秋水仙素誘導香樟多倍體的研究

鄧文+端木卜文+吳沐秀+余佳+韓浩章

摘 要：以萌發的香樟種子為試材，采用種子浸漬法，研究了不同濃度秋水仙素、不同處理時間對香樟多倍體誘導的影響。結果表明：0.1%～0.2%的秋水仙素水溶液浸泡處理種子36～48h，其多倍體的誘導率最高，死亡率相對較低。秋水仙素濃度越高，處理時間越長，香樟幼苗死亡率越高，試驗共獲得香樟多倍體植株67株。

關鍵詞：秋水仙素；香樟；多倍體

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）09-37-03

Study on Induction of Polyploid Camphor with Colchicine

Deng Wen et al.

（The Second Department of Suqian College，Suqian 223800，China）

Abstract：Taking the germinated camphor seeds as test materials，using germinated seed soaking method， the effect of different concentration and processing time of colchicine on the polyploid induction of camphor were studied. The results showed that the highest polyploid induction rate happened when the germinated camphor seeds soaked 36～48h with 0.1%～0.2% of colchicine solution. The higher colchicine concentration and the longer the processing time，the camphor seedling mortality was higher，obtaining 67 polyploids camphor seedlings.

Key words：Colchicine；Camphor；Polyploidy

香樟（Cinnamomum camphora（L.）Presl）為樟科（Lauraceae）樟屬（Cinnamomum）常綠喬木，別名樟樹、木樟、芳樟、番樟、樟木子、小葉樟，原產中國和日本，在我國屬國家Ⅱ級保護樹種。全世界樟科約有45屬，2 000多種，我國約有20屬，420種，43變種和5變型，自然分布于中國南部的湖南、湖北、浙江、江蘇、安徽、江西、廣西、福建、四川等省區，現亞洲東部、大洋洲和太平洋諸島也都有分布[1]。香樟在園林綠化中通常作為行道樹和孤植景觀樹種，因其綠蔭面積大，具抗煙、抗二氧化硫、抗風沙和除塵能力強，具耐濕固土護堤功能，又是優良的風景林和防護林樹種，經濟價值極高，被廣泛應用于建筑、化工、軍工、工藝和醫藥等領域[2]。我國香樟的良種化水平極低，種內變異小，多數生長速度較慢、干形差，在分布區北部有輕度或重度凍害和鹽堿雙重危害，而香樟作為城市綠化樹種，在樹型、冠型、速生和抗性方面的良種選育研究至今鮮有報道。

1935年，Nilsson-Ehle首次報道了三倍體歐洲山楊，多倍體植物因其形態較大、抗逆性強等特點而倍受植物研究者的關注[3]。目前，自然多倍體種類已在樹木的絕大多數科屬中被發現，刺槐、云杉、毛白楊、按樹、桑樹、葡萄等樹種通過人工的方式培育出了多倍體品種，其常用的人工培育方式是化學藥劑處理，其中最有效且經常被采用的是秋水仙素[4]。為此，本研究以萌發的香樟種子為材料，采用秋水仙素處理，探索香樟染色體加倍技術，培育多倍體植株，對于我國長江流域及以南地區的生態治理、林種樹種結構調整、豐富物種多樣性、城鄉園林綠化等具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 香樟種子于2013年11月采自宿遷學院校園內正常生長的香樟成年樹，剝去果皮，用草木灰拌種，清洗晾干，放于4℃冰箱中儲存。

1.2 試驗方法

1.2.1 材料處理方法 2014年8月取出種子，用50℃熱水浸泡48h后，放入培養皿中，于恒溫箱（30±2℃）中催芽，培養皿中墊一張濾紙，再用一張濾紙覆蓋種子，催芽期間為防止種子發霉，每天用自來水沖洗，并保證培養皿中水不浸沒種子。選擇初露白色根尖，胚根長度約為lcm的萌發種子為試驗材料，試驗共設20個處理，每個處理100粒種子，置于培養皿中，并進行標記，分別用0.05%、0.1%、0.2%、0.3%的秋水仙素溶液處理，浸漬時間為24h、36h、48h、60h，以清水為對照，而后用自來水洗凈播于育苗盤中，定期澆水，隨時觀察其生長發育情況并統計成活率。

1.2.2 多倍體鑒定 30d后對成活的香樟幼苗采用氣孔指標來初步確定多倍體，選擇葉片大、莖粗壯的植株測定氣孔大小及氣孔密度。氣孔觀察采用牛皮膠法，即配備適當濃度的牛皮膠液，將香樟葉片洗凈后輕輕擦干，然后在葉片下表面均勻涂抹膠液，待膠液凝固后，輕輕剝離以粘取氣孔，在顯微鏡下觀察氣孔大小，隨機選取15個視野記錄氣孔數量，取平均值。對初步確定的多倍體的植株，參考張煥玲等[5]的染色體記數法略作改進，進行直接鑒定，統計結果以染色體計數為準。

1.2.3 統計分析 計算公式如下：多倍體誘導率（%）=（鑒定的多倍體植株數/正常萌發的總植株數）×100；死亡率（%）=（死亡的植株數/100）×100。

2 結果與分析

2.1 不同秋水仙素濃度對香樟多倍體誘導的影響 由圖1可以看出，在0.05%～0.2%的秋水仙素濃度范圍內，處理24～48h，香樟多倍體誘導率隨著秋水仙素濃度的增加而呈現逐步上升趨勢，其中以0.2%的秋水仙素溶液處理的效果最后，在處理24h、36h、48h的誘導率分別為10.34%、13.73%和15.91%。而在48～60h處理時間內，隨著秋水仙素濃度的增加，香樟多倍體誘導率呈先升后降趨勢，其中0.1%的秋水仙素處理效果最好，達到11.86%，而0.2%的秋水仙素處理效果則下降為11.11%；在0.2%～0.3%的秋水仙素濃度范圍內處理時，0.3%的秋水仙素處理24h效果最好，達到12%，其余處理的誘導率均呈下降趨勢，且處理時間越長，下降越快。由圖1和圖2可以看出，秋水仙素溶液濃度越高，萌發種子的畸形率也隨著增加，0.3%的秋水仙素處理后，僅有6棵萌發，且存在畸形現象。

圖1 不同濃度秋水仙素對香樟多倍體誘導率的影響

圖2 不同濃度秋水仙素對香樟多倍體死亡率的影響

2.2 不同秋水仙素處理時間對香樟多倍體誘導的影響 由圖3可以看出，在24～48h的秋水仙素處理時間范圍內，0.05%～0.2%的秋水仙素濃度處理時，隨著處理時間的延長，多倍體誘導率呈上升趨勢，在處理48h時分別達到3.7%、11.11%和15.91%；用0.3%的秋水仙素濃度處理時，隨著處理時間的延長，多倍體誘導率呈現下降的趨勢，48h時誘導率下降到8.83%。在48～60h的秋水仙素處理時間范圍內，0.05%～0.1%的秋水仙素濃度處理時，隨著處理時間的延長，多倍體誘導率呈上升趨勢，在處理60h時分別達到5.19%和11.86%；用0.2%～0.3%的秋水仙素濃度處理時，隨著處理時間的延長，誘導率始終呈下降趨勢，在處理60h時已下降到11.11%和0。由圖2和圖3可以看出，秋水仙素溶液濃度越高，處理時間越長，死亡率越高。

圖3 不同秋水仙素處理時間對香樟多倍體誘導率的影響

3 結論與討論

誘導植物多倍體的化學藥劑通常采用秋水仙素，而影響秋水仙素誘導成功的因素主要有誘導材料、處理方法和藥劑濃度，誘導材料一般要求是幼嫩器官或細胞分化能力較強的組織[4]。常用的秋水仙素處理方法主要有浸漬法、涂抹法、滴液法、注射法和藥劑培養基法等[6]。種子萌發浸種法是木本植物常用的多倍體誘導方法[7]，許多研究者認為[7-9]，秋水仙素在一定的濃度范圍、一定的時間范圍內，其誘導效果與秋水仙素濃度和處理時間成正相關，但秋水仙素濃度過高，處理時間越長，反會使值物材料造成藥害，引起植株畸形、生長不良甚至殺死植物材料。秋水仙素使用濃度的高低和處理時間的長短與植物材料的耐藥性高低有關。國外常用的秋水仙素濃度為0.2%水溶液[4]，汪衛星等[8]以0.2%秋水仙素溶液處理番木瓜無菌苗72h，染色體加倍效果最好，誘導率高達36.7%。瞿素萍[9]等以香石竹帶芽莖段為試驗材料，選擇0.05%的秋水仙素溶液，處理50h時的誘導率可達21.0%。張興翠等[10]以花葉綠蘿叢生芽為試驗材料，用0.2%秋水仙素溶液處理24h，誘變率達14.0%。吳紅芝等[11]以彩色馬蹄蓮的愈傷組織為試驗材料，用0.05%秋水仙素溶液中處理24h后，轉入分化培養基，誘導率高達52.0%。因此，篩選適宜的處理濃度和處理時（下轉78頁）（上接38頁）間是植物多倍體誘導成功的關鍵。通過本試驗結果來看，以萌發的香樟種子為材料進行多倍體誘導的秋水仙素適宜處理濃度為0.1%～0.2%，最適處理時間為36～48h，本試驗共獲得67株多倍體植株。另外，研究中也發現秋水仙素的濃度越高，有效處理時間則越短；用同一秋水仙素處理濃度時，處理時間越長，香樟種子的死亡率越高，萌發植株的畸形率增加，生長不良，也增加了多倍體鑒定的困難。

參考文獻

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[9]瞿素萍，熊麗，莫錫君.香石竹的多倍體誘導及其變異研究[J].西南農業大學學報（自然科學版），2004，26（5）：609-612.

[10]張興翠.花葉綠蘿的多倍體誘導及快速繁殖[J].西南農業大學學報（自然科學版），2004，26（1）：58-60.

[11]吳紅芝，張錫慶，鄭思鄉.彩色馬蹄蓮多倍體的誘導[J].園藝學報，2008，35（3）：443-446. （責編：張宏民）