全 文 ：现代食品科技 Modern Food Science and Technology 2009, Vol.25, No.1
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尾穗苋种子萌发及愈伤组织的诱导研究

刘南波，郑穗平
（华南理工大学生物科学与工程学院，广东 广州 510006）
摘要：以尾穗苋为实验材料，对种子萌发形成无菌苗的影响因素进行了优化，并探讨了不同激素配比对尾穗苋无菌苗下胚轴和
子叶愈伤组织诱导的影响。结果表明，采用 0.01%升汞消毒 1 min，1/2MS(所有元素均减半)培养基及暗培养 1 d，第 7 d 的种子萌发率
高达 82.7%；以 MS+6-BA 0.5mg/L+ 2,4-D 0.5mg/L 的培养基诱导尾穗苋子叶和下胚轴形成愈伤组织效果较好，均达到 100%。
关键词：尾穗苋；种子萌发；子叶；下胚轴；愈伤组织
中图分类号：Q813；文献标识码：A；文章篇号:1673-9078(2009)01-0015-04
Research on Seed Germination and Callus Induction of
Amaranthus caudatus
LIU Nan-bo, ZHENG Sui-ping
（School of Bioscience and Bioengineering, Souce China University of Technology, Guangzhou 510006, China）
Abstract: The influential factors of seed germination of Amaranthus caudatus were optimized and effects of hormone combination on
callus induction from hypocotyl and cotyledon were investigated. The results indicated that, the optimum conditions for seed germination were
using 0.1% HgCl2 to disinfect the seed for 1min and then dark incubation for 1 day at1/2MS（half of all elements）medium, under which the seed
germination rate could reach 82.7% after 7-day incubation. The best callus induction conditions were using a medium made of 0.5mg/L
ofMS+6-BA and 0.5mg/L of 2,4-D, on which the callus induction rate reached 100%.
Key words: Amaranthus caudatus; seed germination; cotyledon; hypocotyls; callus

尾穗苋为苋科苋属一年生草本植物，原产于热带，
在我国各地均有栽培，是一种食药兼用资源植物。尾
穗苋营养价值高，在许多国家作为一种重要的蔬菜或
农作物而被大量种植。尾穗苋种子资源丰富，其蛋白
质含量高（16-18%）,其中赖氨酸和蛋氨酸含量均比
谷类或豆类相对较高 [1]。此外，尾穗苋还可作为常用
中药使用，其叶具有“解毒消肿止痛”的功效,用于治
疗疔、疥、寻麻疹等症，我国一些地区药物志已将尾
穗苋作为常用中草药收载 [2]。另有研究证实，血胆固
醇过多的兔子食用尾穗苋后，其低密度脂蛋白及总胆
固醇都有所减少[3]。目前，关于尾穗苋的研究很少，
主要研究其成分的提取和分析等，对其植物组织培养
方面的研究甚少。作者对种子萌发获得尾穗苋无菌苗
的条件进行了优化；并以无菌苗的下胚轴和子叶为外
植体，研究在不同激素配比培养基上尾穗苋愈伤组织
收稿日期：2008-08-03
基金项目：广东省农业科技攻关项目，粤科计字[2006]621号
作者简介：刘南波（1984-），女，湖南益阳人，在读硕士，主要从事植物组
织培养和生理胁迫研究。
通讯作者：郑穗平副教授
组织的产生，为今后利用其愈伤组织组织分化再生植
株和进行植物生理胁迫实验提供有效途径和技术支
持。
1 材料与方法
1.1 供试植物材料
尾穗苋种子购自内蒙古自治区赤峰天邦草业公
司。
1.2 主要仪器及试剂
SPX-250IC 人工气候箱；生长调节物质：6-苄基腺
嘌呤 (6-benzyl adenine，6-BA), 2,4-二氯苯氧乙酸
(2,4-dichlorophenoxyacetic acid ， 2,4-D), 萘 乙 酸
(naphtalene acetic acid，NAA), 吲哚乙酸(auxin,IAA),
吲哚丁酸 (indolebutyric acid, IBA)
1.3 培养基
以 MS[4]为基本培养基，根据实验设计改变其成分
或添加不同种类和浓度配比的生长调节物质。培养基
均附加 3%的蔗糖和 0.8%的琼脂，pH 5.8。配制后，
均在 121 ℃条件下灭菌 20 min。
1.4 培养条件
DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2009.01.022
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培养温度为 27 ℃，光照时间 16 h/d，光照强度
2000 lx。
1.5 方法
1.5.1 种子萌发率的优化及无菌苗的培养
考察了升汞消毒时间、暗培养时间及培养基种类
对种子萌发率的影响。各实验组均在第 7 d 统计种子
萌发率及染菌情况。
1.5.2 下胚轴和子叶愈伤组织组织的诱导
取 7 d 苗龄无菌苗的下胚轴和子叶,其中下胚轴约
4-5 mm 长；子叶切除其顶端及近胚轴端，取中段。将
经上述处理的下胚轴和子叶分别接种到含有不同种类
和浓度配比的 MS 愈伤组织诱导培养基中（如表 1 所
示），于人工气候箱中进行光照培养。于 1 个月后统计
愈伤组织诱导情况。
表1 诱导愈伤组织的激素种类及浓度配比的实验设计
Table 1 Test design of the kinds and concentration of the
hormones for callus induction
激素种类/(mg/L) 实验
组号 6-BA IBA IAA NAA 2,4-D
1 0.5 0.5
2 1.0 1.0
3 0.5 0.5
4 1.0 1.0
5 0.5 0.5
6 1.0 1.0
7 0.5 0.5
8 1.0 1.0
2 结果
2.1 种子萌发率的优化
2.1.1 升汞消毒时间对种子萌发率的影响
取籽粒饱满，大小均匀的尾穗苋种子，用 70%酒
精浸泡 1 min，无菌水冲洗 3 遍，再用 0.01%升汞分别
浸泡 0、1 min、2 min、5 min 和 10 min，无菌水洗 5
次，用滤纸吸干后接种于 1/2MS（所有元素均减半）
上。每处理接种 100 颗种子，重复三次。7 d 后统计种
子萌发率及染菌情况，升汞消毒时间和种子萌发率的
关系如图 1 所示。
未经升汞消毒的种子均有染菌现象。从图 1 知,
升汞浸泡消毒时间越长，种子萌发率越低，且苗不健
壮，表明升汞对种子有一定的毒性，较佳升汞消毒时
间为 1min。种子消毒最佳方式为：70%酒精消毒 1min，
无菌水冲洗 3 遍，再用 0.01%升汞浸泡 1min，无菌水
洗 5 遍。

图1 升汞消毒时间对种子萌发的影响
Fig.1 Effect of sterilization time by mercuric chloride on seed
germination
2.1.2 培养基种类对种子萌发的影响
取尾穗苋种子采用 2.1.1 所得较佳消毒方式消毒
后，接种到 MS,1/2MS(无机盐减半)，1/2MS(有机物减
半)，1/2MS(所有元素均减半)培养基中。暗培养 1d 后，
进行光照黑暗轮换培养。第 7 d 统计种子萌发率，结
果如表 2 所示。
表2培养基种类对种子萌发的影响
Table 2 Effects of media on seed germination
培养基种类 接种种子数 种子萌发率/%
MS 100 52.0
1/2MS（无机盐减半） 100 78.7
1/2MS（有机物减半） 100 76.0
1/2MS（所有元素减半） 100 89.0
从表 2 知，MS 培养基上种子萌发率较低，约为
52%；其无机盐或有机物减半后，种子萌发率显著升
高，1/2MS(所有元素均减半)最有利于尾穗苋种子的萌
发，其萌发率约 89%。培养基中无机盐及有机物浓度
过高可能不利于种子的萌发。具体机理有待研究。
2.1.3 暗培养时间对种子萌发的影响
取种子用上述优化条件消毒后，接种于 1/2MS(所
有元素减半)上，分别暗培养 0 d、1 d、2 d、3 d、4 d，
分别于第 1 d、第 4 d 和第 7 d 统计种子萌发及生长情
况，结果如表 3 所示。
表3 暗培养时间对种子萌发率的影响
Table 3 Influences of dark cultivation time on seed germination
萌发率/% 暗培养
时间/d
接种种
子数/颗 1 d 4 d 7 d
7d 后胚
轴颜色
0 100 0 26.3 81.7 红
1 100 27.3 56.3 82.7 浅红
2 100 27.7 54.7 83.0 微红
3 100 30.3 55.7 85.0 白
4 100 29.3 61.7 82.0 白
从表 3 知，各实验组第 7 d 的种子萌发率差别不
大。但未经暗培养的种子萌发时间晚，其下胚轴呈红
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色较健壮，非常短，子叶张开度较大；经过暗培养的
种子萌发快，下胚轴生长快，较高，但较细弱，子叶
张开度随着暗培养时间的延长，张开平展的时间越晚，
暗培养 2 d 以上其子叶大多数为直立闭合状或微张开
状。暗培养 1 d，有利于种子较快萌发，且无菌苗较健
壮，子叶张开快。
2.2 愈伤组织的诱导
2.2.1 激素种类和浓度对下胚轴诱导愈伤组织的影响
1 个月后统计，各种激素配比均能百分之百诱导
下胚轴形成愈伤组织，如表 4 所示。下胚轴在激素诱
导下第 3 d 左右有明显膨胀现象，IAA 和 IBA 诱导下
胚轴主体呈红色，NAA 诱导下则成浅红，2,4-D 诱导
下呈乳白色。第 9 d 左右，胚轴两端切口处有明显愈
伤组织出现。IBA 和 IAA 诱导下，胚轴表层均有裂开
翻翘现象，且于裂口处生成松散的薄层细胞，NAA 和
2,4-D 诱导下，胚轴中段基本保持原形，覆盖有较透
明的薄层细胞。2,4-D 诱导形成的愈伤组织质量较好，
致密且成乳白色，无褐化，随着 2,4-D 浓度升高，形
成的愈伤组织量越少。诱导下胚轴形成愈伤组织的较
佳培养基为 MS+6-BA(0.5mg/L)+2,4-D(0.5mg/L)。
表4 植物激素配比对下胚轴诱导愈伤组织的影响
Table 4 Influences of plant hormone combination on callus
induction from hypocotyl
培养基
组号
下胚轴接
种数
出愈率
/%
愈伤组织颜色及形状
愈伤组织
直径/mm
1 100 100 黄色，较致密 3
2 100 100 浅黄，稍带红，疏散 2.5
3 100 100 黄褐色，疏散 1.5
4 100 100 浅黄，稍带红，疏散 1.5
5 100 100 浅黄，疏散 2
6 100 100 黄，较致密 3
7 100 100 乳白，骨头状，致密 3
8 100 100 乳白，骨头状，致密 1.5

A下胚轴外植体 B下胚轴形成的愈伤组织
A: hypocotyl explant B:callus induced from hypocotyl
图2 下胚轴愈伤组织的诱导
Fig.2 Callus induction from hypocotyl
2.2.2 激素种类和浓度对子叶诱导愈伤组织的影响
子叶在激素诱导下先膨胀变厚，于第 10 d 左右在
切口处形成薄层细胞。NAA, IAA 和 IBA 诱导下，愈
伤组织细胞生长增殖缓慢，1 个月后，只在切口处形
成有少量薄层愈伤组织，且较松散，颜色由最初的浅
白色变成黄色或黄褐色，子叶主体形状仍可见，均有
不同程度的褐化衰亡现象。2,4-D 诱导愈伤组织率高
达 100%，形成的愈伤组织较多，切口处愈伤组织成
团状，乳白色，较致密，且膨大子叶表层也呈乳白色，
原有颜色和形状基本褪去，覆盖有乳白色细胞层。高
浓度的 2,4-D 形成的愈伤组织量较低浓度的要少，与
下胚轴相同，诱导子叶形成愈伤组织的较佳培养基为
MS+6-BA(0.5mg/L)+ 2,4-D(0.5mg/L)。
表5 植物激素配比对子叶诱导愈伤组织的影响
Table 5 Influences of plant hormone combination on callus
induction from cotyledon
培养基
组号
下胚轴
接种数
出愈率
/%
愈伤组织状况
1 100 81.7
2 100 88.7
3 100 87.3
4 100 85.7
5 100 87.7
6 100 85.3
切口处上翘，愈伤组织少，细胞分
裂增殖缓慢，只形成薄层细胞，淡
黄色，叶片原形仍可见，逐渐褐化。
7 100 100
切口处上翘，形成愈伤组织细胞
多，呈团状，乳白色，叶片原有形
状基本消失，被愈伤组织覆盖。
8 100 100
切口处上翘，形成愈伤组织成团
状，较第 7 组少，乳白色，部分叶
片原形仍可见,两端呈愈伤组织团

C.子叶外植体 D.子叶形成的愈伤组织
C. cotyledon explant D.callus induced from cotyledon
图3 子叶愈伤组织的诱导
Fig.3 Callus induction from cotyledon
3 结论
3.1 尾穗苋种子萌发率受升汞消毒时间、暗培养时间
及培养基种类的影响，研究结果显示，种子最佳萌发
条件为：升汞消毒 1 min，暗培养 1 d，种子萌发培养
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基为 1/2MS(所有元素均减半)。该条件下，能获得较
高种子萌发率，为组织培养的研究提供了稳定的外植
体来源。
3.2 由尾穗苋种子萌发获得无菌苗，以其下胚轴和子
叶为材料，研究了不同激素配比对其愈伤组织诱导的
影响，结果表明：诱导愈伤组织的最佳激素配比方案
均为 MS+ 6-BA(0.5 mg/L) +2,4-D (0.5 mg/L)，愈伤组
织诱导率均为 100%，愈伤组织量大，呈乳白色，致
密。该高效的愈伤组织发生体系，可为进一步的愈伤
组织分化成芽的再生研究提供大量质量较好的材料。
此外，在建立再生体系的基础上，可以愈伤组织作为
转基因植物的转化受体，进而再分化得到转基因植株，
为植物品种的改良技术研究提供参考。
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