紫蘇草試管開花的研究

桂毓　李雙躍　劉艷軍　楊靜慧　于俊生

摘 要：為了建立紫蘇草離體試管開花體系，本試驗以紫蘇草種子無菌苗為外植體，通過對培養基中激素及營養水平的調整、采用低溫處理和PEG的使用，從中找到離體開花的最適條件。結果表明：植物激素影響紫蘇草試管花形成發育，采用MS附加6-BA 1.0 mg·L-1和IAA0.5 mg·L-1對于紫蘇草試管苗開花的誘導效率最高； 采用10 ℃低溫處理2 d對試管苗開花率有提高作用；培養基中營養水平不同對開花有影響，半量MS培養基利于試管開花；在培養基中加入10%PEG-6000可以提高開花率和開花質量。

關健詞： 紫蘇草；PEG-6000；試管開花；培養基

中圖分類號：S636.9 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.11.002

試管開花是利用組織培養技術使得組培植物在離體環境下開花的一種現象。離體試管開花一般不受季節變化的影響，可以控制植物在一定條件下隨時進入開花期。目前有關組培材料離體開花的報道已經很多，其中有一些是在進行植物組織培養中偶爾發現的，有些是有目的誘導的[1-8]。本試驗以紫蘇草試管苗為對象，尋找控制其離體開花的培養條件，主要目的是為研究其花期生理與調控奠定基礎，也為研究植物成花機制提供一個良好的試驗平臺。同時也可以進行紫蘇草試管花卉的開發，帶動相關產業的發展[9-14]。

1 材料和方法

1.1 材 料

紫蘇草Perilla nankinensis種子購自天津市曹莊花卉市場。

1.2 紫蘇草無菌苗的制備

取紫蘇草的種子，從中挑選飽滿、無病蟲害的種子在超凈工作臺中進行消毒處理。先用濃度為70%的乙醇將種子打濕30 s，倒掉酒精后，采用40%的安替富民浸泡消毒10 min，倒掉消毒液后用無菌水反復沖洗3～5次，每次洗10 min，然后將消毒好的種子播種在事先準備好的1/2 MS培養基上進行無菌苗的培養。具體培養條件為：培養溫度為24 ℃，24 h光照，光照強度1 500～2 000 lx。

1.3 不同濃度的BA與IAA對紫蘇草試管開花的影響試驗

當紫蘇草試管苗長到3～5 cm時，用剪刀在超凈臺中剪下根以上部位，然后將其接種到含有不同濃度的BA與IAA的MS培養基上，每種培養基中都含有30 g·L-1的蔗糖和6.8 g·L-1瓊脂粉，pH值調到5.8. 具體培養條件為：培養溫度為24 ℃，24 h光照，光照強度2 000 lx。在培養期間觀察植株生長情況并隨時進行試驗記錄，在培養70 d時對每個處理進行開花率的統計。

1.4 低溫的處理

切取無菌苗接于以MS為基本培養基，加入相同的1.0 mg·L-1 6-BA和IAA0.5 mg·L-1激素，并添加7.0 g·L-1瓊脂粉和30 g·L-1的蔗糖，在10 ℃和15 ℃低溫下分別處理1，2，3 d后，再進行開花誘導，每天光照24 h，光照強度2 000 lx。在培養期間觀察植株生長情況并隨時進行試驗記錄，在培養70 d時對每個處理進行開花率的統計。

1.5 培養基中無機鹽的含量對紫蘇草試管開花的影響試驗

將用于紫蘇草試管開花的MS培養基中無機鹽含量分別設成1，1/2，1/4和1/8，并在培養基中添加相同的1.0 mg·L-1 6-BA和IAA0.5 mg·L-1激素和30 g·L-1的蔗糖、6.8 g·L-1瓊脂粉，pH值調到5.8，每個處理50株。培養溫度為25 ℃，每天光照24 h，光照強度2 000 lx。70 d左右統計開花率。

1.6 PEG-6000的處理

采用1/2 MS為基本培養基，其中添加相同的1.0 mg·L-1 6-BA和IAA0.5 mg·L-1激素和30 g·L-1的蔗糖、6.8 g·L-1瓊脂粉，pH值調到5.8，并在上述培養基中分別加入濃度為0%，5%， 10%， 15%的PEG-6000， 將紫蘇草的無菌苗接種到上面進行離體開花的誘導。具體培養條件為：培養溫度為24 ℃，24 h光照，光照強度2 000 lx。在培養期間觀察植株生長情況并隨時進行試驗記錄，在培養70 d時對每個處理進行開花率的統計。

2 結果與分析

2.1 不同濃度的BA與IAA對紫蘇草試管開花的影響

紫蘇草試管苗在不添加任何激素的培養基處理中雖然能夠正常生長但都沒有開花現象，說明激素是紫蘇草開花的必須條件。但在1.5 mg·L-1 6-BA+0.5 mg·L-1 IAA與0 mg·L-1 6-BA+1.0 mg·L-1 IAA的處理中也沒有出現開花現象，這說明紫蘇草必須在適合的分裂素與生長素下才能開花。從表1可以看出，在1.0 mg·L-1 6-BA +1.0 mg·L-1 IAA組合培養基上誘導試管開花率最高，達到62%。但在1.0 mg·L-1 6-BA+ 0.5 mg·L-1 IAA組合培養基上誘導試管開花率雖然較低，但在較短時間內即可實現正常開花，IAA雖然能促進試管苗的開花，但會拖延開花時間，分析其原因可能是由于較高濃度的IAA會誘導植株過早生根，從而消耗植株養分，降低開花的速度，導致開花延后，因此在實際生產中應選定適合的IAA濃度。在本試驗中，1.0 mg·L-1 6-BA+ 0.5 mg·L-1 IAA組合培養基雖然也產生過早生根現象，但在40 d左右即可達到較高的開花率，因此確定為最適合誘導開花的濃度。

2.2 低溫處理對紫蘇草試管開花的影響

適合的低溫處理能夠提高紫蘇草試管開花率，從試驗結果可以看出，10 ℃處理的效果明顯好于15 ℃處理，15 ℃處理的開花率還略低于正常培養的數值，分析其原因，說明10 ℃處理對植株的生理產生了一定的影響，從而誘發了植株成花機制的運行；從低溫處理時間上看，在處理2 d的效果最好，過短或過長都不理想，時間短達不到低溫處理的目的，時間過長則造成對植物的傷害，影響植株正常生長。因此在10 ℃處理2 d的情況下，紫蘇草試管開花的效果最好。

2.3 培養基中無機鹽的含量對紫蘇草試管開花的影響

培養基中無機鹽的含量對植物的生長可以起到兩方面的影響，一是滲透壓的調節，二是對植物營養的影響。從表3的數據可以看出，其對紫蘇草離體開花也有影響。從開花率來看，1/2 MS處理獲得的開花率最高，而MS最低。說明低滲透壓利于試管開花，但過低則開花率下降，分析原因可能是過低滲透壓的培養基營養不足，不能很好地滿足植物開花需要，因此，應根據具體情況調整培養基的滲透壓，如組培苗健壯，營養充足時可進一步降低無機鹽用量，從而提高試管開花率。

2.4 PEG-6000對紫蘇草試管開花的影響

PEG-6000能夠提高紫蘇草試管開花率，幾乎每個處理都能達到80%以上。從開花質量來看，在培養基中加入PEG-6000后，植株開始生長健壯，花色鮮艷，但隨著培養時間的延長，20 d左右植株生長開始出現不正常，一是生長緩慢，并有個別植株出現萎蔫現象，尤其在較高濃度PEG-6000處理的植株表現突出，分析原因可能是植株在長時間高滲透壓作用下出現了生理干旱現象，因此在選擇采用PEG-6000來提高植物試管開花效率時，一定要選擇好使用濃度和正確的處理時間，否則會導致培養的失敗。綜上所述，在紫蘇草進行試管開花誘導中應采用10%PEG-6000處理，時間為20 d的效果最好。

3 討 論

3.1 細胞分裂素對植物離體開花的影響

在本試驗中，采用植物細胞分裂素6-BA來進行紫蘇草的試管開花誘導，試驗結果顯示，采用6-BA進行誘導收效顯著，說明6-BA對紫蘇開花有促進作用，因為植物在進行花芽分化時，細胞分裂素是必不可少的，而6-BA的使用正好補充了其自身激素合成的不足；另外在本試驗中，筆者還發現在配合使用一定量的生長素時則更能使開花效率大大提高，這也進一步說明植物在進行分化時，生長素與分裂素在適當的配比下才能發揮作用。

3.2 低溫對植物試管開花的影響

在本試驗中，通過采用低溫處理來提高紫蘇草試管開花的效率，試驗結果顯示，適當的低溫有利于試管開花。植物在離體環境下一般生長會受到嚴重的影響，最為明顯的是對植物生長周期的影響，在自然條件下，植物開花往往要經歷一個低溫過程，在多年生植物上表現尤為明顯，如一些植物的花芽分化需要低溫進行春化作用，在一些草本植物中低溫也能促進植株盡早進入生殖生長階段，因此，在離體培養條件下，對培養植物進行一定時間的低溫處理也能促進其成花機制的運行[15-16]。雖然如此，也并不能說明所有植物都適合低溫處理，另外，處理時間及溫度一定要反復試驗，以找到適合的條件，否則不但不能促進植株開花，還會使植株的正常生長受到影響。

3.3 PEG-6000處理對植物試管開花的影響

在本試驗中，通過采用PEG-6000處理來提高紫蘇草試管開花的效率，試驗結果顯示，適當濃度PEG-6000處理有利于試管開花。通過在培養基中加入滲透壓調節物質PEG-6000，人為造成培養植物的生理干旱。在自然環境中，干旱可以誘發植物提早開花，尤其一些一年生植物，因此在組培中通過模擬自然干旱，在培養基中加入PEG-6000，目的是促使植株盡早進入開花階段。在試驗中可以看到，適合濃度的PEG-6000處理有利于植株的成花，但濃度過高，培養時間過長都不利于試管開花培養，因此在實際應用時應慎用此處理，必要時，則進行一段干旱處理后，再轉到正常培養基上進行恢復，否則會在植株誘導開花后出現植物生長停滯，甚至死亡。

4 結 論

通過對紫蘇草試管開花的相關因素的試驗研究，將理想的紫蘇草試管開花的條件及方法總結如下。

（1）取紫蘇草的種子用濃度為70%的乙醇將種子打濕30 s，采用40%的安替富民浸泡消毒10 min，然后將消毒好的種子播種在事先準備好的1/2 MS培養基上進行無菌苗的培養。具體培養條件為：培養溫度為24 ℃，24 h光照，光照強度1 500～2 000 lx。

（2）切取上述培養的紫蘇草無菌苗接于以1/2 MS為基本培養基，添加7.0 g·L-1瓊脂粉和30 g·L-1的蔗糖，另外加入兩種植物激素（6-BA濃度設置為1.0 mg·L-1，IAA為0.5 mg·L-1），再附加PEG-6000（使用濃度為10%），先在10 ℃下培養2 d后，再在24 ℃的培養條件下，每天光照24 h，光照強度2 000 lx 進行開花培養，70 d左右時間可以獲得100%的開花率。

參考文獻：

[1] 趙大中，雍偉東，種康，等.高等植物開花研究現狀簡述[J].植物學通報，1999，16（2）：157-162.

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[5] 李雙躍，曹洋，黃俊軒，等.常夏石竹試管開花的研究[J].北方園藝，2012（15）：139-141.

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[8] Duan X， Yazawa S. Floral induction and development in Phalaenopsis in vitro [J]. Plant Cell，Tissue and Organ Culture，1995，43：71-74.

[9] 張衛明，劉秀月.紫蘇葉的成分分析及利用初探[J].中國野生植物資源， 1998， 17（2）： 32-33.

[10] 韓麗，李福臣，劉洪富，等.紫蘇的綜合開發利用[J].食品研究與開發， 2004， 25（3）： 24-26.

[11] 王素君，張毅功.紫蘇的栽培與開發利用[J].河北農業大學學報， 2003（5）： 122-124.

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[13] 黃美娟，張蕾，黃海泉. 紫蘇的組織培養及快繁技術研究[J]. 北方園藝2008（1）：198-200.

[14] 黃美娟，張蕾，黃海泉.紫蘇組織培養及植株再生（簡報） [J].亞熱帶植物科學2007，36（4）：56.

[15] 周國寧，應求是，陳紹云，等.溫度對郁金香花芽分化的影響[J].浙江農業學報，1995（7）：146-148.

[16] 王利琳，龐基良，胡江琴，等.溫度對植物成花的影響[J].植物學通報，2002，19（2）：176-183.

2.3 培養基中無機鹽的含量對紫蘇草試管開花的影響

培養基中無機鹽的含量對植物的生長可以起到兩方面的影響，一是滲透壓的調節，二是對植物營養的影響。從表3的數據可以看出，其對紫蘇草離體開花也有影響。從開花率來看，1/2 MS處理獲得的開花率最高，而MS最低。說明低滲透壓利于試管開花，但過低則開花率下降，分析原因可能是過低滲透壓的培養基營養不足，不能很好地滿足植物開花需要，因此，應根據具體情況調整培養基的滲透壓，如組培苗健壯，營養充足時可進一步降低無機鹽用量，從而提高試管開花率。

2.4 PEG-6000對紫蘇草試管開花的影響

PEG-6000能夠提高紫蘇草試管開花率，幾乎每個處理都能達到80%以上。從開花質量來看，在培養基中加入PEG-6000后，植株開始生長健壯，花色鮮艷，但隨著培養時間的延長，20 d左右植株生長開始出現不正常，一是生長緩慢，并有個別植株出現萎蔫現象，尤其在較高濃度PEG-6000處理的植株表現突出，分析原因可能是植株在長時間高滲透壓作用下出現了生理干旱現象，因此在選擇采用PEG-6000來提高植物試管開花效率時，一定要選擇好使用濃度和正確的處理時間，否則會導致培養的失敗。綜上所述，在紫蘇草進行試管開花誘導中應采用10%PEG-6000處理，時間為20 d的效果最好。

3 討 論

3.1 細胞分裂素對植物離體開花的影響

在本試驗中，采用植物細胞分裂素6-BA來進行紫蘇草的試管開花誘導，試驗結果顯示，采用6-BA進行誘導收效顯著，說明6-BA對紫蘇開花有促進作用，因為植物在進行花芽分化時，細胞分裂素是必不可少的，而6-BA的使用正好補充了其自身激素合成的不足；另外在本試驗中，筆者還發現在配合使用一定量的生長素時則更能使開花效率大大提高，這也進一步說明植物在進行分化時，生長素與分裂素在適當的配比下才能發揮作用。

3.2 低溫對植物試管開花的影響

在本試驗中，通過采用低溫處理來提高紫蘇草試管開花的效率，試驗結果顯示，適當的低溫有利于試管開花。植物在離體環境下一般生長會受到嚴重的影響，最為明顯的是對植物生長周期的影響，在自然條件下，植物開花往往要經歷一個低溫過程，在多年生植物上表現尤為明顯，如一些植物的花芽分化需要低溫進行春化作用，在一些草本植物中低溫也能促進植株盡早進入生殖生長階段，因此，在離體培養條件下，對培養植物進行一定時間的低溫處理也能促進其成花機制的運行[15-16]。雖然如此，也并不能說明所有植物都適合低溫處理，另外，處理時間及溫度一定要反復試驗，以找到適合的條件，否則不但不能促進植株開花，還會使植株的正常生長受到影響。

3.3 PEG-6000處理對植物試管開花的影響

在本試驗中，通過采用PEG-6000處理來提高紫蘇草試管開花的效率，試驗結果顯示，適當濃度PEG-6000處理有利于試管開花。通過在培養基中加入滲透壓調節物質PEG-6000，人為造成培養植物的生理干旱。在自然環境中，干旱可以誘發植物提早開花，尤其一些一年生植物，因此在組培中通過模擬自然干旱，在培養基中加入PEG-6000，目的是促使植株盡早進入開花階段。在試驗中可以看到，適合濃度的PEG-6000處理有利于植株的成花，但濃度過高，培養時間過長都不利于試管開花培養，因此在實際應用時應慎用此處理，必要時，則進行一段干旱處理后，再轉到正常培養基上進行恢復，否則會在植株誘導開花后出現植物生長停滯，甚至死亡。

4 結 論

通過對紫蘇草試管開花的相關因素的試驗研究，將理想的紫蘇草試管開花的條件及方法總結如下。

（1）取紫蘇草的種子用濃度為70%的乙醇將種子打濕30 s，采用40%的安替富民浸泡消毒10 min，然后將消毒好的種子播種在事先準備好的1/2 MS培養基上進行無菌苗的培養。具體培養條件為：培養溫度為24 ℃，24 h光照，光照強度1 500～2 000 lx。

（2）切取上述培養的紫蘇草無菌苗接于以1/2 MS為基本培養基，添加7.0 g·L-1瓊脂粉和30 g·L-1的蔗糖，另外加入兩種植物激素（6-BA濃度設置為1.0 mg·L-1，IAA為0.5 mg·L-1），再附加PEG-6000（使用濃度為10%），先在10 ℃下培養2 d后，再在24 ℃的培養條件下，每天光照24 h，光照強度2 000 lx 進行開花培養，70 d左右時間可以獲得100%的開花率。

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[10] 韓麗，李福臣，劉洪富，等.紫蘇的綜合開發利用[J].食品研究與開發， 2004， 25（3）： 24-26.

[11] 王素君，張毅功.紫蘇的栽培與開發利用[J].河北農業大學學報， 2003（5）： 122-124.

[12] 吳濤，朱玉靈，范澤民.薄荷組培苗的組培快繁技術研究[J].安徽農業科學， 1999， 27（6）： 609-612.

[13] 黃美娟，張蕾，黃海泉. 紫蘇的組織培養及快繁技術研究[J]. 北方園藝2008（1）：198-200.

[14] 黃美娟，張蕾，黃海泉.紫蘇組織培養及植株再生（簡報） [J].亞熱帶植物科學2007，36（4）：56.

[15] 周國寧，應求是，陳紹云，等.溫度對郁金香花芽分化的影響[J].浙江農業學報，1995（7）：146-148.

[16] 王利琳，龐基良，胡江琴，等.溫度對植物成花的影響[J].植物學通報，2002，19（2）：176-183.

2.3 培養基中無機鹽的含量對紫蘇草試管開花的影響

培養基中無機鹽的含量對植物的生長可以起到兩方面的影響，一是滲透壓的調節，二是對植物營養的影響。從表3的數據可以看出，其對紫蘇草離體開花也有影響。從開花率來看，1/2 MS處理獲得的開花率最高，而MS最低。說明低滲透壓利于試管開花，但過低則開花率下降，分析原因可能是過低滲透壓的培養基營養不足，不能很好地滿足植物開花需要，因此，應根據具體情況調整培養基的滲透壓，如組培苗健壯，營養充足時可進一步降低無機鹽用量，從而提高試管開花率。

2.4 PEG-6000對紫蘇草試管開花的影響

PEG-6000能夠提高紫蘇草試管開花率，幾乎每個處理都能達到80%以上。從開花質量來看，在培養基中加入PEG-6000后，植株開始生長健壯，花色鮮艷，但隨著培養時間的延長，20 d左右植株生長開始出現不正常，一是生長緩慢，并有個別植株出現萎蔫現象，尤其在較高濃度PEG-6000處理的植株表現突出，分析原因可能是植株在長時間高滲透壓作用下出現了生理干旱現象，因此在選擇采用PEG-6000來提高植物試管開花效率時，一定要選擇好使用濃度和正確的處理時間，否則會導致培養的失敗。綜上所述，在紫蘇草進行試管開花誘導中應采用10%PEG-6000處理，時間為20 d的效果最好。

3 討 論

3.1 細胞分裂素對植物離體開花的影響

在本試驗中，采用植物細胞分裂素6-BA來進行紫蘇草的試管開花誘導，試驗結果顯示，采用6-BA進行誘導收效顯著，說明6-BA對紫蘇開花有促進作用，因為植物在進行花芽分化時，細胞分裂素是必不可少的，而6-BA的使用正好補充了其自身激素合成的不足；另外在本試驗中，筆者還發現在配合使用一定量的生長素時則更能使開花效率大大提高，這也進一步說明植物在進行分化時，生長素與分裂素在適當的配比下才能發揮作用。

3.2 低溫對植物試管開花的影響

在本試驗中，通過采用低溫處理來提高紫蘇草試管開花的效率，試驗結果顯示，適當的低溫有利于試管開花。植物在離體環境下一般生長會受到嚴重的影響，最為明顯的是對植物生長周期的影響，在自然條件下，植物開花往往要經歷一個低溫過程，在多年生植物上表現尤為明顯，如一些植物的花芽分化需要低溫進行春化作用，在一些草本植物中低溫也能促進植株盡早進入生殖生長階段，因此，在離體培養條件下，對培養植物進行一定時間的低溫處理也能促進其成花機制的運行[15-16]。雖然如此，也并不能說明所有植物都適合低溫處理，另外，處理時間及溫度一定要反復試驗，以找到適合的條件，否則不但不能促進植株開花，還會使植株的正常生長受到影響。

3.3 PEG-6000處理對植物試管開花的影響

在本試驗中，通過采用PEG-6000處理來提高紫蘇草試管開花的效率，試驗結果顯示，適當濃度PEG-6000處理有利于試管開花。通過在培養基中加入滲透壓調節物質PEG-6000，人為造成培養植物的生理干旱。在自然環境中，干旱可以誘發植物提早開花，尤其一些一年生植物，因此在組培中通過模擬自然干旱，在培養基中加入PEG-6000，目的是促使植株盡早進入開花階段。在試驗中可以看到，適合濃度的PEG-6000處理有利于植株的成花，但濃度過高，培養時間過長都不利于試管開花培養，因此在實際應用時應慎用此處理，必要時，則進行一段干旱處理后，再轉到正常培養基上進行恢復，否則會在植株誘導開花后出現植物生長停滯，甚至死亡。

4 結 論

通過對紫蘇草試管開花的相關因素的試驗研究，將理想的紫蘇草試管開花的條件及方法總結如下。

（1）取紫蘇草的種子用濃度為70%的乙醇將種子打濕30 s，采用40%的安替富民浸泡消毒10 min，然后將消毒好的種子播種在事先準備好的1/2 MS培養基上進行無菌苗的培養。具體培養條件為：培養溫度為24 ℃，24 h光照，光照強度1 500～2 000 lx。

（2）切取上述培養的紫蘇草無菌苗接于以1/2 MS為基本培養基，添加7.0 g·L-1瓊脂粉和30 g·L-1的蔗糖，另外加入兩種植物激素（6-BA濃度設置為1.0 mg·L-1，IAA為0.5 mg·L-1），再附加PEG-6000（使用濃度為10%），先在10 ℃下培養2 d后，再在24 ℃的培養條件下，每天光照24 h，光照強度2 000 lx 進行開花培養，70 d左右時間可以獲得100%的開花率。

參考文獻：

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