当期目录

2024年 第44卷 第6期    刊出日期：2024-11-20

上一期   

研究综述



液-液相分离机制介导的基因表达调节植物生长发育和抗逆性状研究进展

徐晴晴, 孙德辉, 王文梦, 李当当, 蓝兴国, 隋广超

2024, 44(6):  805-811.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.001

摘要 ( 78 )   HTML ( 8)   PDF (946KB) ( 47 )  

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基因表达决定了多细胞生物的生长、分化及各种性状和功能，而转录调控是基因表达过程中最为关键的步骤之一。自2018年以来，生物大分子形成的液-液相分离凝聚体对哺乳动物细胞中基因表达的调控机制被不断深入揭示，然而，对相分离在植物细胞内调控基因转录过程的机制研究还相对较少。该文首先介绍了真核细胞内生物大分子形成的液-液相分离调控基因表达的基本形式和研究方法，然后重点阐述了目前已有的相分离机制通过介导基因转录以调节植物生长发育和抗逆性状的报道，最后对植物中拓宽和加深相分离调控基因表达研究进行展望。



油菜素内酯与其他植物激素互作调控植物生长发育及胁迫响应的研究进展

陈慧泽, 刁丽曼, 周佳佳, 韩榕, 杜美婷

2024, 44(6):  812-821.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.002

摘要 ( 118 )   HTML ( 11)   PDF (819KB) ( 80 )  

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植物生长发育受多种植物激素综合调控。其中，油菜素甾醇（Brassinosteroids， BRs）作为重要的固醇类植物激素，与其他植物激素通过互作网络调控种子萌发、根生长发育、光形态建成及果实成熟等生理过程。该文综述了近年来油菜素内酯（Brassinolide，BR）与其他植物激素共同精细调控植物生长发育及胁迫响应的研究进展，为深入开展BR生物学功能研究提供重要参考。

生理与生态



刺梨叶中三萜类化合物的分离纯化与鉴定

刘沿浩, 王建栋, 付玉杰

2024, 44(6):  822-831.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.003

摘要 ( 45 )   HTML ( 0)   PDF (1071KB) ( 23 )  

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该研究选用多种分离方法对刺梨（Rosa roxburghii）叶中的多种三萜类化合物成分进行分离纯化，并鉴定化学结构，以期从刺梨叶中分离出新的化合物。该研究以刺梨叶为研究对象，采用硅胶柱色谱、Sephadex LH-20柱色谱、半制备液相等方法系统性地对其叶中的三萜类化学成分进行了分离纯化，通过理化性质和核磁共振波谱数据鉴定化合物结构，共分离鉴定出13个化合物。其中四环三萜类化合物2个，五环三萜糖苷类化合物 3个，五环三萜羧酸类化合物8个，包括一个全新的化合物单体。13个化合物分别为（1）β-谷甾醇、（2）胡萝卜苷、（3）2α，3α，19α-三羟基齐墩果烷-12-烯-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、（4）刺梨苷、（5）野蔷薇苷、（6）野蔷薇酸、（7）新化合物、（8）山香二烯酸、（9）野鸦椿酸、（10）委陵菜酸、（11）克罗索酸、（12）白桦脂酸和（13）山楂酸，其中化合物2、6、7、8首次从该植物中分离得到。该研究明晰了刺梨叶中三萜类成分，为刺梨叶资源开发利用提供了科学依据。



2，4-D处理对欧李果实钙摄取的影响及与有机酸代谢和IAA的关系

苏国是, 张莉, 刘锁仝, 李晓艳, 覃志茂, 郭金丽

2024, 44(6):  832-842.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.004

摘要 ( 42 )   HTML ( 2)   PDF (1501KB) ( 23 )  

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为探究外源植物生长调节剂2，4-D处理对欧李（Cerasus humilis）果实发育成熟过程中钙素摄取能力的影响及与有机酸代谢、生长素（IAA）之间的关系，以内蒙古地区的低钙欧李MY-9果实为试材，以清水喷施作为对照，研究2，4-D处理对果实发育成熟过程中钙摄取能力和有机酸代谢及IAA的影响，并进行相关性分析。结果表明：（1）在摄钙速率方面，处理与对照果实的果胶钙、活性钙、总钙的摄钙速率变化规律相似，均表现为先升后降，处理后从硬核期到完熟期以上3种钙的摄取速率均显著高于对照；而水溶钙摄钙速率与其相反，表现为先降后升，果实发育后期显著高于对照。在摄钙活性方面，4种钙形态的变化规律相似，均表现为持续下降，处理后果实的摄钙活性均显著高于对照。在相对生长钙摄取量方面，4种钙形态的变化规律一致，均表现为先升后降，硬熟期和完熟期处理显著高于对照。（2）处理与对照果实中苹果酸脱氢酶（NAD-MDH）活性、苹果酸及有机酸含量随着果实发育成熟均呈上升趋势，苹果酸酶（NADP-ME）活性和柠檬酸含量均呈下降趋势，2，4-D处理可以不同程度提高果实中有机酸含量及相关酶活性。（3）处理与对照果实的IAA含量整体上均表现为先升后降，整个发育时期处理与对照均存在显著差异，2，4-D处理可显著提升欧李果实IAA含量。（4）相关性分析表明，水溶钙的摄钙速率和相对生长钙摄取量与NAD-MDH活性、苹果酸及有机酸含量均呈显著正相关，与IAA含量、NADP-ME活性及柠檬酸含量呈显著负相关；果胶钙、活性钙及总钙的摄钙活性与IAA含量、NADP-ME活性、柠檬酸含量呈显著正相关，与NAD-MDH活性、苹果酸及有机酸呈显著负相关；2，4-D处理提升了果实钙摄取能力与柠檬酸含量的相关性。综上所述，2，4-D处理可以提高欧李果实中钙摄取能力，提高有机酸代谢及IAA含量；欧李果实中钙摄取能力与有机酸代谢及IAA含量密切相关，随着NAD-MDH活性增强，苹果酸含量增加，有机酸含量增加，会提高水溶钙摄取能力，但会降低果胶钙、活性钙及总钙的摄取能力；而柠檬酸及IAA含量的增加会降低水溶钙摄取能力，提高果胶钙、活性钙及总钙摄取能力。2，4-D处理通过提高有机酸代谢及IAA含量调控果实钙摄取。



中国北方外来入侵植物研究

崔夏, 郝强, 李飞飞

2024, 44(6):  843-851.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.005

摘要 ( 55 )   HTML ( 1)   PDF (1998KB) ( 29 )  

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基于中国数字植物标本馆（CVH）、中国植物图像库（PPBC）、中国北方外来入侵植物研究文献，结合中国北方部分地区外来入侵植物的实际分布和各类考证，首次全面、系统地整理出中国北方构成入侵的外来植物25科64属109种（含国外来源入侵种108种和国内来源入侵种1种）。分析总结了北方109种外来入侵植物的组成、原产地、分布及进入途径、时间和危害方式，并讨论了中国北方外来入侵植物研究与管理中存在的问题、入侵情况、防治及管理措施和有关的经验教训等。



南流江流域白花鬼针草生物量分配及其化学计量特征分析

马雄忠, 熊伟红, 孙哲

2024, 44(6):  852-862.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.006

摘要 ( 46 )   HTML ( 2)   PDF (2648KB) ( 28 )  

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生物量分配格局和化学计量特征对揭示入侵植物扩张能力及其环境适应性特征具有重要参考价值。该研究以广西南流江河岸区典型入侵植物白花鬼针草（Bidens alba）为研究对象，根据入侵盖度划分微度（盖度 ≤15%）、轻度（15%<盖度≤30%）、中度（30%<盖度≤45%）、重度（45%<盖度≤60%）和极重度（盖度>60%）5种入侵程度，测定不同入侵程度下白花鬼针草根、茎、叶生物量分配格局、C∶N∶P化学计量特征及生长区土壤理化性质，以揭示白花鬼针草的适应策略及扩张机制。结果表明：（1）不同入侵程度白花鬼针草根生物量分配无显著差异（P>0.05）；重度和极重度入侵下，茎生物量分配显著降低（P<0.05），叶生物量分配显著提高（P<0.05），平均根冠比差异不显著（P>0.05）。（2）随着入侵程度加深，白花鬼针草根、茎、叶的N、P含量均显著增加（P<0.05），其中，叶N、P平均质量分数为20.88、3.92 g?kg^-1。（3）根、茎、叶的C∶N和C∶P随入侵程度加深而显著降低（P<0.05），N∶P变化趋势不明显；叶C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为21.06、118.30、5.49。（4）白花鬼针草入侵程度与其根、茎、叶的N、P含量及土壤C、N、P含量显著正相关（P<0.05）。可见，随着入侵程度加深，白花鬼针草通过增加叶生物量、提高叶N和P含量来优化资源分配策略，并通过与土壤相互作用增加土壤C、N、P含量，形成有利于其快速入侵的土壤环境。



濒危植物大果青杄群落生态位特征及群落稳定性

张继强, 芦娟, 王三英, 林琳, 王杰, 杨昌文

2024, 44(6):  863-869.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.007

摘要 ( 45 )   HTML ( 1)   PDF (731KB) ( 30 )  

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了解白龙江流域珍稀濒危植物大果青杄群落主要种群间的生态关系及群落稳定性，以期为濒危物种大果青杄天然种群保护和恢复提供理论依据。在群落调查的基础上，运用Levins生态位宽度、Pianka生态位重叠指数和M. Codron稳定性等指标，分析白龙江流域大果青杄（Picea neoveitchii）群落19个主要种群的生态位特征和群落稳定性。结果表明：①大果青杄和毛黄栌（Cotinus coggygria var. pubescens）是群落的绝对优势种，分别占据了不同片层的最大生态位宽度，在资源有限的野外环境，它们能够更充分地利用环境资源，适应不同环境变化。②群落内部普遍存在较高程度的生态位重叠，生态位分化程度不高，各种群对环境资源的需求表现出高度一致性，种间潜在竞争激烈。③群落整体和各垂直层次的稳定性均远离20/80，均处于不稳定状态。研究认为，大果青杄在整个群落中明显占有优势地位，具有较强的竞争优势，但群落内部生态位分化程度不明显，种群间潜在竞争激烈，群落结构极不稳定。资源总量不足和种间激烈竞争可能是其致濒的原因之一。



东北三大硬阔种内和种间竞争关系

张浩, 刘万生, 王彦琦, 陈曦, 穆立蔷

2024, 44(6):  870-878.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.008

摘要 ( 50 )   HTML ( 2)   PDF (1041KB) ( 28 )  

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为分析东北地区三大硬阔树种间的竞争关系，以黑龙江大峡谷国家级自然保护区内次生阔叶混交林样地（1 hm²）为对象，测得样地内胸径（DBH）大于5 cm的乔木胸径、种类和坐标，通过Hegyi单木竞争指数算法计算竞争强度，研究分别以胡桃楸（Juglans mandshurica）、黄檗（Phellodendron amurense）、水曲柳（Fraxinus mandshurica）为对象木时，对象木胸径与竞争木的竞争强度关系，为东北地区三大硬阔树种的保护提供有力支持。结果表明：3个树种的种内、种间及平均竞争强度均随着胸径变大而变小，竞争强度与对象木的数量正相关，即随着对象木数量增加，对象木的种内竞争指数、种间竞争指数、总的林分竞争指数均增加。三大硬阔树种竞争中，胡桃楸与黄檗均是种内竞争较强，而水曲柳则是种间竞争较强。对象木胸径与竞争指数（种内、种间、总的）的关系均符合幂函数关系。



穆棱东北红豆杉林空间结构特征与更新计数模型

李越千, 贾炜玮, 朱万才, 刁云飞

2024, 44(6):  879-889.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.009

摘要 ( 44 )   HTML ( 1)   PDF (1597KB) ( 23 )  

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为了解东北红豆杉（Taxus cuspidata）种群空间结构、分布格局及更新幼苗情况，以穆棱东北红豆杉国家级自然保护区东北红豆杉群落为研究对象，建立300 m×400 m标准地，开展树种记录、生长调查及空间定位，计算角尺度、大小比数、混交度等空间结构参数，分析东北红豆杉种群空间结构、分布格局和种间关系，分别建立并比较东北红豆杉更新苗木的泊松、负二项、零膨胀泊松和Hurdle泊松4种计数模型。结果表明：（1）东北红豆杉种群空间结构单元以随机分布、高混交度、高大小比数为主，相对频率为0.619 6；（2）东北红豆杉种群在0~100 m尺度呈现聚集分布；（3）东北红豆杉种群在0~150 m尺度均表现为正相关，幼苗与母树在不同尺度下表现出不同相关性，与其他优势种群相关性不高；（4）东北红豆杉幼苗在0~25 m尺度聚集分布，最优更新计数模型为负二项模型。

植物分类学



林芝地区典型区域藓类植物多样性与区系分析

高智远, 司孟鑫, 王彪, 马和平

2024, 44(6):  890-900.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.010

摘要 ( 52 )   HTML ( 0)   PDF (712KB) ( 27 )  

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青藏高原被称为“世界的第三极”，其东南部地区是我国生物多样性较为丰富的地区，是中国特有苔藓植物的分布中心之一。林芝市地处藏东南地区，植被类型丰富，区系复杂，但目前对该地区藓类植物的多样性研究较少。该研究基于野外调查数据和文献资料，分析了林芝地区典型区域藓类植物区系、多样性，通过分析优势科、优势属、区系成分、多样性指数，比较了林芝地区典型区域的植物群落特征。结果表明：林芝地区4个典型区域共有藓类植物60科249属748种（包括变种、亚种和变型），其中有11个优势科，21个优势属，86种中国特有种和16种受威胁物种。该地区被划分为12种区系类型，苔藓植物区系以北温带分布（20.94%）、热带亚洲分布（18.74%）、喜马拉雅至日本分布（13.32%）和中国特有分布（12.59%）为主，说明该地区藓类植物区系以温带成分为主，兼具热带属性，具有温带向热带过渡的成分。



贵州金花茶（山茶科）分类订正

江国彬, 李鹤, 杨焱冰, 徐超然, 郭忠选, 邓伦秀

2024, 44(6):  901-913.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.011

摘要 ( 42 )   HTML ( 2)   PDF (12695KB) ( 32 )  

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为厘清贵州金花茶（Camellia huana）及相近物种之间的分类学关系，结合模式标本考证、野外居群观察、叶片与花粉微形态特征及近30年的引种栽培开展研究，结果表明：（1）贵州金花茶（C. huana）所引证的模式标本实际包含了不同的分类学实体；（2）应将天峨金花茶（C. tianeensis）恢复成一个独立的物种，其与贵州金花茶的区别主要在于，该种花期2—4月（vs. 10月中旬—12月），当年生枝淡红至紫红色（vs. 灰白色），果实扁三角状球形，果皮厚1~3 mm（vs. 果实扁球形，果皮厚9~11 mm）。该研究对贵州金花茶的模式标本和贵州两种金花茶的特征与分布进行了订正。

分子生物学



沙鞭PvAQP基因克隆及耐旱功能验证

刘玉萍, 余明君, 张雨, 苏旭, 李小莉, 杨倩, 刘雪丽

2024, 44(6):  914-925.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.012

摘要 ( 34 )   HTML ( 2)   PDF (4541KB) ( 22 )  

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为解析沙鞭（Psammochloa villosa）水通道蛋白（Aquaporin，AQP）基因AQP响应耐旱过程的功能和作用，利用三代全长转录组数据，采用RT-PCR技术克隆沙鞭AQP基因，对其进行生物信息学及干旱胁迫下表达模式和转基因烟草（Nicotiana tabacum）的耐旱分析。结果显示：（1）成功克隆到沙鞭AQP基因，命名为PvAQP（GenBank号：ON792207），其序列全长为867 bp，编码288个氨基酸，隶属疏水性蛋白。（2）PvAQP具有明显的跨膜结构，是一个跨膜蛋白，存在1个完整的MIP结构域。（3）PvAQP编码蛋白的二级结构主要由α-螺旋、不规则卷曲、延伸链和β-转角构成，三级结构主要由α-螺旋和不规则卷曲组成。（4）PvAQP无信号肽结构，无可能的糖基化位点，含有19个磷酸化位点。（5）亚细胞定位分析表明，PvAQP蛋白定位于细胞核中。（6）不同物种间AQP基因氨基酸序列同源性为95.34%，沙鞭与沙生针茅（Stipa caucasica）亲缘关系最近。（7）PvAQP基因表达具有组织特异性，根、茎、叶中的表达量存在较大差异。（8）随模拟干旱胁迫时间增加，转PvAQP基因型和野生型烟草中抗氧化酶（SOD、POD和CAT）活性及脯氨酸（PRO）含量呈先升高后降低趋势，转PvAQP基因型烟草中抗氧化酶活性及PRO含量更高；丙二醛（MDA）含量都呈上升趋势，且转PvAQP基因型烟草中MDA含量显著低于野生型（P<0.05）。研究结果表明，PvAQP基因可能参与了沙鞭的耐旱生理过程，为将来揭示沙鞭PvAQP基因响应耐旱分子机制提供了理论依据。



枯草芽孢杆菌对兰州百合生长发育及鳞茎代谢的影响

陈雨欣, 马祥臣, 王健铭, 张萍, 靳磊

2024, 44(6):  926-935.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.013

摘要 ( 38 )   HTML ( 0)   PDF (3006KB) ( 19 )  

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为探究枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）对兰州百合（Lilium davidii var. unicolor）生长发育及鳞茎代谢物的影响，以兰州百合为试验材料，设置CK（泥炭+珍珠岩）、TR（泥炭+珍珠岩+枯草芽孢杆菌）2组处理，采用灌根的方式施用枯草芽孢杆菌，观测不同时期（现蕾期、开花期、半枯期）兰州百合生长变化，并采用LC-MS法检测分析半枯期兰州百合鳞茎中差异代谢物。结果表明：与CK处理相比，TR处理对兰州百合的株高、茎粗、叶片数量、叶绿素含量、基生根数量、茎生根数量和鳞茎周径都有一定的促进作用。相较于CK处理，TR处理的株高和茎粗在现蕾期表现出显著差异（P<0.05），分别增加了20.06％和40.68％；叶片数量在现蕾期和开花期显著提高（P<0.05），达到CK处理的1.35倍和1.45倍；在开花期，TR处理的兰州百合鳞茎周径和茎生根数量相较于CK处理分别增加了15.87%和58.14％，差异显著（P<0.05）。在鳞茎代谢物分析中，通过CK组与TR组对比从兰州百合鳞茎中筛选出408种差异代谢物，富集的代谢途径有14条，其中差异代谢物主要富集在氨基酸代谢和合成通路。综上，配施枯草芽孢杆菌能够促进兰州百合生长发育，并影响鳞茎中营养物质代谢。

植物生殖生物学



兰州百合原生质体的分离纯化和应用

韩炘, 吴若楠, 李心, 杨云尧, 陈敏敏, 张永春, 杨柳燕

2024, 44(6):  936-944.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.014

摘要 ( 42 )   HTML ( 1)   PDF (3320KB) ( 16 )  

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该研究旨在建立兰州百合（Lilium davidii var. unicolor）原生质体分离纯化体系，以促进其基因功能研究和体细胞杂交育种。通过研究材料选择、渗透压调节剂浓度、酶添加量、酶解时间和纯化条件等关键因素，确定了酶解法提取兰州百合原生质体的最优参数。结果表明：继代30 d左右的兰州百合无菌苗叶片，在0.4 mol?L^-1的甘露醇环境下，使用含15 g?L^-1的纤维素酶和5 g?L^-1的离析酶的酶解液酶解3 h，即能分离完整均一的兰州 百合叶肉原生质体，平均产量超过4×10⁶个?g^-1，且细胞活力超过90%。在0.4 g?mL^-1 PEG-4000介导下转染 35S：：GFP质粒15 min，成功获得阳性转化子。同时，在0.5 g?mL^-1 PEG-4000与5 mmol?L^-1 CaCl₂（pH=10）作用下，原生质体发生融合，形成双核细胞。该体系的建立为兰州百合体细胞杂交育种提供了高质量的细胞材料，也为其基因功能研究搭建了平台。



Fe元素对半夏试管珠芽形成及试管苗生长的影响

樊慧, 郭苏杭, 王进秀, 张延红, 何春雨, 郭清毅

2024, 44(6):  945-953.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.015

摘要 ( 35 )   HTML ( 0)   PDF (3592KB) ( 15 )  

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为选出培养半夏试管珠芽的适宜Fe²⁺浓度，该研究通过梯度改变1/2MS基本培养基中Fe²⁺浓度，依据试管珠芽的形成时间、诱导率，试管苗地上、地下形态指标，试管珠芽中淀粉粒数量与分布，叶片叶绿素含量及试管珠芽有效成分含量等指标，得出试验结果为9.2×10^-5 mol·L^-1浓度下各项指标最佳。此外，还发现Fe缺素下无法形成完整试管珠芽，说明Fe是半夏试管珠芽形成过程中必不可少的微量元素，但同时浓度不宜过高，因高浓度Fe²⁺下，形成的试管珠芽极小且后续无法正常萌发成苗。



降低常夏石竹玻璃化率及促进生根的方法

田旭平, 王佳丽, 乔珂, 刘慧欣, 岳康杰

2024, 44(6):  954-962.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2024.06.016

摘要 ( 30 )   HTML ( 1)   PDF (2876KB) ( 17 )  

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以常夏石竹（Dianthus plumarius）带芽茎段为外植体，筛选最佳HgCl₂消毒时间和增殖培养基，研究外 加活性炭（AC）、矮壮素（CCC）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、多效唑（PP₃₃₃）对常夏石竹无菌苗玻璃化及不同植物生长激素配比对生根的影响。结果表明：适宜常夏石竹带芽茎段消毒的方法是75% 乙醇消毒30 s+0.1% HgCl₂消毒10 min，成活率达86.63%；MS+2 mg?L^-1 6-BA+0.05 mg?L^-1 NAA+30 g?L^-1蔗糖+7 g?L^-1琼脂为适宜的增殖培养基，丛生芽增殖率为90.28%，平均高度为5.25 cm，增殖系数较高（12.31）；在降低常夏石竹无菌苗玻璃化效果方面，添加物效力由高到低依次为CCC、AC、PP₃₃₃、PVP，在1/2MS培养基内添加3 mg?L^-1的CCC有利于无菌苗克服玻璃化，且植株生长健壮；在克服玻璃化率最优的培养基配方中添加0.5 mg?L^-1 NAA适宜常夏石竹无菌苗生根，生根率达100%，平均根长为16.83 cm，单株平均生根数为15.66 条。研究结果将为常夏石竹组培快繁及工厂化育苗提供理论和技术支持。