果蔬类植物的组织培养技术

任务二　果蔬类植物的组织培养技术

一、生姜的组织培养技术

生姜（Zingiber officinale Roscoe.，见图7-9）别名姜根、百辣云、勾装指、因地辛等，为被子植物门、单子叶植物纲、姜目、姜科、姜属多年生宿根草本植物。生姜原产中国及东南亚等热带地区，现广泛栽培于世界各热带、亚热带地区，以亚洲和非洲为主，欧美栽培较少。牙买加、尼日利亚、塞拉利昂、中国、印度和日本是主要生产国。中国自古栽培生姜，现除东北、西北寒冷地区外，中部、南部诸省均有栽培，广东、浙江、四川、山东均为主产区。其中，四川省的郫县、乐山、犍为、沐川、内江、威远、遂宁、三台、西昌等地均有大面积种植，四川省常年种植面积达20 000 hm2，在农民增收和人民生活中具有重要作用和地位。生姜的根茎（干姜）、栓皮（姜皮）、叶（姜叶）均可入药，具有健胃、祛寒和解毒等功能，是人们日常生活中所需的重要调味品之一，为我国名、特蔬菜品种。

图7-9　生姜

（一）外植体选择

生姜的茎尖、幼芽常作为外植体。

（二）无菌外植体的获得

先用50%的多菌灵800倍液处理细沙铺于花盆底部，并留少量细沙作为覆盖，然后选择生长良好的姜块置于花盆中，盖上沙后，将花盆置于热处理（35～37 °C）环境下进行催芽。待芽长至3～5 cm时，切取1～2 cm茎段，用0.1%的HgCl2溶液消毒约6 min，用无菌水冲洗4～5次，剥取茎尖。剥到仅有1个叶原基时，切取大小0.3～1.0 mm的茎尖分生组织作为外植体以供接种用。

（三）培养条件及温光条件

基本培养基为MS；芽诱导培养基：①MS+KT 2.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L；继代培养基：②MS+KT 2.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L；生根培养基：③MS+KT 1.0 mg/L+NAA 1.5 mg/L。

上述培养基均加蔗糖3%，琼脂0.5%，pH为6.5。培养温度为（26±2）°C，光照时间为12 h/d，光照度为4 000 lx。

（四）芽的诱导与增殖

将灭过菌的茎尖接种到培养基①中，40 d后，逐渐形成丛生芽。将丛生芽分成单株后，再将其从基部0.5～1.0 cm处剪掉，并去掉所有根，仅剩下微型姜，转入培养基②中进行增殖培养，约40 d后可继代1次，成苗率达80%～90%。如果是生姜进行组培脱毒，由于先经过热处理使病毒钝化，后期又经过茎尖剥离脱毒的双重效应，其脱毒率高达92%。

（五）生根移栽

生姜试管苗易生根，在培养基③中生根效果较理想，生根培养16～18 d，每苗根数平均达5.7条，平均根长约29 mm，并且根色白而粗。移栽时先移到温室炼苗1～2 d。移栽后要浇透水，支小拱棚覆盖塑料薄膜保湿，移栽后第 4 周去掉覆盖物。根据情况每天或隔天浇水一次，保持土壤湿润但以不积水为宜。

二、大蒜的组织培养技术

大蒜（Allium sativum L.，见图7-10）又叫蒜头、大蒜头、胡蒜、葫、独蒜、独头蒜，为被子植物门、单子叶植物纲、百合目、百合科、葱属半年生草本植物。大蒜原产西亚和中亚，秦汉时从西域传入我国。大蒜的品种很多，按照鳞茎外皮的色泽可分为紫皮蒜与白皮蒜两种。紫皮蒜的蒜瓣少而大，辛辣味浓，产量高，多分布在华北、西北与东北等地，耐寒力弱；白皮蒜有大瓣和小瓣两种，辛辣味较淡，比紫皮蒜耐寒。大蒜的幼苗（蒜苗、青蒜）、蒜头（鳞茎）和蒜薹（花茎）都含有多种维生素、无机盐、糖类、微量元素和氨基酸，并具有特殊辛香风味，有很好的保健作用，深受人民群众的欢迎。尤其是蒜头，除供鲜食外，在食品加工、医药工业、化妆品制作、饮料配制及无公害生产方面，均作为主要原料，具有重要作用。

图7-10　大蒜

（一）外植体选择

取大蒜花序轴为外植体，所取花序轴的生长阶段应在花茎高度、假茎高度比为12∶时最适宜。

（二）无菌外植体的获得

晴天在田间采摘蒜薹，用消毒后的工具剪取蒜薹总苞段，先用70% 的酒精表面灭菌30 s，再在0.1%的HgCl2溶液中消毒约10 min，用无菌水冲洗4～5次，剥去外层苞叶，在花序轴顶端横切，去除花茎部分，取花序轴将其顶部纵切为二作为外植体。剥到仅有1个叶原基时，切取大小0.3～1.0 mm的茎尖分生组织作为外植体以供接种用。

（三）培养条件及温光条件

基本培养基为B5、MS；诱导培养基：①B5+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L；继代培养基：②MS+6-BA 2.0 mg/L+NAA 0.1 mg/L+GA3 0.05 mg/L。

上述培养基均加琼脂0.6%，①号培养基加蔗糖3%，pH为6.5；②号培养基加蔗糖2%，pH为6.0。培养温度为（25±2） °C，光照时间为12 h/d，光照度为1 500 lx。

（四）分化培养与继代增殖

将灭过菌的茎尖接种到培养基①中，25 d后形成无菌试管苗。一般苗高7.5～9.5 cm，诱导率为72%～76%，繁殖系数高达22～27。将花序轴培养获得的试管苗，纵切取幼苗基部约1 cm，再纵切分割若干小块，使每块含苗3个，接种于继代增殖培养基②中进行增殖培养。培养15～25 d后，苗高约7 cm，繁殖系数可达20以上。

三、番茄的组织培养技术

番茄（Lycopersicon esculentum Mill.，见图7-11）别名西红柿、洋柿子，古名六月柿、喜报三元，为被子植物门、双子叶植物纲、茄目、茄科、茄属一年生或多年生草本植物。番茄原产南美洲，是全世界栽培最为普遍的果菜之一。美国、俄罗斯、意大利和中国为主要生产国。番茄在我国南北方广泛栽培。番茄营养丰富，风味独特，具有减肥瘦身、消除疲劳、增进食欲、提高对蛋白质的消化、减少胃胀食积等功效。

图7-11　番茄

（一）外植体选择

取番茄下胚轴为外植体。

（二）无菌外植体的获得

取番茄种子用清水于室温条件下浸种24 h后，先用70% 的酒精灭菌20 s，再用0.1%的HgCl2溶液消毒10 min，用无菌水冲洗4～5次。在无菌条件下萌动48 h，接种于培养基①中，苗龄12～15 d时，将其下胚轴切成6～8 mm的切段（去掉子叶、茎尖和胚根）为外植体以供接种用。

（三）培养基及温光条件

基本培养基为MS；种子萌发生根培养基：①1/2MS；愈伤组织及不定芽诱导培养基：②MS+6-BA 2.0～2.5 mg/L+IAA 0.1～0.5 mg/L。

上述培养基均加蔗糖3%，琼脂0.8%，pH为5.8。培养温度为（25±1）°C，光照时间为14 h/d，光照度为1 800 lx。

（四）不定芽的诱导与增殖

将灭过菌的下胚轴接种于培养基②中，愈伤组织诱导率为100%。外植体培养18 d后，不定芽开始分化，在愈伤组织不断生长的同时，培养物表面逐渐变为淡绿色并出现绿色芽点，芽点不断生长，逐渐长成不定芽。培养36～40 d后，不定芽分化率达75%～80%，每个外植体平均2～4个芽。在相同新鲜培养基上不断继代增殖，可获得大量的丛生芽。

（五）生根与炼苗移栽

丛生芽长至1～2 cm时，于无菌条件下分切，转入无激素的培养基①中，7 d左右，部分不定根从切口处长出，还有部分则先形成少量愈伤组织，再生成不定根，形成再生植株。待苗长至6～8 cm时，可进行驯化炼苗2～3 d，将小苗小心从试管内取出，洗净根部培养基，移栽于盛有蛭石、腐殖土（12∶）的营养钵中，注意保湿，5～7 d后，再生植株即可正常生长发育、完成生育过程。

四、辣椒的组织培养技术

辣椒（Capsicum annuum L.，见图7-12）又叫番椒、海椒、辣子、辣角、秦椒等，为被子植物门、双子叶植物纲、茄目、茄科、辣椒属一年生或有限多年生草本植物。辣椒原产墨西哥，明朝末年传入中国，现中国南北方均有栽培。辣椒的果实通常呈圆锥形或长圆形，未成熟时呈绿色，成熟后变成鲜红色、绿色或紫色，以红色最为常见。辣椒的果实因果皮中含有辣椒素而有辣味。辣椒能够增进食欲，辣椒中维生素C的含量在蔬菜中居第一位。

（一）外植体选择

取辣椒苗龄12～16 d的子叶为外植体。

（二）无菌外植体的获得

取辣椒种子用70%的酒精浸泡消毒约1 min，再用0.1%的HgCl2溶液消毒8～12 min，用无菌水冲洗4～5 次后，再用无菌水浸泡12 h，取出播种于培养基①中，置于黑暗下发芽，7 d左右，子叶露出后转入光照培养，苗龄10～12 d后，取其子叶作为外植体以供接种用。

图7-12　辣椒

（三）培养基及温光条件

基本培养基为MS或B5；种子萌发培养基：①1/2MS；不定芽生长培养基：②MS加B5有机成分+6-BA 5.0 mg/L+IAA 0.5～1.0 mg/L；不定芽生长培养基：③MS+6-BA 3.0 mg/L+IAA 0.1～0.5 mg/L+GA3 0.5 mg/L；生根培养基：④1/2MS+B5有机成分+IAA1.0 mg/L。

上述培养基均加琼脂0.8%，pH为5.8；①号培养基加蔗糖1%；②、③、④号培养基加蔗糖3%。培养温度为（25±1）°C，光照时间为14 h/d，光照度为2 000 lx。

（四）不定芽的诱导与增殖

将剪取灭过菌的幼苗子叶接种于分化培养基②上，20～30 d后，每个外植体分化不定芽平均10.9～12.5个，最高可达20个。将诱导出的不定芽切割转移到培养基中，能较好地使分化的不定芽得以正常生长，伸长频率平均可达75%。在继代过程中可将培养基中GA3浓度调为0.5 mg/L，更有利于芽的增殖。这样，外植体一般经过2次继代，可出苗8～10株，最多的达到20株。不定芽诱导也可以用MS+6-BA 5.0 mg/L+IAA 0.1～0.5 mg/L+AgNO3 4.0 mg/L。

（五）生根与炼苗移栽

供诱导生根小苗以1.5～2 cm壮苗为宜，诱导生根效果最佳，出苗的成活率也相对较高。因此，应切取2 cm左右不定芽为单芽，接种于培养基④中。10 d后即可产生不定根，20 d左右便可出瓶，不定根诱导频率达95%以上。移栽前在温室炼苗4～5 d，然后取出小苗洗净根部培养基，移栽到盛有泥炭土、珍珠岩（31∶）的营养土中为宜，成活率平均为98%以上。

五、茄子的组织培养技术

茄子（Solanum melongena L.，见图7-13）别名矮瓜、白茄、吊菜子、落苏、紫茄、青茄，为被子植物门、双子叶植物纲、茄目、茄科、茄属一年生草本植物，热带为多年生草本植物。茄子原产印度，我国普遍栽培，是夏季主要蔬菜之一。茄子是为数不多的紫色蔬菜之一，也是餐桌上十分常见的家常蔬菜。在它的紫皮中含有丰富的维生素E和维生素P，这是其他蔬菜所不能比的。茄子食用的部位是它的嫩果，按其形状不同可分为圆茄、灯泡茄和线茄3种。圆茄，果为圆球形，皮黑紫色，有光泽，果柄为深紫色，果肉为浅绿白色，肉质致密而细嫩；灯泡茄，果形似灯泡，皮黑紫色，有光泽，果柄为深紫色，果肉为浅绿白色，含子较多，肉质略松；线茄，果为细长条形或略弯曲，皮较薄，深紫色或黑紫色，果肉为浅绿白色，含子少，肉质细嫩松软，品质好。

图7-13　茄子

（一）外植体选择

取茄子无菌种子苗的茎尖和带腋芽茎段为外植体。

（二）无菌外植体的获得

取种子浸泡1 d，用自来水冲洗干净后，先用75%的酒精浸泡30 s，再用0.1%的HgCl2溶液消毒5 min，用无菌水冲洗4～5次后，用无菌滤纸吸干表面水分，接种于培养基①中，培养50 d左右，种子萌发成具有3～4片真叶、高约8 cm的无菌苗。取其茎尖和带腋芽的茎段为外植体以供接种用。

（三）培养基及培养条件

基本培养基为MS；种子萌发培养基：①1/2MS； 芽的诱导及增殖培养基：②MS+KT 5.0mg/L；生根培养基：③1/2MS+NAA 0.2 mg/L。

上述培养基均加蔗糖3%，琼脂0.7%，pH为5.8。培养温度为23～26 °C，光照时间为12 h/d，光照度为1 000 lx。

（四）芽的诱导与增殖

将灭过菌的外植体接种于培养基②中，芽苗生长健壮，一般在接种6 d后，芽就开始萌动，30 d后就可长成具有5～6片叶的无根苗，继续培养于培养基②中，30 d增殖1次，增殖系数在4倍以上。

（五）生根与炼苗移栽

将获得的无根苗切成具有2～3片叶、长3～4 cm的切段，转入生根培养基③中，7 d后切口处出现米粒大愈伤组织，10 d左右从愈伤组织上长出根状突破，20 d后长成2～3 cm不定根，平均每苗生根5～6条，生根率达100%。

移栽前，先将试管苗连瓶从培养室移至温室，在玻璃房自然光下闭瓶炼苗3 d，再打开瓶盖适应3 d，然后小心从试管瓶内取出小苗，洗净根上附着的培养基，移栽于珍珠岩、蛭石、园土（112∶∶）的混合基质中，盖上塑料薄膜，勤浇水，保持空气相对湿度为85%～90%，3 d后浇一次MS大量元素稀释营养液，7 d后揭开薄膜，10～15 d后即可长出新叶，移栽成活率达90%以上。

六、芋的组织培养技术

芋（Colocasia esculenta Schott.，见图7-14）又名芋艿、芋头，为被子植物门、单子叶植物纲、天南星目、天南星科、芋属多年生草本植物，作一年生植物栽培。芋原产印度，后由东南亚等地引进。我国以珠江流域及台湾省种植最多，长江流域次之，其他省市也有种植。芋的块茎通常为卵形，常生多数小球茎，均富含淀粉及蛋白质，供菜用或粮用，是一种重要的菜粮兼用作物，也是淀粉和酒精的原料。芋耐运输贮藏，能解决蔬菜周年均衡供应，并可作为外贸出口商品。

图7-14　芋

（一）外植体选择

取芋茎尖及微芽为外植体。

（二）无菌外植体的获得

将芋茎尖或微芽切下，经肥皂水洗净后用自来水冲洗，置于70%的酒精表面灭菌10～15 s，剥下芽的3～4层鳞片，再在0.1%的HgCl2溶液中消毒10～12 min，用无菌水冲洗4～5次，取约0.5 cm的茎尖或微芽作为外植体以供接种用。

（三）培养条件及温光条件

基本培养基为MS；芽诱导培养基为①MS+KT 3.0 mg/L+NAA 1.0 mg/L，②MS+KT 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L；生根培养基为③MS+KT 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L。

上述培养基均加琼脂0.6%；①、②号培养基加蔗糖3%，pH为6.0；③号培养基加蔗糖1%，pH为6.0。培养温度为（25±1） °C，光照时间为8～10 h/d，光照度为1 500～2 000 lx。

（四）芽的诱导与增殖

将灭过菌的茎尖或微芽接种到培养基①中，4～6 d后，体积膨大1倍，并开始转绿，13 d左右伸出2片叶子，其基部有少量愈伤组织长出，体积逐渐膨大。20 d后，外植体最外层的鳞片基部膨裂，其鳞片基部厚度是原来的3～4倍，并从基部内侧膨大部分长出许多绿色小突点。再培养40 d左右，小突点长高约1 cm，其基部膨大，周围又长满了绿色小突点。将其置于继代培养基①中，10 d左右，小芽长高约1.5 cm，其基部周围小突点长成许多丛芽，高1 cm左右。将丛芽切割继代，每隔25～30 d继代1次，芽长至6～7 cm，且有大量的根生出，增殖系数为20以上。

将再生植株继代，部分植株基部膨大，形成小芋头，小芋头平均单个重0.6 g，根系发达。此过程约需40～60 d。

微芽接种到培养基②中，7 d左右开始转绿，20 d左右伸长，出现2～3片鳞片；30 d左右，外植体周围陆续长出3～5个淡黄色小突起。每隔30 d继代1次，增殖系数5～6倍，培养基②中小植株诱导微型芋的比率高于培养基①。

（五）生根移栽

把1.5 cm左右高的再生植株接种到培养基③中，15 d左右植株平均高度长到5～7 cm，长出许多白色新根，长的可达10 cm左右。新根为白色，老根为紫褐色，且不断有新根长出。移栽时，先打开瓶盖炼苗8～10 d，冬天放于温室沙、土比为13∶的苗床中，浇水盖膜，10 d左右可成活，成活率为84%，小芋头的成活率为100%。4～5月，可将试管苗直接移栽到大田并浇水保湿，白天盖膜，夜间揭膜，7 d左右移栽成活率达95%。

七、草莓的组织培养技术

草莓（Fragaria ananassa Duch.，见图7-15）又名凤梨草莓、红莓、洋莓、地莓等，为被子植物门、双子叶植物纲、蔷薇目、蔷薇科、草莓属多年生草本植物。草莓原产南美洲，主要分布于亚洲、欧洲和美洲。中国的河北省、山东省和很多南方省市都有草莓的种植。欧洲草莓产量最高，年产量达1 000 000 t；北美居第二位，年产量为780 000 t；亚洲年产量为513 000 t。目前，中国草莓种植面积达66 700 hm2，年产草莓900 000 t，种植面积和产量均居世界第一位。草莓品种繁多，外观呈浆果状圆体或心形，鲜美红嫩，果肉多汁，酸甜可口，香味浓郁，营养丰富，是水果中难得的色、香、味俱佳者，属于高档水果，深受国内外消费者的喜爱，因此有“水果皇后”的美誉。

图7-15　草莓

（一）外植体选择

取草莓茎尖为外植体。

（二）无菌外植体的获得

于10月初从田间取材（当年繁殖的匍匐茎顶端），先用1%的洗衣粉清洗，然后用自来水冲洗干净，并置于70%的酒精表面灭菌10～15 s，用无菌水冲洗3次，再在0.1%的HgCl2溶液中消毒10～12 min，用无菌水冲洗4～5次，取匍匐茎尖约0.5 cm、带有2～4个叶原基为外植体以供接种用。

（三）培养条件及温光条件

基本培养基为MS；茎尖分化培养基为①MS+6-BA 0.5～1.0 mg/L；增殖培养基为②MS+6-BA 0.2 mg/L；生根培养基为③1/2MS+IAA 0.1 mg/L。

上述培养基均加琼脂0.6%，加蔗糖3%，pH为6.0。培养温度为（25 ±1） °C，光照时间为14 h/d，光照度为2 000～3 000 lx。

（四）芽的诱导与增殖

将灭过菌的茎尖接种到培养基①中，先暗培养7 d后转为光培养，15 d后愈伤组织逐渐形成，然后从愈伤组织上分化出芽丛。有的直接从茎尖分化出小芽。愈伤组织和小芽起初呈淡黄色，见光后小芽很快变为绿色，并继续分化为多芽的小芽丛。将芽丛分割接种到培养基②中，每隔45 d继代1次，增殖系数达8.8以上。

（五）生根移栽

把生长健壮的无根苗接种到培养基③中，15 d左右，生根率达100%，且试管苗生长良好，根系发达，25 d后即可炼苗移栽。移栽前，先在室外散光下炼苗3～4 d，然后取出试管苗，移栽温室内掺有少量有机质的疏松沙土中，并用塑料薄膜覆盖保湿，移栽后15～25 d，逐渐揭膜。试管苗驯化60 d后可移栽于大田。

八、南瓜的组织培养技术

南瓜（Cucurbita moschata Duchesne.，见图7-16）别名倭瓜、番瓜、饭瓜、番南瓜、北瓜，为被子植物门、双子叶植物纲、葫芦目、葫芦科、南瓜属一年生蔓生草本植物。南瓜起源于美洲大陆，包括两个起源中心地带，一个是墨西哥和中南美洲，其种类包括美洲南瓜、墨西哥南瓜、黑籽南瓜等；另一个是南美洲，为印度南瓜的起源地。南瓜明代传入我国，现南北各地广泛种植。南瓜味甘，性寒，可消炎止痛、强肝助肾、降低血压、产妇催乳。多吃南瓜可有效防治糖尿病和高血压，对治大便秘结有很好的作用。南瓜籽中含有瓜氨酸，南瓜籽能有效驱除蛔虫、绦虫、姜片虫和血吸虫，为驱虫的爽口良药；南瓜籽还可治膀胱炎和前列腺炎。南瓜还可治烫伤、久咳、慢性支气管炎等，疗效迅速。

（一）外植体的选择

取南瓜腋芽茎段作为外植体。

（二）无菌外植体的获得

将南瓜种子用自来水冲洗干净后，先用70%的酒精表面灭菌3 min，再用饱和漂白粉溶液浸泡2 h，用无菌水冲洗4～5次，取种胚接种于培养基①中培养30 d，可获得无菌苗。将无菌苗切成1 cm左右带腋芽茎段为外植体以供接种用。

图7-16　南瓜

（三）培养条件及温光条件

基本培养基为MS；种子萌发培养基为①MS；分化、增殖培养基为②MS+6-BA 1.0 mg/L+IAA 0.1～0.5 mg/L；壮苗培养基为③MS+6-BA 0.5 mg/L+PP333 0.1～0.3 mg/L；生根培养基为④1/2MS。

上述培养基均加蔗糖3%，琼脂0.5%，pH为5.8。培养温度为（24±2） °C，光照时间为12 h/d，光照度为2 000 lx。

（四）芽的诱导与增殖

将无菌的茎段接种到培养基①中，25～30 d后，逐渐形成丛生芽，芽的增殖系数稳定在8～10，每继代1次需要30 d左右，并且试管苗生长健壮。根据需要可反复在培养基②、③进行增殖培养，30 d左右，成活率达100%，且试管苗表现为矮化健壮，叶片厚、叶色深，株高2～3 cm，8～10片叶片。

（五）生根移栽

将培养的壮苗切成单株，转入生根培养基④中，生根快，3 d就有肉眼可见的不定根突起，10～15 d即可驯化移栽，生根率达90%，且根质量好，根数为2～3条，根长3 cm以上。将生根苗开瓶炼苗2～3 d后，移栽于盛有细沙、腐殖土、河沙（111∶∶）分层基质的营养钵中（上层细沙、中层腐殖土、下层河沙），浇透1/2MS营养液，保湿培养7 d左右，试管苗即可恢复生长，随后逐渐降低湿度，驯化培养20～30 d，试管苗成活率高达90%以上，即可定植于大田，定植后无生长停滞期。