秋水仙素诱导香樟多倍体的研究

邓文+端木卜文+吴沐秀+余佳+韩浩章

摘 要：以萌发的香樟种子为试材，采用种子浸渍法，研究了不同浓度秋水仙素、不同处理时间对香樟多倍体诱导的影响。结果表明：0.1%～0.2%的秋水仙素水溶液浸泡处理种子36～48h，其多倍体的诱导率最高，死亡率相对较低。秋水仙素浓度越高，处理时间越长，香樟幼苗死亡率越高，试验共获得香樟多倍体植株67株。

关键词：秋水仙素；香樟；多倍体

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 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）为樟科（Lauraceae）樟属（Cinnamomum）常绿乔木，别名樟树、木樟、芳樟、番樟、樟木子、小叶樟，原产中国和日本，在我国属国家Ⅱ级保护树种。全世界樟科约有45属，2 000多种，我国约有20属，420种，43变种和5变型，自然分布于中国南部的湖南、湖北、浙江、江苏、安徽、江西、广西、福建、四川等省区，现亚洲东部、大洋洲和太平洋诸岛也都有分布[1]。香樟在园林绿化中通常作为行道树和孤植景观树种，因其绿荫面积大，具抗烟、抗二氧化硫、抗风沙和除尘能力强，具耐湿固土护堤功能，又是优良的风景林和防护林树种，经济价值极高，被广泛应用于建筑、化工、军工、工艺和医药等领域[2]。我国香樟的良种化水平极低，种内变异小，多数生长速度较慢、干形差，在分布区北部有轻度或重度冻害和盐碱双重危害，而香樟作为城市绿化树种，在树型、冠型、速生和抗性方面的良种选育研究至今鲜有报道。

1935年，Nilsson-Ehle首次报道了三倍体欧洲山杨，多倍体植物因其形态较大、抗逆性强等特点而倍受植物研究者的关注[3]。目前，自然多倍体种类已在树木的绝大多数科属中被发现，刺槐、云杉、毛白杨、按树、桑树、葡萄等树种通过人工的方式培育出了多倍体品种，其常用的人工培育方式是化学药剂处理，其中最有效且经常被采用的是秋水仙素[4]。为此，本研究以萌发的香樟种子为材料，采用秋水仙素处理，探索香樟染色体加倍技术，培育多倍体植株，对于我国长江流域及以南地区的生态治理、林种树种结构调整、丰富物种多样性、城乡园林绿化等具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料 香樟种子于2013年11月采自宿迁学院校园内正常生长的香樟成年树，剥去果皮，用草木灰拌种，清洗晾干，放于4℃冰箱中储存。

1.2 试验方法

1.2.1 材料处理方法 2014年8月取出种子，用50℃热水浸泡48h后，放入培养皿中，于恒温箱（30±2℃）中催芽，培养皿中垫一张滤纸，再用一张滤纸覆盖种子，催芽期间为防止种子发霉，每天用自来水冲洗，并保证培养皿中水不浸没种子。选择初露白色根尖，胚根长度约为lcm的萌发种子为试验材料，试验共设20个处理，每个处理100粒种子，置于培养皿中，并进行标记，分别用0.05%、0.1%、0.2%、0.3%的秋水仙素溶液处理，浸渍时间为24h、36h、48h、60h，以清水为对照，而后用自来水洗净播于育苗盘中，定期浇水，随时观察其生长发育情况并统计成活率。

1.2.2 多倍体鉴定 30d后对成活的香樟幼苗采用气孔指标来初步确定多倍体，选择叶片大、茎粗壮的植株测定气孔大小及气孔密度。气孔观察采用牛皮胶法，即配备适当浓度的牛皮胶液，将香樟叶片洗净后轻轻擦干，然后在叶片下表面均匀涂抹胶液，待胶液凝固后，轻轻剥离以粘取气孔，在显微镜下观察气孔大小，随机选取15个视野记录气孔数量，取平均值。对初步确定的多倍体的植株，参考张焕玲等[5]的染色体记数法略作改进，进行直接鉴定，统计结果以染色体计数为准。

1.2.3 统计分析 计算公式如下：多倍体诱导率（%）=（鉴定的多倍体植株数/正常萌发的总植株数）×100；死亡率（%）=（死亡的植株数/100）×100。

2 结果与分析

2.1 不同秋水仙素浓度对香樟多倍体诱导的影响 由图1可以看出，在0.05%～0.2%的秋水仙素浓度范围内，处理24～48h，香樟多倍体诱导率随着秋水仙素浓度的增加而呈现逐步上升趋势，其中以0.2%的秋水仙素溶液处理的效果最后，在处理24h、36h、48h的诱导率分别为10.34%、13.73%和15.91%。而在48～60h处理时间内，随着秋水仙素浓度的增加，香樟多倍体诱导率呈先升后降趋势，其中0.1%的秋水仙素处理效果最好，达到11.86%，而0.2%的秋水仙素处理效果则下降为11.11%；在0.2%～0.3%的秋水仙素浓度范围内处理时，0.3%的秋水仙素处理24h效果最好，达到12%，其余处理的诱导率均呈下降趋势，且处理时间越长，下降越快。由图1和图2可以看出，秋水仙素溶液浓度越高，萌发种子的畸形率也随着增加，0.3%的秋水仙素处理后，仅有6棵萌发，且存在畸形现象。

图1 不同浓度秋水仙素对香樟多倍体诱导率的影响

图2 不同浓度秋水仙素对香樟多倍体死亡率的影响

2.2 不同秋水仙素处理时间对香樟多倍体诱导的影响 由图3可以看出，在24～48h的秋水仙素处理时间范围内，0.05%～0.2%的秋水仙素浓度处理时，随着处理时间的延长，多倍体诱导率呈上升趋势，在处理48h时分别达到3.7%、11.11%和15.91%；用0.3%的秋水仙素浓度处理时，随着处理时间的延长，多倍体诱导率呈现下降的趋势，48h时诱导率下降到8.83%。在48～60h的秋水仙素处理时间范围内，0.05%～0.1%的秋水仙素浓度处理时，随着处理时间的延长，多倍体诱导率呈上升趋势，在处理60h时分别达到5.19%和11.86%；用0.2%～0.3%的秋水仙素浓度处理时，随着处理时间的延长，诱导率始终呈下降趋势，在处理60h时已下降到11.11%和0。由图2和图3可以看出，秋水仙素溶液浓度越高，处理时间越长，死亡率越高。

图3 不同秋水仙素处理时间对香樟多倍体诱导率的影响

3 结论与讨论

诱导植物多倍体的化学药剂通常采用秋水仙素，而影响秋水仙素诱导成功的因素主要有诱导材料、处理方法和药剂浓度，诱导材料一般要求是幼嫩器官或细胞分化能力较强的组织[4]。常用的秋水仙素处理方法主要有浸渍法、涂抹法、滴液法、注射法和药剂培养基法等[6]。种子萌发浸种法是木本植物常用的多倍体诱导方法[7]，许多研究者认为[7-9]，秋水仙素在一定的浓度范围、一定的时间范围内，其诱导效果与秋水仙素浓度和处理时间成正相关，但秋水仙素浓度过高，处理时间越长，反会使值物材料造成药害，引起植株畸形、生长不良甚至杀死植物材料。秋水仙素使用浓度的高低和处理时间的长短与植物材料的耐药性高低有关。国外常用的秋水仙素浓度为0.2%水溶液[4]，汪卫星等[8]以0.2%秋水仙素溶液处理番木瓜无菌苗72h，染色体加倍效果最好，诱导率高达36.7%。瞿素萍[9]等以香石竹带芽茎段为试验材料，选择0.05%的秋水仙素溶液，处理50h时的诱导率可达21.0%。张兴翠等[10]以花叶绿萝丛生芽为试验材料，用0.2%秋水仙素溶液处理24h，诱变率达14.0%。吴红芝等[11]以彩色马蹄莲的愈伤组织为试验材料，用0.05%秋水仙素溶液中处理24h后，转入分化培养基，诱导率高达52.0%。因此，筛选适宜的处理浓度和处理时（下转78页）（上接38页）间是植物多倍体诱导成功的关键。通过本试验结果来看，以萌发的香樟种子为材料进行多倍体诱导的秋水仙素适宜处理浓度为0.1%～0.2%，最适处理时间为36～48h，本试验共获得67株多倍体植株。另外，研究中也发现秋水仙素的浓度越高，有效处理时间则越短；用同一秋水仙素处理浓度时，处理时间越长，香樟种子的死亡率越高，萌发植株的畸形率增加，生长不良，也增加了多倍体鉴定的困难。

参考文献

[1]中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志：第31卷[M].北京：科学出版社，1982.

[2]韩浩章，王晓立，刘宇，等.香樟黄化病现状分析及其治理研究[J].北方园艺，2010，（13）：232-235.

[3]朱之梯，康向阳，张志毅.毛自杨天然三倍体选种研究[J].林业科学，1998，4（4）：22-30.

[4]罗晓丹，朱延林.秋水仙素在木本植物多倍体育种中的应用进展[J].林业实用技术，2009（3）：3-5.

[5]张焕玲，李俊红，李周岐.秋水仙素处理杜仲种子诱导多倍体的研究[J].西北林学院学报，2008，23（ 1）：78-81.

[6]宋平，王学凤，蔡明，等.秋水仙素诱导观赏植物多倍体研究进展[J].湖北农业科学，2009，48（6）：1510-1513.

[7]石雪晖，徐小万，杨国顺，等.秋水仙素对刺葡萄植株形态的影响[J].湖南农业大学学报（自然科学版），2008，34（6）：652-655.

[8]汪卫星，李春艳，向素琼，等.香木瓜四倍体的诱导及形态学分析[J].果树学报，2008，25（1）：115-118.

[9]瞿素萍，熊丽，莫锡君.香石竹的多倍体诱导及其变异研究[J].西南农业大学学报（自然科学版），2004，26（5）：609-612.

[10]张兴翠.花叶绿萝的多倍体诱导及快速繁殖[J].西南农业大学学报（自然科学版），2004，26（1）：58-60.

[11]吴红芝，张锡庆，郑思乡.彩色马蹄莲多倍体的诱导[J].园艺学报，2008，35（3）：443-446. （责编：张宏民）