秋水仙碱处理粗肋草丛生芽对其生长和诱变效应的影响
2022-06-09
粗肋草（Aglaonemaspp），又名亮丝草、广东万年青，为天南星科（Araceae）粗肋草属（AglaonemaSchott）多年生常绿草本植物[1]。粗肋草在国际上是极负盛名的室内观叶植物，其具有株型丰富、叶型繁多、高度耐阴、长势强壮、病虫害少等优点，近年来随着我国人民物质文化水平的提高，粗肋草品种受到了国人的青睐，走进了千家万户。
粗肋草品种大多不耐寒，温度低于12℃时容易出现明显冻害，过冬加温又存在能耗大、成本高的问题，严重影响了粗肋草产业的发展。而多倍体一般具有生长健壮、枝粗、叶厚、适应性强和抗逆性强等特点，在现代植物育种中得到了广泛的应用。迄今，我国尚无人工获得粗肋草多倍体的报道。本文旨在研究秋水仙碱处理对粗肋草丛生芽生长和诱变效应的影响，为建立粗肋草多倍体育种技术奠定基础。
1材料与方法
1.1材料取东莞市生物技术研究所资源圃中红霞粗肋草茎段（图1），诱导丛生芽，继代5代后，将稳定正常生长的丛生芽去顶作为材料进行诱变试验。
图1红霞粗肋草
1.2方法参照蒋洪恩、刘孟军的方法[2]，通过秋水仙碱混培法和浸泡法2种方法进行处理。混培法是将继代培养14d的丛生芽去顶，剩余约0.5cm左右，转接到含有0、0.1%、0.15%、0.2%、0.4%这5种不同秋水仙碱浓度的固体培养基上，分别共培养10d、20d、30d。浸泡法是将去顶的丛生芽转到含有0.1%、0.15%、0.2%、0.4%这4种不同浓度秋水仙碱的液体培养基中，在转速为90r/min的摇床上振荡培养1d、2d、3d。每个组合处理100株。处理后的丛生芽接种到不含秋水仙碱的继代培养基上培养2代（每代30d），接种时已褐变死亡的丛生芽不再转接。基本培养基成分为：MS+2-IP3.0mg/L+6-BA5.0mg/L+30g/L蔗糖。处理条件为温度（26±2）℃，光照时间16n/d，光照强度为15001x。
1.3处理材料的观察与比较处理后观察变异植株的形态特征，丛生芽继代2代后，统计致死率、变异率。将长有3～4片展叶的芽从基部切断，转到生根培养基上生根。生根培养基为1/2MS+2-IP2mg/L+IBA1mg/L+NAA0.1mg/L+20g/L蔗糖+7g/L琼脂，pH5.8。30d后，将生根3～4条，根长3cm左右的生根苗连瓶放在自然散射光的大棚内炼苗14d。然后洗净培养基，晾干苗上水分后种植在泥炭：珍珠岩=3∶1的基质上，于温室大棚中种植60d。将变异植株与对照一起放到最低温度为10℃，最高温度为15℃的人工气候箱中种植30d，观察变异植物的耐寒情况。
2结果与分析
2.1秋水仙碱处理对粗肋草丛生芽生长和诱变效应的影响经过秋水仙碱处理后，粗肋草丛生芽生长明显受到抑制，部分褐化，甚至死亡。混培法和浸泡法处理均能诱导粗肋草变异，变异植株在组培过程中表现出植株矮化、变粗，叶片卷曲、变厚，颜色变深的特征。
2种处理方法以浸泡法处理的变异率较高，结果如表1所示。随着秋水仙碱浓度和处理时间的增加，丛生芽致死率越来越高。而变异率并不与秋水仙碱浓度和处理时间呈简单正相关。在0.1%～0.15%浓度范围内，秋水仙碱浓度越高，诱变率越高；在相同秋水仙碱浓度下，处理时间越长，诱变率越高。0.15%浓度的秋水仙碱溶液振荡培养处理2d诱变率最高，达到16.2%。继续提高秋水仙碱浓度和处理时间，诱变率并不会提高，反而下降。未经秋水仙碱处理的丛生芽，未发现有明显变异，说明秋水仙碱能有效诱导粗肋草变异。
3讨论
本实验通过秋水仙碱浸泡法和混培法2种方法处理粗肋草去顶丛生芽，获得了变异植株，说明秋水仙碱处理方法在粗肋草多倍体育种中同样适用。通过比较发现，浸泡法比混培法诱变效率更高，且浸泡法时间周期较短，所以丛生芽浸泡法最适合用于粗肋草多倍体育种。
本实验发现，在一定范围内，随着秋水仙碱浓度和处理时间的增加，粗肋草变异率增加，这与张志胜、谢利等[3]结果相似，但与何琳、张洁等[4]结果相反。这说明不同植物秋水仙碱处理的表现并不尽相同，需要找到不同植物各自最佳处理浓度与时间。
秋水仙碱诱导的粗肋草变异植株耐寒性增强，与多倍体普遍存在的抗逆性增强特性相符，说明可通过秋水仙碱处理的方法诱导耐寒性的粗肋草新品种，但变异植物染色体数目和加倍频率还有待细胞学进一步鉴定。
参考文献
[1]吴征镒，李恒.中国植物志[M].北京：科学出版社，1979（13）：42-43.
[2]蒋洪恩，刘孟军.秋水仙碱诱导枣多倍体的研究[J].园艺学报，2004，31（5）：647-650.
[3]张志胜，谢利，萧爱兴，等.秋水仙素处理兰花原球茎对其生长和诱变效应的影响[J].核农学报，2005，19（1）：19-23.
[4]何林，张洁，郭启高，等.东方百合Tiber多倍体诱导及其快繁研究[J].西南农业大学学报：自然科学版，2006，28（6）：945-949.
粗肋草品种大多不耐寒，温度低于12℃时容易出现明显冻害，过冬加温又存在能耗大、成本高的问题，严重影响了粗肋草产业的发展。而多倍体一般具有生长健壮、枝粗、叶厚、适应性强和抗逆性强等特点，在现代植物育种中得到了广泛的应用。迄今，我国尚无人工获得粗肋草多倍体的报道。本文旨在研究秋水仙碱处理对粗肋草丛生芽生长和诱变效应的影响，为建立粗肋草多倍体育种技术奠定基础。
1材料与方法
1.1材料取东莞市生物技术研究所资源圃中红霞粗肋草茎段（图1），诱导丛生芽，继代5代后，将稳定正常生长的丛生芽去顶作为材料进行诱变试验。
图1红霞粗肋草
1.2方法参照蒋洪恩、刘孟军的方法[2]，通过秋水仙碱混培法和浸泡法2种方法进行处理。混培法是将继代培养14d的丛生芽去顶，剩余约0.5cm左右，转接到含有0、0.1%、0.15%、0.2%、0.4%这5种不同秋水仙碱浓度的固体培养基上，分别共培养10d、20d、30d。浸泡法是将去顶的丛生芽转到含有0.1%、0.15%、0.2%、0.4%这4种不同浓度秋水仙碱的液体培养基中，在转速为90r/min的摇床上振荡培养1d、2d、3d。每个组合处理100株。处理后的丛生芽接种到不含秋水仙碱的继代培养基上培养2代（每代30d），接种时已褐变死亡的丛生芽不再转接。基本培养基成分为：MS+2-IP3.0mg/L+6-BA5.0mg/L+30g/L蔗糖。处理条件为温度（26±2）℃，光照时间16n/d，光照强度为15001x。
1.3处理材料的观察与比较处理后观察变异植株的形态特征，丛生芽继代2代后，统计致死率、变异率。将长有3～4片展叶的芽从基部切断，转到生根培养基上生根。生根培养基为1/2MS+2-IP2mg/L+IBA1mg/L+NAA0.1mg/L+20g/L蔗糖+7g/L琼脂，pH5.8。30d后，将生根3～4条，根长3cm左右的生根苗连瓶放在自然散射光的大棚内炼苗14d。然后洗净培养基，晾干苗上水分后种植在泥炭：珍珠岩=3∶1的基质上，于温室大棚中种植60d。将变异植株与对照一起放到最低温度为10℃，最高温度为15℃的人工气候箱中种植30d，观察变异植物的耐寒情况。
2结果与分析
2.1秋水仙碱处理对粗肋草丛生芽生长和诱变效应的影响经过秋水仙碱处理后，粗肋草丛生芽生长明显受到抑制，部分褐化，甚至死亡。混培法和浸泡法处理均能诱导粗肋草变异，变异植株在组培过程中表现出植株矮化、变粗，叶片卷曲、变厚，颜色变深的特征。
2种处理方法以浸泡法处理的变异率较高，结果如表1所示。随着秋水仙碱浓度和处理时间的增加，丛生芽致死率越来越高。而变异率并不与秋水仙碱浓度和处理时间呈简单正相关。在0.1%～0.15%浓度范围内，秋水仙碱浓度越高，诱变率越高；在相同秋水仙碱浓度下，处理时间越长，诱变率越高。0.15%浓度的秋水仙碱溶液振荡培养处理2d诱变率最高，达到16.2%。继续提高秋水仙碱浓度和处理时间，诱变率并不会提高，反而下降。未经秋水仙碱处理的丛生芽，未发现有明显变异，说明秋水仙碱能有效诱导粗肋草变异。
3讨论
本实验通过秋水仙碱浸泡法和混培法2种方法处理粗肋草去顶丛生芽，获得了变异植株，说明秋水仙碱处理方法在粗肋草多倍体育种中同样适用。通过比较发现，浸泡法比混培法诱变效率更高，且浸泡法时间周期较短，所以丛生芽浸泡法最适合用于粗肋草多倍体育种。
本实验发现，在一定范围内，随着秋水仙碱浓度和处理时间的增加，粗肋草变异率增加，这与张志胜、谢利等[3]结果相似，但与何琳、张洁等[4]结果相反。这说明不同植物秋水仙碱处理的表现并不尽相同，需要找到不同植物各自最佳处理浓度与时间。
秋水仙碱诱导的粗肋草变异植株耐寒性增强，与多倍体普遍存在的抗逆性增强特性相符，说明可通过秋水仙碱处理的方法诱导耐寒性的粗肋草新品种，但变异植物染色体数目和加倍频率还有待细胞学进一步鉴定。
参考文献
[1]吴征镒，李恒.中国植物志[M].北京：科学出版社，1979（13）：42-43.
[2]蒋洪恩，刘孟军.秋水仙碱诱导枣多倍体的研究[J].园艺学报，2004，31（5）：647-650.
[3]张志胜，谢利，萧爱兴，等.秋水仙素处理兰花原球茎对其生长和诱变效应的影响[J].核农学报，2005，19（1）：19-23.
[4]何林，张洁，郭启高，等.东方百合Tiber多倍体诱导及其快繁研究[J].西南农业大学学报：自然科学版，2006，28（6）：945-949.