药用植物多倍体诱导研究进展

在查阅国内外相关文献的基础上,概述了药用植物多倍体在应用方面的优势及鉴定方法,总结了染色体人工诱导加倍的常用方法,并提出了药用植物多倍体研究中亟需解决的问题。

半支莲多倍体诱导的初步研究及鉴定

采用不同浓度的秋水仙素溶液对半支莲植株不同部位组织进行诱变处理,并采用不同的方法对变异株进行鉴定。结果表明,对半支莲萌动种子,0.05%秋水仙素处理12h的变异率最大、为11%;对茎尖生长点,0.10%秋水仙素处理48h的变异率最大、为75%;对根尖,采用4%二甲亚砜与0.05%秋水仙素混合溶液处理8h和16h的变异率最大、为16.7%。可见,秋水仙素诱导半支莲茎尖的效果最好,其次为改良浸根法,萌动种子效果较差。形态学鉴定结果发现,变异株叶片明显变短、变宽,叶色浓绿,花径变大;解剖学鉴定结果表明,变异株气孔长度和宽度明显大于对照株,气孔数少于对照株,花粉直径也明显增大;分子生物学鉴定结果表明,采用流式细胞仪对初选的13株拟多倍体进行DNA含量分析,有11株产生了多倍体变异,总变异率达84.6%,其中四倍体7株、八倍体3株、嵌合体1株。

药用百合的多倍体诱导及快速繁殖

为改良现有的药用百合栽培品种,丰富遗传育种资源。在无菌条件下,将丛生芽浸入0.02%,0.05%,0.10%,0.25%,0.50%秋水仙碱水溶液中1～4d,然后转入MS+1mg·L-16-BA+0.5mg·L-1NAA中培养;或将浸透0.02%,0.05%,0.10%,0.25%秋水仙碱溶液的药棉嵌入已转入MS+1mg·L-16-BA+0.5mg·L-1NAA中的丛生芽上培养1～5d。结果是培养30d后,2种方法都诱导出了变异芽。通过根尖细胞染色体检测,变异芽为四倍体或嵌合体。结论为以浓度为0.1%的秋水仙碱溶液浸泡处理丛生芽3d效果最好,得到的变异芽75%为纯合的四倍体,其染色体数量由24(2n=2x=24)变为48(2n=4x=48)。

腋花杜鹃多倍体诱导和鉴定

为探究秋水仙素对腋花杜鹃的诱变效应,以增殖培养15 d的腋花杜鹃无菌幼苗为材料,通过浸泡处理诱导多倍体,并进行倍性鉴定。结果表明,0.15%秋水仙素浸泡24 h后去除茎尖,培养茎段,通过茎段侧芽及其基部愈伤组织分化的丛生芽分离变异株,得到的形态变异率最高,为32%。形态观察结合流式细胞仪鉴定发现,叶片肥厚、叶片畸形扭曲和茎段变粗3种形态变异类型具有大于50%的多倍体得率。气孔观测表明,二倍体气孔趋近于圆形,变异株气孔为椭圆形;变异株平均长直径和平均短直径显著大于二倍体,而气孔数却显著少于二倍体。最终流式细胞仪鉴定得到四倍体腋花杜鹃141株。本研究结果为杜鹃花培育倍性新品种提供了技术支持和理论依据。

东方百合Siberia多倍体诱导及其细胞学鉴定

本文以东方百合Siberia的试管苗为试验材料,研究了预培养时间、秋水仙素处理方法及浓度等因素对诱导试管苗多倍体的影响。研究结果表明:秋水仙素溶液直接浸泡较共培养法好,且以0.05%的浓度和浸泡48h为最佳组合,最终获得了18株四倍体试管苗。通过根尖染色体计数确定其为稳定的同源四倍体。显微观测气孔特征后发现:二倍体与四倍体植株的叶下表皮气孔密度及气孔保卫细胞长、宽差异均达到了极显著水平。

火龙果多倍体诱导体系的优化

【目的】探讨适宜的火龙果多倍体诱导技术体系,以期解决火龙果品种单一、遗传相对狭窄的问题。【方法】以2个主栽的火龙果品种‘大红’和‘白水晶’为材料,通过秋水仙素浸渍法和混培法进行多倍体的诱导,比较不同秋水仙素浓度和处理时间的组合后代变异率和死亡率。【结果】随着秋水仙素浓度升高和处理时间的延长,诱导率和死亡率增加;5 g·L^-1秋水仙素浸渍萌动种子24~48 h和50 mg·L^-1秋水仙素在培养基中与无菌苗共培养3~5 d多倍体诱导效率较高且死亡率适中,混培法30 d表型变异率高于浸渍法,死亡率低于浸渍法。变异株气孔密度和气孔长度分别为对照的81%和115%,变异株染色体数目包括2n=2X=22,2n=4X=44,2n=6X=66等几种不同类型,此外还存在非整倍体。流式细胞仪检测结果发现:5 g·L^-1秋水仙素浸渍萌动种子24 h多倍体和同源四倍体诱导效率最高;50 mg·L^-1秋水仙素在培养基中与无菌苗共培养5 d多倍体和同源四倍体诱导效率最高,混培法多倍体和同源四倍体诱导效率高于浸渍法。【结论】50 mg·L^-1秋水仙素与无菌苗混培养5 d能提高火龙果多倍体诱导效率,火龙果混培法多倍体和同源四倍体诱导效率高于浸渍法,无菌苗与50 mg·L^-1秋水仙素混培5 d是火龙果多倍体诱导的最佳组合,本实验为火龙果多倍体新种质创建奠定了技术基础。

红果肉苹果‘红脆甜’多倍体诱导研究

【目的】建立红果肉苹果多倍体诱导方法,创新红果肉苹果多倍体新种质资源。【方法】以红果肉苹果‘红脆甜’组培苗叶片和茎段为材料,用秋水仙素进行诱变处理,利用流式细胞仪和根尖染色体计数法对诱导植株进行倍性鉴定,并测定55 d苗龄‘红脆甜’二倍体与四倍体植株高度、叶片长度、叶片宽度,观察叶缘锯齿、叶片颜色等性状变化。【结果】200~350 mg·L^-1秋水仙素溶液震荡培养4 d适于红果肉苹果‘红脆甜’经叶片诱导再生植株的染色体加倍,可以获得稳定的四倍体植株,而以茎段诱导的再生植株可鉴定出混倍体,未能获得成功加倍的四倍体植株。55 d苗龄四倍体植株株高明显低于其对照二倍体植株,表现矮壮;叶片长度较叶片宽度变异明显,四倍体植株叶片长度明显变短,导致叶片形状发生显著变化;叶缘锯齿由二倍体的浅锯齿变为四倍体的深锯齿;叶片颜色由二倍体的浅绿色转为四倍体的深绿色。【结论】经叶片诱导再生植株染色体加倍的方法比经茎段诱导再生植株加倍的方法更适于红果肉苹果‘红脆甜’的多倍体诱导,‘红脆甜’四倍体植株较对照二倍体植株株高、叶片长度、叶色、叶缘锯齿等性状发生了显著变化。

连翘多倍体诱导与鉴定

以连翘籽苗为材料,采用秋水仙素溶液处理生长点的诱变,茎尖细胞染色体计数检测及流式细胞仪倍性鉴定等方法,研究了不同浓度秋水仙素对连翘的诱变效果。结果表明:0.2%的秋水仙素溶液处理连翘籽苗生长点72 h变异株率最高,达到58.3%,诱导效果最佳。经秋水仙素诱导后形成的多倍体植株叶片变宽变大,叶色变深,茎变粗且节距变大,气孔增大,单位叶面积气孔数目减少,保卫细胞叶绿体数明显增多。经茎尖细胞染色体计数检测,部分变异植株茎尖细胞染色体整倍体数目为2n=56条,而二倍体的染色体数目为2n=2x=28条,因此,部分变异植株(2n=4x=56)为四倍体。经流式细胞仪倍性分析验证,连翘四倍体体细胞DNA相对含量是二倍体的2倍。检测发现有少数个体为非整倍体变异。

南丹参离体快速繁殖与多倍体诱导

MS附加 6 BA 2 .0mg·L-1和IAA 0 .2mg·L-1的培养基上诱导南丹参丛生芽的频率最高 (达 10 0 % ) ,每一丛生芽数达 2 0～ 30个 ,移栽成活率 90 %。MS附加 6 BA 2 .0mg·L-1和 2 ,4 D 0 .2mg·L-1培养基上 ,叶缘及叶柄上长出绿芽或浅褐色愈伤组织 ,经多次继代仍具有分化植株能力。多倍体诱导以秋水仙碱 15mg·L-1处理愈伤组织和预培养 1周 ,处理时间 1周的叶片诱导效果较好 ,加倍率可达 33.33% ,且多数为整株加倍。加倍植株叶片较肥厚宽大、皱折增多、色深、根粗壮 ,气孔比二倍体明显增大 ,染色体数为 2 8～ 32条不等 。

不同浓度秋水仙素对贡蕉的多倍体诱导

本试验以贡蕉胚性细胞悬浮系、胚性愈伤组织和多芽体为试验材料,利用不同浓度的秋水仙素溶液对不同外植体材料进行不同时间的诱变处理,以期获得染色体加倍的植株。结果表明,试验所用的胚性悬浮细胞系、胚性愈伤组织和多芽体三种不同外植体对秋水仙素处理的敏感性都较高,出现了不同程度的死亡,以0.4%(w/v)浓度的秋水仙素溶液处理多芽体48h诱导效果较好,多芽体的死亡率达到45.83%,接近半致死率,诱变率为18.64%。通过染色体计数和气孔鉴定,获得62株纯合四倍体小苗。诱变获得的植株的染色体数目加倍,叶片气孔数量减少,体积增大。本次试验为香蕉多倍体诱变育种和新种质的创新提供了技术参考和相关依据。

利用组织培养技术进行红千层多倍体诱导

利用组织培养技术培育红千层无菌苗,并运用秋水仙碱诱导多倍体。结果表明:利用0.2％秋水仙碱处理无菌苗茎段15-20 d,从60个茎段中成功地诱导出了四倍体植株6株,其形态特征为叶色浓绿、叶片增厚、根系肥大等;据方差分析结果表明,四倍体与二倍体的叶长宽比差异显著;其体细胞染色体数目由2n=2x=22变为2n=4x=44。

野生紫斑百合多倍体诱导研究

【目的】对野生紫斑百合丛生芽进行多倍体诱导,以期获得多倍体新种质。【方法】以野外采集的野生紫斑百合为材料,以秋水仙素为诱变剂,分别采用浸泡法和混培法处理野生紫斑百合试管苗不定芽,比较分析不同处理方式、不同质量浓度及不同处理时间的秋水仙素对野生紫斑百合的诱变效果,并通过形态、气孔和细胞学观测鉴定变异植株。【结果】用浸泡法进行多倍体诱导,秋水仙素的最佳浓度为0.3%,最佳处理时间为12 h,变异率达到10.0%;用秋水仙素混培法进行染色体加倍的最佳浓度为0.7%,诱变率达到46.67%。通过鉴定,初步筛选出了野生紫斑百合的四倍体植株。【结论】秋水仙素的浸泡法和混培法均可诱导获得野生紫斑百合的多倍体,但以混培法诱导效果较好。

不同浓度秋水仙素对二倍体野生蕉的多倍体诱导

【目的】通过多倍体诱变育种获得香蕉新型育种资源,为栽培种三倍体香蕉进行种质创新提供参考。【方法】以二倍体野生蕉种子为材料,诱导种子萌发并产生胚性愈伤组织,利用不同浓度秋水仙素对愈伤组织进行不同时间的诱变处理。对获得的蕉苗进行多倍体筛选与鉴定。【结果】秋水仙素处理胚性愈伤组织后其敏感性较高,出现不同程度的死亡。0.2%(w/v)浓度的秋水仙素溶液处理10 d诱导效果较好,致死率为20.29%,诱变率为12.33%。通过染色体倍性检测,获得16株加倍成功的纯合四倍体小苗,诱变处理获得的纯合四倍体植株可以作为种质创新的中间材料。【结论】通过秋水仙素处理二倍体野生蕉胚性愈伤组织的方法,可有效进行多倍体的诱导,并获得加倍成功的四倍体,可作为抗病品种培育的重要种质创新材料。

卷叶贝母种子萌发和多倍体诱导研究

目的:改良卷叶贝母现有品种,增加其药用成分含量,丰富遗传育种资源。方法:本研究通过使用低温沙藏层积处理卷叶贝母种子,使其完成生理和形态后熟,再采用不同浓度的秋水仙素溶液对卷叶贝母种子进行不同时间的诱导处理。结果:经植物形态学和染色体数检测,诱导后的材料具有明显的多倍体特征。结论:卷叶贝母种子用30 mg/L的GA3处理32 h,再经沙藏70 d,其种子萌发率为67.0%;沙藏处理成熟后的种子用0.1%的秋水仙素溶液处理48 h,其多倍体诱导率为85.7%。

无籽刺梨多倍体诱导试验初报

采用育种技术对无籽刺梨进行多倍体诱导,以期获得无籽刺梨多倍体植株。以秋水仙素作为诱导剂,二倍体组培苗为材料,比较不同的预培养时间、处理时间及秋水仙素浓度对无籽刺梨染色体加倍的诱导效果。结果表明:无籽刺梨茎段在分化培养基上预培养1 d后,继而用含300 mg/L秋水仙素溶液浸泡处理12 h,再进行分化培养的诱导效果最佳,其诱导变异率达25.6%;无籽刺梨多倍性植株同质化培养的最佳次数为6次。对变异植株根尖细胞进行染色体计数后发现,部分变异植株的根尖细胞染色体为2n=4x=28,为四倍体。部分植株同时存在2n=2x=14和2n=4x=28两种倍性细胞,为嵌合体。

中国桔梗多倍体诱导与鉴定

在离体培养条件下,比较了不同浓度、不同处理时间的秋水仙素对中国桔梗(PlatycodongrandiflorusA.CD)进行染色体加倍的诱导效果。结果表明用含0.1%秋水仙素处理40h后诱导频率可达50%,诱导效果最佳。经秋水仙素诱导后形成的多倍体植株与原二倍体植株比较,在形态上,多倍植株叶片变宽变大,叶色变深,茎变粗且节距长,气孔增大而单位叶面积气孔数目减少。对变异植株进行细胞学研究发现,体细胞中期染色体数目为2n=4x=36,而原二倍体的染色体数目为2n=2x=18,基数x=9,因此,变异植株(2n=4x=36)为四倍体。前者的核型公式为2n=4x=14m+20sm+2st,核型属于2B;后者的核型公式为2n=2x=7m+10sm+1st,核型也属于2B。检测发现有少数个体有非整倍体变异。

萱草多倍体诱导及其鉴定

以萱草愈伤组织为试材进行了同源多倍体的诱导和鉴定研究。结果表明,采用浸泡法(用0.100%秋水仙素培养8 h)和混培法(用0.005%秋水仙素培养15 h)均可获得多倍体高诱导率,并成功地获得了四倍体萱草植株;用流式细胞仪进行萱草倍性鉴定,与根尖染色体鉴定结果一致;与二倍体萱草相比,四倍体植株矮小,茎基部较粗壮,叶片较宽,叶边呈不规则卷曲、褶皱,叶片气孔密度小,生长较缓慢,其染色体数(2n=4x=44)为二倍体植株的2倍(2n=2x=22)。结果建立了高效的萱草多倍体诱导体系。

野生碧玉兰多倍体诱导及鉴定

研究旨在培育云南野生碧玉兰新种质,丰富兰花种质资源。以云南野生碧玉兰种子无菌萌发的试管苗为材料,采用浸泡法,在无菌条件下用不同浓度的秋水仙素溶液对碧玉兰丛生芽进行多倍体诱导,结果表明:以0.04%的秋水仙素处理72h效果最好,诱导变异率达60%,死亡率为30%,变异试管苗形态上表现为叶片变宽、叶色加深、叶面粗糙、部分叶尖开叉并有双脉、植株矮壮,且生长缓慢;经细胞学检测,二倍体碧玉兰染色体数目为40(2n=2x=40),变异苗染色体数目大部分为80(2n=4x=80);四倍体叶表皮气孔变大,单位面积内气孔数明显减少;通过RAPD分析,结果显示二倍体和四倍体在带型上存在差异。

刚果12号桉离体组织的多倍体诱导

以刚果12号桉(Eucalyptus12ABL)下胚轴诱导出的愈伤组织及丛生芽为材料,采用浸渍法、点滴法、混培法等3种秋水仙碱处理法对其进行多倍体诱导。结果表明:在诱导愈伤组织时,浸渍法以处理时间为10h与药液处理浓度为7500mg/L、处理时间为22h与药液处理浓度为2500mg/L的2个组合变异率最高,达到40%,点滴法以药液处理浓度为2500mg/L变异率最高,达到42.9%;在诱导不定芽时,混培法以药液浓度为40mg/L处理10d的变异率最高,达到22.5%,点滴法以药液浓度为2500mg/L的处理变异率最高,达到26.7%。多倍体植株形态特征表现为叶片肥厚宽大,叶色浓绿,茎较粗壮、气孔较大且数目较少,其染色体数目变为2n=4X=44。

核桃多倍体诱导技术研究

以‘绿岭’核桃种子、1a生‘绿岭’核桃实生苗的新梢、5a生采穗圃的‘绿岭’核桃新梢为试材,通过不同浓度的秋水仙素和不同时间的处理对核桃进行多倍体诱导,并用流式细胞仪进行倍性鉴定。结果表明:幼苗茎尖浸润法、新梢掐茎尖浸润法、种仁浸泡法、胚浸泡法、刺激隐芽法、刺激腋芽法处理后变异率均为0%,幼苗掐茎尖浸润法处理后,1.0%的秋水仙素溶液处理8d的30株幼苗中有4株变异,变异率为13.3%。对叶片明显变大、变厚,叶色变深,叶片变皱的植株进行倍性鉴定表明,1株是四倍体,3株是混倍体。