秋水仙素對(duì)花生的誘導(dǎo)研究

梅輝 韋琴 付秀芹等

摘 要：研究用不同濃度的秋水仙素（0.002%、0.01%、0.02%、0.1%、0.2%）對(duì)花生種子進(jìn)行不同時(shí)間（2h、4h、6h、8h、10h）的誘導(dǎo)處理，分析種子發(fā)芽率及生長(zhǎng)速率受秋水仙素濃度和作用時(shí)間的影響，并對(duì)花生根尖細(xì)胞的倍性進(jìn)行鑒定。結(jié)果表明：秋水仙素對(duì)花生種子的發(fā)芽率和生長(zhǎng)速率有顯著的抑制作用，抑制作用隨秋水仙素濃度和作用時(shí)間的增加而遞增；誘導(dǎo)花生多倍體的最佳作用濃度和作用時(shí)間為0.01%秋水仙素處理4h或者0.02%秋水仙素處理2h。

關(guān)鍵詞：秋水仙素；花生；發(fā)芽率；生長(zhǎng)速率

中圖分類號(hào) S565 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2016）12-0036-02

Induction Effect of Colchicine on Peanut

Mei Hui1 et al.

（1Department of Bioscience and Biotechnology，Wuhan Institute of Bioengineering，Wuhan 430415，China）

Abstract：With different concentrations of colchicine（0.002%，0.01%，0.02%，0.1%，0.2%）on peanut seeds of different time（2h，4h，6h，8h，10h）treatment induced，analysed the effect of colchicine concentration and action time of germination rate and the growth rate of peanut seeds，and also the root tip cells were identified.The results showed that there was significant inhibitory effect of colchicine on germination ratio and growth rate of peanut，and the inhibition was increased by increasing the concentration and action time of colchicine.The optimal concentration and time of induction of polyploid peanut is 0.01%/4h or 0.02%/2h.

Key words：Colchicine；Peanut；Germination ratio；Growth rate

多倍體在植物界廣泛存在，多倍體植物由于染色體組加倍導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)含物增加，往往表現(xiàn)出形態(tài)增大、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)增加、抗逆性增強(qiáng)等特點(diǎn)[1]。多倍體育種是植物育種的重要方向，已在白菜、西瓜、楊樹等多種植物中廣泛應(yīng)用[2-4]。多倍體誘導(dǎo)常采用秋水仙素對(duì)植物種子或者生長(zhǎng)點(diǎn)進(jìn)行處理，處理效果因秋水仙素濃度、作用時(shí)間及植物種類、器官等而呈現(xiàn)差異，研究表明，經(jīng)秋水仙素處理后，花生種子的誘導(dǎo)率和存活率均顯著高于其它外植體[5]。花生栽培種為異源四倍體（2n=4x=40），包括兩個(gè)染色體組[6]。本實(shí)驗(yàn)用不同濃度的秋水仙素對(duì)花生種子進(jìn)行了不同時(shí)間的誘導(dǎo)處理，通過倍性鑒定及種子發(fā)芽率、生長(zhǎng)速率的差異，找出最佳秋水仙素處理濃度及作用時(shí)間，為今后花生的多倍體育種及優(yōu)良花生品種的選育奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑 花生種子由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所惠贈(zèng)；秋水仙素購(gòu)自上海悠祥生化試劑有限公司；纖維素酶、果膠酶購(gòu)自武漢市華順生物技術(shù)有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 多倍體誘導(dǎo) 通過種子浸漬法用秋水仙素溶液處理花生種子進(jìn)行多倍體誘導(dǎo)。用不同濃度秋水仙素與不同浸漬時(shí)間處理結(jié)合，找出秋水仙素與花生的發(fā)芽率及生長(zhǎng)速率之間的關(guān)系。秋水仙素濃度為0.2%、0.1%、0.02%、0.01%、0.002%，處理時(shí)間為2h、4h、6h、8h、10h，秋水仙素溶液量浸泡種子即可，然后清水清洗后沙土培養(yǎng)致花生胚根長(zhǎng)到6cm。

1.2.2 生長(zhǎng)特性比較 沙土培養(yǎng)7d后，記錄種子發(fā)芽率（樣本數(shù)30個(gè)），每7d測(cè)量一次根部至頂端的高度，記錄到第四周截止，比較不同處理組花生的發(fā)芽率和生長(zhǎng)速率。

1.2.3 花生根尖細(xì)胞倍性鑒定 由于花生染色體小且數(shù)目多，不易采用傳統(tǒng)染色體制片法數(shù)染色體數(shù)目進(jìn)行倍性鑒定，此處采用單細(xì)胞DNA含量差異進(jìn)行倍性鑒定。采用去壁低滲火焰干燥法[7]制作分散良好的花生根尖細(xì)胞裝片，將干燥后的細(xì)胞裝片進(jìn)行染色固定，利用DNA含量自動(dòng)檢測(cè)儀進(jìn)行分析（武漢蘭丁醫(yī)學(xué)高科技有限公司），分別記錄裝片上單個(gè)細(xì)胞核DNA含量的數(shù)據(jù)，隨機(jī)選取20個(gè)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，比較不同濃度秋水仙素與不同浸漬時(shí)間處理的花生根尖細(xì)胞核DNA含量差異，通過定量測(cè)定各單個(gè)細(xì)胞內(nèi)DNA含量來鑒定花生根尖細(xì)胞的倍性。

2 結(jié)果與分析

2.1 秋水仙素對(duì)花生發(fā)芽率的影響 秋水仙素的濃度和作用時(shí)間與發(fā)芽率之間的關(guān)系如圖1所示。由圖1可知：秋水仙素對(duì)花生發(fā)芽率有明顯的抑制作用，秋水仙素濃度越高，處理時(shí)間越長(zhǎng)，發(fā)芽率越低，0.002%和0.01%濃度的秋水仙素對(duì)花生種子的發(fā)芽率影響較??；0.02%濃度的秋水隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)芽率緩慢下降；0.1%和0.2%濃度的秋水仙素隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)芽率急劇下降。根據(jù)不同濃度秋水仙素隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)花生發(fā)芽率的影響，宜采用0.02%以下濃度秋水仙素處理花生種子，以免因種子發(fā)芽率過低而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.2 秋水仙素對(duì)花生生長(zhǎng)速率的影響 對(duì)于已發(fā)芽的花生植株生長(zhǎng)至第四周時(shí)測(cè)量其株高，秋水仙素的濃度和作用時(shí)間與生長(zhǎng)速率之間的關(guān)系如圖2。由圖2可知：秋水仙素濃度越高，處理時(shí)間越長(zhǎng)，花生植株生長(zhǎng)越緩慢，說明越水仙素能明顯抑制花生植株的生長(zhǎng)。根據(jù)不同濃度秋水仙素隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)花生生長(zhǎng)速率的影響，處理時(shí)間宜在6h以下。

2.3 DNA細(xì)胞自動(dòng)檢測(cè)分析儀進(jìn)行倍性鑒定 綜合秋水仙素濃度及處理時(shí)間對(duì)花生發(fā)芽率、生長(zhǎng)速率的影響，分別采用0.002%、0.01%和0.02%濃度的秋水仙素處理花生種子2h、4h和6h。對(duì)制備裝片后根尖單細(xì)胞的DNA含量進(jìn)行掃描，掃描樣本數(shù)為20個(gè)單細(xì)胞。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示。由表1可知：秋水仙素處理過的花生根尖細(xì)胞DNA含量明顯高于空白對(duì)照組，0.01%濃度秋水仙素處理4h或者0.02%濃度秋水仙素處理2h即能使花生根尖單細(xì)胞DNA含量加倍。因此，秋水仙素處理花生種子使染色體數(shù)目加倍，最佳作用濃度和作用時(shí)間是0.01%濃度秋水仙素處理4h或者0.02%濃度秋水仙素處理2h。

3 結(jié)論

通過用不同濃度和不同作用時(shí)間的秋水仙素處理花生種子，結(jié)果表明：秋水仙素處理對(duì)花生種子的發(fā)芽率和生長(zhǎng)速率有抑制作用，濃度超過0.02%，作用時(shí)間超過6h，發(fā)芽率在50%以下，因此處理花生種子的秋水仙素濃度不宜超過0.02%；不同濃度的秋水仙素對(duì)花生生長(zhǎng)速率的抑制作用都隨作用時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，為不影響花生植株的生長(zhǎng)，處理時(shí)間不宜超過6h；秋水仙素處理花生種子使染色體數(shù)目加倍，最佳作用濃度和作用時(shí)間是0.01%秋水仙素處理4h或者0.02%秋水仙素處理2h。

參考文獻(xiàn)

[1]陶抵輝.植物多倍體的研究與應(yīng)用[J].生物技術(shù)通報(bào)，2010（7）：22-27.

[2]鐘程.有性多倍化不結(jié)球白菜四倍體種質(zhì)的創(chuàng)制及利用[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2011.

[3]施先鋒.西瓜多倍體誘導(dǎo)及倍性鑒定的研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[4]費(fèi)希同，唐軍榮，周軍，等.中國(guó)楊樹多倍體誘導(dǎo)研究現(xiàn)狀[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，53（18）：4252-4256.

[5]Aina O，Quesenberry K，Gallo M.In vitro induction of tetraploids in Arachis paraguariensis[J].Plant Cell，Tissue and Organ Culture，2012，111（2）：231-238.

[6]金建猛，谷建中，劉向陽(yáng)，等.花生農(nóng)藝性狀與產(chǎn)量的灰色關(guān)聯(lián)度分析[J].種子科技，2009（05）：31-33.

[7]虢國(guó)成，向洋.大麥和玉米染色體去壁低滲法制片及其核型分析[J].大麥與谷類科學(xué)，2008（02）：8-11.

（責(zé)編：張宏民）