秋水仙素對花生的誘導研究

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%）對花生種子進行不同時間（2h、4h、6h、8h、10h）的誘導處理，分析種子發芽率及生長速率受秋水仙素濃度和作用時間的影響，并對花生根尖細胞的倍性進行鑒定。結果表明：秋水仙素對花生種子的發芽率和生長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間的增加而遞增；誘導花生多倍體的最佳作用濃度和作用時間為0.01%秋水仙素處理4h或者0.02%秋水仙素處理2h。

關鍵詞：秋水仙素；花生；發芽率；生長速率

中圖分類號 S565 文獻標識碼 A 文章編號 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致細胞內含物增加，往往表現出形態增大、營養物質增加、抗逆性增強等特點[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用[2-4]。多倍體誘導常采用秋水仙素對植物種子或者生長點進行處理，處理效果因秋水仙素濃度、作用時間及植物種類、器官等而呈現差異，研究表明，經秋水仙素處理后，花生種子的誘導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），包括兩個染色體組[6]。本實驗用不同濃度的秋水仙素對花生種子進行了不同時間的誘導處理，通過倍性鑒定及種子發芽率、生長速率的差異，找出最佳秋水仙素處理濃度及作用時間，為今后花生的多倍體育種及優良花生品種的選育奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料及試劑 花生種子由中國農業科學院油料作物研究所惠贈；秋水仙素購自上海悠祥生化試劑有限公司；纖維素酶、果膠酶購自武漢市華順生物技術有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 多倍體誘導 通過種子浸漬法用秋水仙素溶液處理花生種子進行多倍體誘導。用不同濃度秋水仙素與不同浸漬時間處理結合，找出秋水仙素與花生的發芽率及生長速率之間的關系。秋水仙素濃度為0.2%、0.1%、0.02%、0.01%、0.002%，處理時間為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致花生胚根長到6cm。

1.2.2 生長特性比較 沙土培養7d后，記錄種子發芽率（樣本數30個），每7d測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芽率和生長速率。

1.2.3 花生根尖細胞倍性鑒定 由于花生染色體小且數目多，不易采用傳統染色體制片法數染色體數目進行倍性鑒定，此處采用單細胞DNA含量差異進行倍性鑒定。采用去壁低滲火焰干燥法[7]制作分散良好的花生根尖細胞裝片，將干燥后的細胞裝片進行染色固定，利用DNA含量自動檢測儀進行分析（武漢蘭丁醫學高科技有限公司），分別記錄裝片上單個細胞核DNA含量的數據，隨機選取20個樣本數據進行分析，比較不同濃度秋水仙素與不同浸漬時間處理的花生根尖細胞核DNA含量差異，通過定量測定各單個細胞內DNA含量來鑒定花生根尖細胞的倍性。

2 結果與分析

2.1 秋水仙素對花生發芽率的影響 秋水仙素的濃度和作用時間與發芽率之間的關系如圖1所示。由圖1可知：秋水仙素對花生發芽率有明顯的抑制作用，秋水仙素濃度越高，處理時間越長，發芽率越低，0.002%和0.01%濃度的秋水仙素對花生種子的發芽率影響較小；0.02%濃度的秋水隨著處理時間的延長，發芽率緩慢下降；0.1%和0.2%濃度的秋水仙素隨處理時間的延長，發芽率急劇下降。根據不同濃度秋水仙素隨著處理時間的延長對花生發芽率的影響，宜采用0.02%以下濃度秋水仙素處理花生種子，以免因種子發芽率過低而影響實驗結果。

2.2 秋水仙素對花生生長速率的影響 對于已發芽的花生植株生長至第四周時測量其株高，秋水仙素的濃度和作用時間與生長速率之間的關系如圖2。由圖2可知：秋水仙素濃度越高，處理時間越長，花生植株生長越緩慢，說明越水仙素能明顯抑制花生植株的生長。根據不同濃度秋水仙素隨著處理時間的延長對花生生長速率的影響，處理時間宜在6h以下。

2.3 DNA細胞自動檢測分析儀進行倍性鑒定 綜合秋水仙素濃度及處理時間對花生發芽率、生長速率的影響，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。對制備裝片后根尖單細胞的DNA含量進行掃描，掃描樣本數為20個單細胞。統計結果如表1所示。由表1可知：秋水仙素處理過的花生根尖細胞DNA含量明顯高于空白對照組，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胞DNA含量加倍。因此，秋水仙素處理花生種子使染色體數目加倍，最佳作用濃度和作用時間是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 結論

通過用不同濃度和不同作用時間的秋水仙素處理花生種子，結果表明：秋水仙素處理對花生種子的發芽率和生長速率有抑制作用，濃度超過0.02%，作用時間超過6h，發芽率在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花生生長速率的抑制作用都隨作用時間的延長而增加，為不影響花生植株的生長，處理時間不宜超過6h；秋水仙素處理花生種子使染色體數目加倍，最佳作用濃度和作用時間是0.01%秋水仙素處理4h或者0.02%秋水仙素處理2h。

參考文獻

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

[2]鐘程.有性多倍化不結球白菜四倍體種質的創制及利用[D].南京：南京農業大學，2011.

[3]施先鋒.西瓜多倍體誘導及倍性鑒定的研究[D].武漢：華中農業大學，2007.

[4]費希同，唐軍榮，周軍，等.中國楊樹多倍體誘導研究現狀[J].湖北農業科學，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，等.花生農藝性狀與產量的灰色關聯度分析[J].種子科技，2009（05）：31-33.

[7]虢國成，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，2008（02）：8-11.

（責編：張宏民）