo llow s:t rue leaf>co tyledon>hypocoty ls>root , but ho rmone can adjust the de-
g ree of red co lor of dif ferent callus. At the same time , the red callus can be divided into red adventi tious.
The conclusion w as made that a rapid reproduction can be conducted and shikonin can be w ithdraw n from
the callus ,using an advanced system.
Key words:　Arnebiaeuchroma (Royle) Johnst;callus;plant regene ra tion
收稿日期:2007 - 02 - 12
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30560059);新疆农业大学校长基金;新疆维吾尔自治区高校科研基金项目
(XJEDU2004G07)
通讯作者:王　芳 , E-mail:wang fang1hao@126. com
　第 3 期 朱　军 , 等:新疆紫草愈伤组织诱导及植株再生研究
　　新疆紫草〔Arnebiaeuchroma (Royle) Johnst〕
又名软紫草 ,为紫草科多年生草本植物 ,是我国传统
药用紫草类植物临床药效最好的一种 ,是国家珍贵
野生植物资源 ,主要分布于新疆沿天山一带 ,生长在
海拔 2 500 m 以上的高山丛林或向阳坡地 。其主要
成分为紫草素 ,具有抗菌 、抗炎 、抗绒毛上皮癌及恶
性葡萄胎等多种生理和病理功能。临床上用于治疗
肝炎 、静脉炎 、血管性紫癜 、银屑病 、烧伤等多种疾
病 ,同时紫草素还是世界上常用的天然植物红色素
中性能最好的一种 ,它已被联合国食品添加剂法典
委员会列入食品 、化妆品 、药品添加剂范围[ 1 , 2] 。因
此紫草的应用十分广泛 ,备受世界各国关注和重视 。
但随着草场超载 、滥采滥挖 ,新疆紫草野生资源处于
濒危的边缘。为保护野生资源 ,维护生物多样性 ,提
供稳定 、可持续利用的药材资源 ,对新疆紫草进行人
工快速繁殖及细胞培养特性研究就尤显格外重要 。
李国风等首先诱导出新疆紫草愈伤组织 ,同时鉴定
出愈伤组织中含有同原植物一致的色素成分[ 3] 。计
巧灵等采用新疆紫草的幼根切段 、白色幼叶等外植
体 , 分别诱导出愈伤组织 , 并再分化形成不定
芽[ 4 , 5] ,但植株再生率均较低 ,限制了快速繁殖的进
展和利用 。本研究对新疆紫草不同激素组合 、不同
外植体的出愈及其分化情况进行研究 ,旨在为愈伤
组织再分化 、植株再生及愈伤组织中紫草素的提取
提供技术支持参考资料。
1　材料与方法
1. 1　材 料
新疆紫草(Anebiaeuchroma Johnst)种子。
1. 2　方 法
1. 2. 1　无菌苗的制作
新疆紫草种子剥去外壳 ,用 70%的酒精 、0. 1%
的升汞对种子进行消毒处理 ,无菌水洗涤 3 ～ 5次 ,
接种在 1 /2 MS 无激素培养基上 ,25 ℃暗培养 15 ～
20 d ,幼苗待用。
1. 2. 2　培养基及培养条件
愈伤组织诱导培养基:无菌苗长出一片真叶时 ,
切取子叶 、真叶 、胚轴 、根接种在 MS 附加 2 , 4-D ,
NAA ,6-BA 和 K T 等不同激素的培养基上 ,外植体
25 ℃条件下暗培养 。
继代培养基:①诱导愈伤组织培养基(原培养
基);②原培养基 2 , 4-D浓度降为 0. 05 mg /L;③原
培养基附加 IAA 。
分化培养基:MS , LS 分别附加 NAA , 6-BA ,
K T 。不定芽或丛生芽在光照 3 000 lx 16 h /d条件
下培养。
生根培养基:MS 附加 IAA , 6-BA , K T 和 GA 3
等激素。
以上培养基均添加 0. 7%的琼脂 , 3%的蔗糖 ,
pH 为 5. 8 ～ 6. 0。
1. 2. 3　观察统计
观察各种培养基中外植体产生愈伤组织的生长
势 、颜色 、质地 、统计愈伤诱导率 、分化率及生根率
等。诱导率=(愈伤组织块数 /接种外植体数)×
100%,分化率=(分化块数 /接种愈伤组织块数)×
100%。
2　结果与分析
2. 1　不同外植体对诱导愈伤组织的影响
由表 1可知 ,各外植体的平均出愈率都在 50%
左右 ,表明不同外植体对出愈率影响不大 ,但愈伤组
织生长速度差异明显 ,培养 1个月的愈伤直径依次
为子叶>真叶>根>胚轴。胚轴产生的愈伤组织质
地较紧密 ,且颜色为灰白或灰色;其它外植体产生的
愈伤组织较疏松 ,颜色为米白色。
表 1　新疆紫草不同外植体的愈伤组织状况
Table1　Callus Status of different explant of Arnebiae-
uchroma(Royle)Johnst
外植体 根 子叶 真叶 胚轴
接种块数 249 172 122 56
出愈块数 124 82 62 28
平均出愈率(%) 49. 8 47. 7 50. 8 50. 0
30 d 后愈伤
直径(cm) 0. 7 1. 1 1. 0 0. 5
色泽 米白色 米白色 米白或灰白色
灰白或
灰色
质地 疏松 疏松 疏松 较紧
2. 2　激素组合对不同外植体愈伤组织诱导的影响
图 1 中培养基均为 MS + NAA0. 5 mg /L +
2 ,4-D 0. 1 mg /L的基础上再加入不同浓度的 6-BA
和 K T 的组合 ,结果表明 K T 对外植体愈伤组织诱
导效应优于 6-BA 。在 KT 存在的情况下 ,不同外植
体的出愈率依次为下胚轴 88. 9%>子叶 83. 3%>
幼根 82. 1%及真叶 71. 4%。当 K T 浓度为
0. 8 mg /L时 ,下胚轴出愈率达峰值 ,表明下胚轴是
诱导愈伤的适宜外植体。随着 K T 浓度的增加 ,子
叶 、幼根的出愈率均有上升的趋势 ,真叶的出愈率呈
下降趋势 。
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新　疆　农　业　大　学　学　报 2007年　
试验中发现真叶在单独使用 6-BA0. 4 mg /L 时
能直接产生丛生芽(图 2),子叶能直接产生大量红
色毛状根(图 2),今后对此两现象的深入研究可为
新疆紫草快速繁殖及其毛状根的诱导提供参考 。
图 1　不同激素组合对愈伤组织诱导的影响
Fig. 1　Effect of dif ferent hormone groupings and explant on callus induce
图 2　不同外植体的快速繁殖
Fig. 2　Rapid reproduction of dif ferent explants
2. 3　激素组合对不同外植体愈伤组织增殖的影响
由表 2可知 ,降低 2 , 4-D浓度有利于愈伤组织
的生长及增殖 ,继代后米白色愈伤生长快 ,30 d后愈
伤直径达 1. 5 cm 左右 ,增殖倍数最大为 2倍(图 3)。
同时激素组合与外植体对愈伤组织的增殖存在互作
效应 , 即来自真叶的愈伤转入含 MS +NAA
0. 5 mg /L +2 , 4-D0. 05 mg /L +6-BA1. 5 mg /L 的
培养基中增殖快 , 长势旺;根的愈伤转入 MS +
NAA0. 5 mg /L +2 , 4-D0. 05 mg /L +KT0. 8 mg /L
的培养基中生长较好 ,色泽亮 ,褐化少;子叶愈伤转
入 MS +NAA0. 5 mg /L + 2 , 4-D0. 05 mg /L +
KT1. 2 mg /L 的培养基中生长最快 ,色泽鲜;下胚轴
愈伤转入 MS+NAA0. 5 mg /L +2 , 4-D0. 05 mg /L
+6-BA0. 4 mg /L 培养基中生长较好;下胚轴来源
的愈伤增殖要求细胞分裂素为 0. 4 mg /L ,而其它
3种外植体均需较高浓度的细胞分裂素(0. 8 mg /L
以上)。不同激素组合形成愈伤组织的类型也各异 。
将愈伤组织转入含有 IAA 的培养基中 ,接种第
3天 ,细胞边缘变红 , 10 d后其愈伤表面完全变红 ,
且红色比例较多(图 3),说明 IAA 对紫草宁及其衍
生物的合成有促进作用 ,这与方德秋等[ 6 , 7] 的研究结
果一致;将红色愈伤组织继代培养 ,其生长缓慢 ,愈
伤表面能够长出红色的不定根(图 3),其红色不定
根色素含量及其配方的优化有待于进一步研究。
图 3　不同色泽的愈伤组织及不定根
Fig. 3　Callus of different color and adventitious roots
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　第 3 期 朱　军 , 等:新疆紫草愈伤组织诱导及植株再生研究
表 2　激素对不同外植体愈伤组织增殖的影响
Table 2　Effect of different hormone on callus proliferation of different explant
外植
体
愈伤诱导培养基
(mg /L)
继代培养基
(mg /L)
第 30 天愈伤
直径(cm) 色泽
增殖
倍数
根下
胚轴
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT0. 8 M S+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT0. 8 0. 5±0. 1 灰白 0. 2～ 0. 3
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT0. 8 M S+2 , 4-D0. 05+NAA0. 5+KT0. 8 1. 5±0. 3 米白 1. 5～ 2. 0
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT1. 2 M S+IAA0. 2+6-BA1. 2 0. 4±0. 1 红 0. 1～ 0. 2
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT1. 2 M S+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT1. 2 0. 6±0. 2 灰 0. 2～ 0. 5
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT1. 2 M S+2 , 4-D0. 05+NAA0. 5+6-BA0. 4 0. 8±0. 2 灰白 1. 1～ 1. 3
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT0. 8 M S+IAA0. 2+6-BA0. 4 0. 4±0. 1 浅红 0. 1～ 0. 3
子叶
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+6-BA1. 5 M S+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+6-BA1. 5 0. 6±0. 2 米白 0. 2～ 0. 5
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT0. 8 M S+2 , 4-D0. 05+NAA0. 5+KT1. 2 1. 5±0. 3 米白 1. 5～ 2. 0
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT0. 8 M S+IAA0. 2+KT1. 2 0. 3±0. 1 紫红 0. 1～ 0. 2
真叶
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+6-BA0. 4 M S+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+6-BA0. 4 0. 6±0. 1 米白 0. 3～ 0. 5
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT0. 8 M S+2 , 4-D0. 05+NAA0. 5+6-BA1. 5 1. 2±0. 3 米白 1. 2～ 1. 5
MS+2 , 4-D0. 1+NAA0. 5+KT0. 8 M S+IAA0. 2+KT0. 8 0. 3±0. 1 紫红 0. 1～ 0. 2
2. 4　培养基及激素组合对愈伤组织不定芽分化的
影响
由表 3可知 ,不同外植体的愈伤组织均可诱导
分化不定芽 ,分化率依次为下胚轴>根>真叶>子
叶。LS 培养基诱导分化效果优于 MS 培养基 。在
LS+NAA0. 5 mg /L+6-BA0. 5 mg /L 中 ,下胚轴的
分化率最高达 16. 7%;在 LS +NAA0. 5 mg /L +
6-BA1. 0 mg /L中根的分化率最高达 15. 4%, 进一
步表明外植体 、激素间有互作效应 。
2. 5　不定芽生根及植株再生
不定芽长至 3 ～ 6 片叶时 , 转入 MS +IAA
0. 3 mg /L +K T1. 0 mg /L 中诱导生根 ,生根率最高
达83. 3%,每块生根数3 ～ 8条 ,根粗 1 mm左右(图
4)。单独使用 IA A或 KT 与 6-BA 组合的培养基中
均未见生根(表 4)。
表 4　不同激素组合对诱导不定根的影响
Table 4 　Effect of different hormone groupings on adventi-
tious roots
培养基
(mg /L)
接种不
定芽数
生根
芽数
生根率
(%)
根粗
(mm)
IAA0. 5 5 0 0
IAA0. 5+KT1. 0 6 5 83. 3 1±0. 1
IAA0. 5+KT1. 0+
GA3 0. 1
5 0 0
IAA0. 1+KT1. 0+
6-BA1. 0 5 0 0
表 3　培养基与激素组合对不定芽分化的影响
Table 3　Effect of culture media and hormone groupings on
adventitious buds differentiation
愈伤
来源
培养基
(mg /L)
愈伤
块数
分化不定
芽块数
分化率
(%)
不定
芽数
子
叶
MS+NAA0. 5+6-BA1. 0 16 2 12. 5 4
MS+NAA0. 5+6-BA0. 5 20 0 0 0
LS+NAA0. 5+6-BA0. 5 20 0 0 0
LS+NAA0. 5+6-BA1. 0 14 0 0 0
LS+NAA0. 5+6-BA1. 5 9 0 0 0
根
LS+NAA0. 5+6-BA0. 5 24 1 4. 2 2
LS+NAA0. 5+6-BA1. 0 26 4 15. 4 4
LS+NAA0. 5+6-BA1. 5 22 2 9. 1 7
LS+NAA0. 5+KT1. 0 30 1 3. 3 1
LS+NAA0. 5+KT1. 5 17 1 5. 9 1
MS+NAA0. 5+6-BA0. 5 14 0 0 0
MS+NAA0. 5+6-BA1. 0 16 0 0 0
下
胚
轴
LS+NAA0. 5+6-BA0. 5 12 2 16. 7 2
LS+NAA0. 5+6-BA1. 5 12 1 8. 3 1
LS+NAA0. 5+KT0. 5 24 2 8. 3 2
LS+NAA0. 5+KT2. 0 27 1 3. 7 3
MS+NAA0. 5+6-BA0. 5 13 0 0 0
MS+NAA0. 5+6-BA1. 0 17 0 0 0
真
叶
LS+NAA0. 5+6-BA1. 0 23 3 13. 0 3
MS+NAA0. 5+6-BA0. 5 30 0 0 0
MS+NAA0. 5+6-BA1. 0 28 0 0 0
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新　疆　农　业　大　学　学　报 2007年　
图 4　不定芽及植株再生
Fig. 4　The adventitious bud and plant regeneration
3　讨论
李国风等首先诱导出新疆紫草愈伤组织 ,同时
鉴定出愈伤组织中含有同原植物一致的色素成
分[ 3] 。计巧灵等采用新疆紫草的幼根切段 、白色幼
叶等外植体 ,分别诱导出愈伤组织 ,并再分化形成不
定芽[ 4] 。本实验以新疆紫草无菌苗的根 、真叶 、下胚
轴 、子叶为外植体均获得愈伤组织 ,诱导分化不定芽
并再生植株。激素与外植体的互作效应存在于各个
培养阶段 ,说明激素调控是主导因子 ,而外植体的作
用也不可忽视。下胚轴愈伤的诱导和增殖阶段要求
细胞分裂素分别为 0. 8 mg /L ,0. 4 mg /L 为宜;愈伤
组织在继代培养过程中 ,产生红色愈伤组织。在含
2 ,4-D的培养基中 ,有些白色愈伤组织表面逐渐变
红 ,或者半边红半边白 ,有些则不变色 。而将愈伤组
织转入含有 IAA 的培养基中 ,接种第 3 天 ,细胞边
缘变红 ,第 10天其愈伤表面完全变红 ,且红色比例
较多 ,说明 IAA 对紫草宁及其衍生物的合成有促进
作用 ,其红色由深到浅的愈伤来源外植体依次为:真
叶>子叶>胚轴>根 ,其中也存在愈伤组织和激素
间互作效应 ,即根段在 MS +IAA0. 2 mg /L +6-BA
1. 2 mg /L 培 养基 中最红;真叶 在 MS + IAA
0. 2 mg /L +KT0. 8 mg /L 培养基中最红;子叶在
MS+IAA0. 2 mg /L+KT1. 2 mg /L 培养基中最红;
下胚轴在 MS+IAA0. 2 mg /L +6-BA0. 4 mg /L 培
养基中最红 。愈伤组织的颜色越深表明其有效成分
含量越高 ,这为从愈伤组织中提取有效成分奠定了
技术基础。
真叶培养 10 d左右 ,叶片开始变白膨大并向上
隆起 ,表面产生许多小瘤状突起 ,进而发育为丛生
芽 ,丛生芽开始为白色 ,光照后逐渐变绿并强壮 ,因
此可以作为新疆紫草快速繁殖的一条有效途径。试
验还发现由根 、子叶可直接形成红色多茸毛的不定
根;愈伤组织经一次继代后逐渐变红 ,并在其上分化
许多红色不定根 ,生根率最高为子叶达 26. 7%,这
为选择紫草宁含量高 、且稳定遗传的根系提供了可
能性 ,也许不失为一种获得紫草宁的新的有效途径 ,
有待于进一步研究。
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