齊齊哈爾地區大青楊多倍體植株誘導試驗

摘 要：通過從對大青楊（Poplus ussuriensis）無性系葉芽用秋水仙堿誘導處理獲得的變異株進行的形態特征及染色體鑒定，證實所獲得的4個變異株均為多倍體，這些變異株在形態特征方面具有巨大性，苗期在高生長和地徑生長均表現突出，染色體鑒定證實其多倍性，具有巨大潛在的商業和生產應用價值。

關鍵詞：大青楊;多倍體誘導;葉面積;氣孔;染色體檢測

一、材料與方法

1.試驗材料

供試材料來源于經選優后已消除年齡及位置效應的12個大青楊無性系穗條。

2.試驗方法

（1）藥物處理方法。將穗條按無性系編號扦插于齊齊哈爾市愛華林場溫室中，每個無性系分為5組，每組50個穗條，做好標記。待葉芽破芽苞展開后，用棉球蘸事先已配制好的秋水仙堿液（其濃度分別為0.0%、0.1%、0.2%、0.5%、1.0%），按順序放于參試的無性系葉芽上，每天在棉球上滴藥3次，處理時間維持6d。

隨時觀察被處理的葉芽的反應及生長情況，并注意剔除未被處理或處理后葉芽死亡的穗條，在秋后，剪取枝條，保存，翌年按編號剪成穗條，扦插，觀察各系號形態，選擇形態巨大者，與未處理無性系在秋季苗木停止生長后，進行葉面積和氣孔輔助鑒定，對變異株在秋后取穗條與未處理無性系穗條經水培發根，取根作染色體鑒定。

（2）葉面積和氣孔輔助鑒定方法

①葉面積輔助鑒定方法：取供試苗木上，分上、中、下三個部位各取三片葉子，采用坐標方格量測葉面積。

②氣孔輔助鑒定方法：取供試苗木葉片，撕取葉背面的下表皮，放載玻片上，蓋上蓋玻片，在顯微鏡下觀察，同時用測微尺對氣孔的長、寬進行測量統計分析。

（3）染色體鑒定方法

①切取根尖，于200C浸入0.2%秋水仙堿液中，處理5h（最佳處理時間10-15：30）。

②固定：用卡諾固定液（甲醇：醋酸3：1）固定0.5h以上。

③酸解：用1NHCL在600C恒溫水浴中準確處理14min。

④醋酸地衣紅染色：用蒸溜水洗去HCL，放在載玻片上，滴一滴醋酸地衣紅染液，直到莖尖染為深紅色為適，用蓋玻片壓片。

⑤鏡檢、計數、拍照：選取染色體分散良好的細胞拍照，計數。

二、結果

通過近4a的誘導、選擇，從近6000個處理穗條中，從形態外觀上符合育種目標的單株僅4株，分別對它們進行了編號及進行了葉面積及氣孔輔助鑒定和染色體鑒定，證實其確為加倍植株，其形態特征描述如下：

1號變異株：葉大、前鈍，正面淺綠色，莖條節間長，葉片在莖上微下垂。

2號變異株：葉大、長橢園形，前鈍尖，正面深綠色，莖條節間短促，葉片下垂，覆蓋莖條。

3號變異株：葉大、厚、前鈍，正面深綠色，莖條粗壯、節間短促，葉片與莖成直角。

4號變異株：葉大、厚、有皺折、葉脈突出，正面深綠色，莖條節間長，葉片在莖上微下垂。

三、討論

1.關于誘導率低的原因探討

研究發現，大青楊葉芽的油脂較其它楊樹葉芽多得多，油脂呈黃色，對葉芽起保護作用，它給水溶性藥物處理帶來很大困難。1999年春，處理的葉芽是葉芽剛剛萌動，秋后調查，均未發現有變異株出現。我們改進處理方法，既處理時間改在葉芽破苞后，芽已完全開放時，處理起了作用，秋季調查，發現有4個變異株。統計分析，誘導變異率非常低。針對油脂問題，我們也曾采取用乙醚去脂后，再進行藥物處理的方法，但由于多次處理對芽傷害太大，造成葉芽生長畸形或死亡，未獲得滿意的變異株。

2.藥物處理濃度的選擇

研究發現，不同濃度的秋水仙堿對大青楊葉芽的誘導效率明顯不同，0.1%濃度的秋水仙堿，處理后葉芽均無反應，0.2%濃度的秋水仙堿，處理后，有部分葉芽變黑，后死亡（占48%），并產生部分變異株（占0.3～0.5%），0.5%濃度的秋水仙堿，處理后，大部分分芽發黑，后死亡，一部分未變黑，后葉死亡，1.0%濃度的秋水仙堿，處理后，芽幾乎全部變黑死亡。從整個實驗看，以0.2%濃度的秋水仙堿液對大青楊葉芽處理最為有效。

研究證明，這一系列濃度的秋水仙堿應當不至于造成芽的死亡，因而造成芽死亡的主要原因是，由于藥物處理是在圃地和溫室，棉球水份蒸發很快，同時還每天繼續滴加秋水仙堿液，它會造成秋水仙堿濃度急劇上升，對葉芽的毒害作用不斷加強;另一方面是由于陽光的作用，秋水仙堿不斷分解，毒素積累，會對葉芽產生毒害作用。毒害作用的累加，是造成葉芽死亡的主要原因。

3.變異株的輔助鑒定

研究證實，多倍體在形態特征方面具有巨大性，如葉片面積大、葉片厚及氣孔大等，因此，完全可以利用植株的上述形態特征，間接地對多倍體植株的倍性進行輔助鑒定。

（1）葉面積的統計分析。變異株葉片正面呈黑綠色，大而厚。變異株與對照在苗高、地徑、葉面積大小上差異均十分顯著，其中變異株-1表現的最為突出。

（2）氣孔長、寬的比較分析。從苗木相同部位葉子下表皮氣孔的長、寬進行顯微測量的結果顯示，變異株的氣孔均比對照大，且差異顯著。

4.變異株的染色體鑒定

從根尖制作的染色體片中，各觀察了30個細胞，確定了它們的染色體數目。鑒定結果表明，大青楊體細胞染色體數目2n=38。誘導的變異株體細胞染色體比較復雜，為具有各種染色體數量的混倍體，這與Casen在1970年用低濃度秋水仙堿液處理楊樹枝產生的是混倍體結論相同，比較鑒定結果認定誘導的4個變異株，1、2、3號為四倍體，4號為八倍體。

四、結語

在經秋水仙堿誘導大青楊染色體加倍群體中，共選擇出四個變異株，與對照相比在形態特征方面差異顯著，這些變異株在形態特征方面具有巨大性，苗期在高生長和地徑生長均表現十分突出，特別它是由選擇出的優良個體進一步加倍獲得，其遺傳增益是在優良個體遺傳基礎上的，可直接用于營林生產，同時，這些變異株具有潛在的巨大商業價值和生產應用價值。

作者簡介：戚匹儒（1973-）男，黑龍江克東籍，大學學歷，高級工程師，主要從事林業規劃設計、工程造林、林業工程管理與技術指導工作。