全 文 ：中国园艺文摘 2011年第9期
红莲子草耐寒无性系选育研究
明 月 李 琦 王 哲 徐 娜 姜长阳
(辽宁师范大学生命科学学院，辽宁 大连 116029)
摘 要：为满足人们观赏栽培的需求，以能越冬的红莲子草嫩茎为材料，进行愈伤组织诱导、低温处理、冷冻处
理、复冻处理，愈伤组织分化、试管苗生根与继代增殖培养，以及试管苗移栽和定植的研究，建立起红莲子草耐
寒无性系。结果证明：MS+BA 0. 4 mg/ L+2, 4- D 1. 0 mg/ L+NAA 0. 5 mg/ L+蔗糖30 g/ L为嫩茎愈伤组织诱导和耐
冻愈伤组织继代增殖培养的理想培养基；1/ 2 MS+蔗糖30 g/ L是复冻后增殖培养的愈伤组织分化的理想培养基；
N6+NAA 0. 1 mg/ L+ IAA 0. 4 mg/ L+蔗糖15 g/ L是生根培养和生根继代增殖培养的理想培养基；移植到水库岸边的
试管苗保持了红莲子草的所有生物学性状，且连续3年正常越冬。
关键词：红莲子草；组织培养；耐寒选育；无性系
红莲子草(Alternanthera paronychioides)又叫紫叶草、
满天星、莲子草等，属于苋科莲子草属多年生草本植物[1]。
主要生长于高温高湿地区河岸、水边或沼泽等环境中。原
产于巴西，在华东以南地区的浅水处也有成片生长，现在
我国多有盆栽[2]。红莲子草可作饲料，且具有一定的药用价
值。但由于红莲子草茎叶为红紫色，所以，无论是南方的
地栽，还是我国各地的盆栽，几乎都是以观赏目的进行栽
培的。由于大连地区冬季较为寒冷，因此多年来只能对其
进行盆栽。为了美化环境，有人于春末将其成片的栽培到
水库边缘的浅水处，几乎都是春天成片栽培红莲子草，到
冬天就冻死。但在2003年栽培的红莲子草中，发现了1株红
莲子草能够越冬，未被冻死。观察证明，这种莲子草虽然
可在寒冷地区越冬，但却不能结出种子。用扦插的方法对
其进行繁殖，约15%的扦插苗仍能越冬。为满足人们对耐
寒红莲子草栽培的需求，我们对红莲子草愈伤组织进行了
进一步的耐寒选择。虽然目前已有栽培植物耐寒选择的报
道[3, 4]，并有愈伤组织选择效应的报道[4, 5]，但迄今未见苋科
植物通过愈伤组织进行耐寒选择的报道。
1 材料与方法
1. 1 材料及灭菌
6月上旬，将大连大西山水库边上人工扦插已经越冬的
红莲子草嫩茎采回实验室后，用清水冲洗1 h左右，切成长
约4 cm的茎段后，放到250 ml的磨口广口瓶中，先用
0. 05%的安利液洗涤3次(每次约10 min)，再用蒸馏水振荡
洗涤2次，然后将材料移到超净工作台上。在无菌条件下用
75%的乙醇灭菌15 s左右后，用0. 05%的HgCl2溶液振荡灭
菌13～14 min，最后用无菌水振荡洗涤5次，将嫩茎表面残
留的灭菌剂洗去后，即获得无菌材料[6]。
1. 2 培养条件
参见黄葳等小花鬼子针的研究[6]。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 愈伤组织的诱导与分化 把无菌嫩茎切成长约0. 3 cm
的茎段后，接种到MS+BA 0.4 mg/ L+2,4- D 1.0 mg/ L+NAA
0. 5 mg/ L+蔗糖30 g/ L培养基上，进行愈伤组织的诱导培
养。愈伤组织的诱导培养进行3次重复试验，每种处理接种
培养200个材料。
1. 3. 2 愈伤组织的低温处理 当上述继代培养的愈伤组织
生长非常旺盛时，转移到光照2 000 lx、温度为2℃的培养
箱中进行愈伤组织的低温处理10 d，而后再放到正常的条
件下恢复培养10 d。低温处理试验重复3次，处理的愈伤组
织分别为58块、64块和62块。
1. 3. 3 愈伤组织的冷冻处理 把经过低温处理恢复培养后
成活的愈伤组织，接种到相同的培养基上进行增殖培养2代
后，再放到温度为- 8℃的培养箱中进行冷冻处理10 d，而
后放到温度为2℃的培养箱中进行愈伤组织的低温处理
10 d，接着再放到正常的条件下恢复培养10 d。冷冻处理
试验重复2次，处理的愈伤组织分别为126块和114块。
1. 3. 4 冷冻后成活愈伤组织的继代增殖培养 把成活的细
胞团剥离出来，接种到MS+BA 0. 4 mg/ L+2, 4- D 1. 0 mg/
L+NAA 0. 5 mg/ L+蔗糖30 g/ L的培养基上，置于常温环
境中进行愈伤组织的增殖培养。冷冻后的愈伤组织连续进
行6代增殖培养。
1. 3. 5 愈伤组织的复冻处理及继代增殖培养 把上述经过
冷冻处理进行第6代增殖培养的愈伤组织培养到42 d、当增
殖培养的愈伤组织外观上生长很旺盛时，再将其放到温度
为- 10℃的培养箱中复冻处理12 d，接着再在正常的条件下恢
复培养10 d后，统计成活率。接着将成活的愈伤组织接种到
MS+BA 0. 4 mg/ L+ 2, 4- D 1. 0 mg/ L+NAA 0. 5 mg/
L+蔗糖30 g/ L的培养基上，进行5代增殖培养。
1. 3. 6 复冻后愈伤组织的分化培养 把经过复冻后增殖培
养的愈伤组织分散为由6～10个颗粒组成、直径为0. 2～0. 3 cm
的块状后，分别接种到附加蔗糖30 g/ L的MS、1/ 2 MS、1/ 4
MS、B5、White、N6和MS+IBA 0. 3 mg/ L、1/ 2 MS+ IBA
0. 3 mg/ L、1/ 4 MS+ IBA 0. 3 mg/ L、B5+ IBA 0. 3 mg/ L、
第一作者简介：明 月（1988－），女，本科；就读于辽宁师范大
学生命科学学院。
通讯作者：姜长阳，教授。E-mail:changyangjiang@126.com
项目来源：辽宁省高等教育教学改革资助项目(20090304)；辽宁
师范大学教学改革资助项目(LSJG：20090108)。
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CHINESE HORTICULTURE ABSTRACTS
White+ IBA 0. 3 mg/ L、N6+ IBA 0. 3 mg/ L 12种培养基
上，进行愈伤组织的分化培养。愈伤组织的分化培养试验进
行2次重复，每种培养基接种培养100块愈伤组织。
1. 3. 7 不定芽的生根培养及试管苗的生根继代培养 把在
1/ 2 MS+蔗糖30 g/ L这种培养基上分化培养的高2 cm左右
的不定芽从基部剪下后，分别接种到附加IAA 0. 4 mg/ L+
蔗糖15 g/ L的1/ 2 MS+NAA 0. 1 mg/ L、1/ 4 MS+NAA
0. 1 mg/ L、White+NAA 0. 1 mg/ L、N6+NAA 0. 1 mg/ L
4种培养基上，进行不定芽的生根培养。每种培养基接种培
养120个不定芽。
把生长旺盛的试管苗剪成至少具有2个叶片、长1. 5 cm
的茎段后，接种到相同的培养基上，进行生根继代培养。
连续进行6代生根继代培养。
1. 3. 8 试管苗的移栽和定植 4月中旬，把上述生根继代
培养的试管苗在温室中炼苗3 d后，移栽到上层为干净河
沙、下层为肥沃园土的营养钵中。移栽后10 d内保持无直
射光、温度20～30℃、湿度90%左右的环境条件，而后进行
正常管理。移栽试验进行2次，移栽株数为400株、600株。
5月下旬，把在温室中移栽成活并开始正常生长的试管苗
定植到水库边上。定植试验进行2次，分别定植300株和500株。
2 结果与分析
2. 1 嫩茎愈伤组织的诱导效果与不同培养基对愈伤
组织颗粒分化培养的效应
接种培养到第8天时，在有的培养嫩茎切口处形成可见
愈伤组织。随后不仅形成愈伤组织的茎段数不断增加，而且
已形成的愈伤组织也不断生长。培养到45 d时统计证明：在
MS+BA 0. 4 mg/ L+ 2, 4- D 1. 0 mg/ L+NAA 0. 5 mg/ L+
蔗糖30 g/ L培养基上，培养茎段愈伤组织的诱导率为99%，
并且都生长为表面由绿色颗粒状组成、大小为1. 1～1. 8cm的
愈伤组织块。把上述诱导培养的愈伤组织切割为直径约为
0. 4 cm的愈伤组织块后，接种到相同的培养基上，进行愈伤
组织的继代培养。3次重复诱导培养试验，每次继代培养4代。
继代培养的统计结果证明：经过42 d的培养，就会培养出1代
与诱导培养45 d基本一致的愈伤组织。上述愈伤组织的诱导培
养和继代培养的结果说明：MS+BA 0. 4 mg/ L+2, 4- D
1. 0 mg/ L+NAA 0. 5 mg/ L+蔗糖30 g/ L这一培养基为红
莲子草嫩茎愈伤组织诱导和继代培养的理想培养基。
2. 2 低温处理对愈伤组织的影响
低温处理恢复培养10 d后统计证明：3次重复试验的平
均成活率为27%。观察表明，经过低温处理的愈伤组织，
在恢复培养中，大部分变成褐色，并逐渐死亡，即使成活
的愈伤组织块在恢复培养中也会有约半数的细胞死亡。
2. 3 冷冻处理对愈伤组织的影响
冷冻处理恢复培养10 d后观察统计证明：2次重复试验
经过冷冻处理的240块愈伤组织。在其中3块愈伤组织中，
各自发现1个未被冻死的愈伤组织细胞团。细胞团的直径分
别为0. 1 cm、0. 11 cm和0. 08 cm。成活的细胞团经过恢复
培养仍呈浅绿色、颗粒状。
2. 4 冷冻后成活愈伤组织的继代增殖培养
统计证明：冷冻后第1代增殖培养仅有1个细胞团成活
生长，成活率为33%。成活后的愈伤组织生长较缓慢，经
过45 d的培养，所培养的绿色颗粒状、半球形的愈伤组织
块平均直径为0. 5 cm左右。第2～6代生长速度加快，不仅
愈伤组织的生长率近100%，而且经过42 d的培养，就会培
养出一代表面由绿色颗粒状组成、平均直径为1. 4 cm的半
球状愈伤组织块，并且增殖培养的愈伤组织块外观上生长
旺盛，平均每1代的增殖率5倍左右。
2. 5 愈伤组织的复冻处理及继代增殖培养
统计证明：经过复冻处理，并进行恢复培养10 d的愈
伤组织成活率为71%。第1代增殖培养增殖2. 1倍，第2～6代
的平均增殖5. 1倍。增殖培养的愈伤组织呈淡绿色、表面为
颗粒状半球形，外观上生长旺盛。这样的愈伤组织为具有
分化能力的愈伤组织。
2. 6 不同培养基对复冻后愈伤组织分化培养的影响
培养10 d左右在有的培养基上可见在愈伤组织上部分化出
绿色的芽点，接着，伴随分化芽点数量的增加，先分化的芽点
逐渐生长成为不定芽。培养到50 d统计，2次重复试验的平均
结果见附表。由附表可见：在MS+蔗糖30 g/ L、1/ 2 MS+蔗
接种数量
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
200
分化率(%)
0
23
93. 5
73. 5
0
48. 5
0
0
0
0
0
0
0
平均分化芽数(块)
0
1. 3
2. 6
2. 4
0
1. 4
0
0
0
0
0
0
0
不定芽长势
-
+
++
+
-
++
-
-
-
-
-
-
-
附表 不同培养基愈伤组织对分化培养的影响
培养基
0+蔗糖30 g/ L
MS+蔗糖30 g/ L
1/ 2 MS+蔗糖30 g/ L
1/ 4 MS+蔗糖30 g/ L
B5+蔗糖30 g/ L
White+蔗糖30 g/ L
N6+蔗糖30 g/ L
MS+ IBA 0. 3 mg/ L+蔗糖30 g/ L
1/ 2 MS+ IBA 0. 3 mg/ L+蔗糖30 g/ L
1/ 4 MS+ IBA 0. 3 mg/ L+蔗糖30 g/ L
B5+ IBA 0. 3 mg/ L+蔗糖30 g/ L
White+ IBA 0. 3 mg/ L+蔗糖30 g/ L
N6+ IBA 0. 3 mg/ L+蔗糖30 g/ L
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中国园艺文摘 2011年第9期
糖30 g/ L、1/ 4 MS+蔗糖30 g/ L、White+蔗糖30 g/ L 4种
培养基上复冻后的愈伤组织能分化。其中在1/ 2 MS+蔗糖
30 g/ L这种培养基上，分化率为93. 5%，并且分化的不定芽
数多，株高2. 1 cm，平均具有4. 3个叶片，外观上长势好。2次
重复试验的结果基本一致。这说明：1/ 2 MS+蔗糖30 g/ L这
种培养基是复冻后增殖培养的愈伤组织分化的理想培养基。
2. 7 不定芽的生根培养及试管苗的生根继代培养
观察表明，在4种培养基上，培养的不定芽均可生根。培
养到28 d时统计证明：在N6+NAA 0. 1 mg/ L+ IAA 0. 4 mg/
L+蔗糖15 g/ L这种培养基上生根效果最好，不仅生根率为
94. 2%、平均每株生根数为6. 3条、试管苗平均高度为3. 9 cm，
而且培养5 d就会生长出可见根，外观上试管苗生长旺盛。
6代的生根继代培养结果证明：每次生根继代培养的周
期为25 d，生根率为98. 6%，所培养的试管苗长势与不定
芽生根培养基本一致。每个周期的繁殖系数为2. 8。按照这
个速度，采用生根继代的方法进行繁殖，每年的繁殖速度
为2. 814. 6(几千万)株试管苗，这种繁殖速度完全可满足人们
栽培和研究的需求。
2. 8 试管苗的移栽和定植
移栽后观察表明，移栽后8 d可见成活并生长。移栽后
30 d统计证明：2次移栽的成活率分别为92. 3%和94. 7%。
定植30 d统计结果证明：2次定植的平均成活率为
99. 3%。观察表明，定植成活的试管苗前40 d生长缓慢，
后期生长速度加快，并保持了红莲子草的所有生物学性状。
对定植大连大西山水库边上越冬的试管苗连续进行3年
的观察，第1年越冬率为95. 6%；第2年越冬率为94. 9%；第3
年越冬率96. 1%。3年的越冬结果说明，通过红莲子草耐寒植
株愈伤组织冷冻处理所获得的试管苗，是获得了耐寒性状的
红莲子草无性系，这种耐寒试管苗在大连地区能正常越冬。
3 讨论
该研究是通过对愈伤组织冷冻处理而获得了抗冻无性
系。这种对愈伤组织进行筛选的方法具有筛选的数量巨大、
容易操作等其他筛选无法替代的特点，这为抗性植物的选
育探索出一条新途径。
该研究的分化培养中，在没有任何植物生长调节剂的
培养基上的愈伤组织分化的效果最理想。王琳等[7]在银粉背
蕨的研究中也观察到同样的现象。产生这种现象并不意味
这种愈伤组织的分化不需要植物生长调节剂，而是由于在
复冻后继代增殖培养愈伤组织的培养基中加入了较高浓度
的植物生长调节剂，分化培养时，愈伤组织中仍然残留着
一定浓度的生长调节剂；同时，在培养过程中，增殖培养
生长旺盛的愈伤组织自身也能合成一些植物生长调节剂。
这2种来源的生长调节剂的浓度已经达到了能使愈伤组织分
化的水平。所以，在分化培养的培养基中就不需要再加入
植物生长调节剂。
在该研究进行冷冻筛选的240块愈伤组织中，出现3个
未被冻死的细胞团。虽然这3个细胞团的直径仅为0. 1 cm
左右，但都是由数千个细胞组成的。实际上，这3个细胞团
是由3个耐冻细胞分裂形成的，其细胞团是在愈伤组织增殖
生长培养过程中分裂形成的。这3个耐冻细胞是在进行冷冻
处理前就已经发生了耐冻变异，在进行- 8℃冷冻处理时，
其他不耐冻细胞被冻死，而这3个耐冻细胞被筛选出来。这
3个耐冻细胞的耐冻适应性属于先期适应[8]。
参考文献：
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Study on Cold Resistance Clonal Selection of Alternanthera paronychioides
MING Yue LI Qi WANG Zhe XU Na JIANG Chang-yang
Abstract: In order to meet the people’s need of appreciately watch and realize artificial cultivation, tender stems of Alternanthera
paronychioides were used as material to research callus induction, low temperature treatment, freezing treatment, refreeze treatment,
callus differentiation, rooting and subculture, transplanting and field planting of test-tube seedlings, finally the clone of cold resis－
tance of Alternanthera paronychioldes was established. The results showed that MS+BA 0.4 mg/L+2, 4-D 1.0 mg/L+NAA 0.5 mg/L+
sucrose30 g/L was the optimum medium for callus induction and freezing resistance callus subculture; 1/2 MS+sucrose 30 g/L was the
optimum medium for refreezing callus differentiation; the optimum medium for rooting and subculture was N6+NAA 0.1 mg/L+IAA
0.4 mg/L+sucrose15 g/L. The test-tube seedlings which transplanted to reservoir shore could keep all biological traits and winter nor－
mally for three consecutive years.
Key words: Alternanthera paronychioides; tissue culture; cold resistance selection; clone
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