全 文 ：秋水仙素对二棱大麦农艺性状诱变效果的初步研究
张秋英 , 叶定生 , 张绍南 , 金美玉 , 张元昌
(福建省农业科学院稻麦研究所 , 福建　福州　 350019)
收稿日期: 1999- 11- 08初稿 ; 2000- 03- 08修改稿
作者简介: 张秋英 ( 1955- ) , 女 , 副研究员 , 从事大小麦育种研究。
摘　要: 切离处于分蘖盛期二棱皮大麦 (浙皮 1号、 申麦 1号、 莆 6008、 闽麦 02) 植株的各个分
蘖 , 将其基部浸泡于 0. 04%的秋水仙素溶液中 24 h ,可诱发产生大量性状变异。在 M2代 , 对 5个
性状的考察结果显示 , 4个品种 (系 ) 处理的株高、 主穗长、 千粒重均产生显著到极显著的变异 ;
主穗粒数和单株有效穗数 , 有 3个品种 (系 ) 处理产生显著到极显著的变异。选择结果表明 , 这
些变异在 M 1代可进行有效选择 , 有些变异在 M 2代就可趋于稳定。
关键词: 秋水仙素 ; 二棱大麦 ; 诱发变异 ; 性状选择
中图分类号: S 512. 303. 52 文献标识码: A
Induction ef fects of colchicine on agronomic characters of two-rowed barley
ZHAN G Qiu-ying , YE Ding-sheng , ZHAN G Shao-nan, JIN Mei-yu, ZHANG Yuan-chang
( Institute of Rice and Wheat , Academy of Fujian Agricultural Sciences,
Fuzhou　 350019, China)
Abstract: The tiller s w ere cut o ff at the vig o rous tillering stag e o f 4 tw o-row ed ba rley varieties and
their base were soaked in 0. 04% colchicine solutinon for 24 h , and a la rge number s of v aluable
va ria tions w ere induced. Among 5 cha racter s had been investig ated in M2 , plant height, ear leng th
and 1000-g rain w eigh t show ed significant v ariations in four trea ted va rie ties, g rains per ea r and
ear s per plant show ed significant v ariations in 3 va rieties. These induced va ria tions could be
selected in M1 . Some o f them could stabilize early in M2.
Key words: Co lchicine; Two-row ed ba rley; Induced variation; Char acter selection
突变是遗传变异的根本来源 , 对遗传、 育种和进化都具有重要意义。诱发突变率为自然
突变率的 100～ 1 000倍 , 诱变育种是其它育种技术难以取代的 [1, 2 ]。自 60年代以来 , 作物的
辐射诱变育种取得了举世瞩目的成绩 , 培育出了大量的新品种和优良品种资源 , 对作物的增
产增收作出了巨大的贡献。 化学诱变育种的起步略滞后于幅射诱变 , 其成效却远远不如辐射
育种 [2, 3 ]。其原因可能在于尚未找到较有效的化学药剂和使用方法。前人的研究发现 , 化学药
剂与辐射所产生的突变谱存在明显的差异 [3, 4 ]。化学与辐射所诱发的遗传变异类型不同 ,且化
学诱变较之辐射诱变具有设备简单、 操作方便、 可随时随地进行等优点。因此 , 我们在利用
秋水仙素诱发大麦染色体倍性变异的研究过程中发现 , 秋水仙素可诱发大麦许多性状发生变
异 , 我们曾从 M1代中选得一变异株 , 在 M2代就基本稳定。经鉴定、 扩繁 , 很快在生产上示
福建农业学报 15( 2): 8～ 12, 2000
Fujian Journal of A gricultural Sciences
文章编号: 1008- 0384 ( 2000) 02- 0008- 05
范推广 ,并于 1994年通过福建省品种审定 ,取名闽诱 3号 [ 5, 6]。为进一步验证秋水仙素对二棱
皮大麦的诱变效果 , 设计了本试验。
1　材料与方法
1. 1　材料　选择在我省的气候条件下均表现稳定的品种 (系 ) 4个 , 分别为浙皮 1号 (浙江
省农科院选育 ) , 申麦 1号 (上海市农科院选育 ) , 莆 6008 (莆田市农科所选育 ) 和闽麦 02
(本单位选育 )。秋水仙碱为上海化学试剂采购供应站试剂厂生产 , 粉末状 , 含量> 98%。
1. 2　方法　在处理前 1 d , 称取秋水仙碱 0. 2 g , 溶于 50 ml的清水中 , 配制成 0. 04%的秋
水仙素溶液。
稀播各供试品种的种子 , 管好水肥 , 促进分蘖大量发生。当大麦进入分蘖盛期时 , 挖取
麦株 , 洗尽泥土 , 用刀片从分蘖节处切离各个分蘖 , 形成多个蘖株。剪去太长的部分根和叶。
每品种均留一蘖株 , 用清水处理作对照 ( CK) , 其余的蘖株均将基部浸泡在配制的溶液中 , 经
24 h后取出 ,用清水冲洗 15 min,然后栽植于网室中 ( M0 )。成熟时 ,按不同品种 ,不同蘖株 ,
不同单穗分别收获 , 下一年度每个穗种一行 ( M1 ) , 且每隔 10行播一行 CK, 便于比较选择。
M1成熟时 , 除了表现明显四倍体特征的植株另选或不选外 , 其余表现与 CK有差异的麦株均
选留下来。 再度播种时 , 选留的 M1每单株随机取 40粒 , 种成株系行 ( M2 ) , 并再设对照
( CK) 。 M2成熟时 , 将中选的株系及 CK行全部收回 , 分别随机取样 30株 , 考察单株有效穗
数 , 平均穗粒数和千粒重以及主穗的株高、 穗长。采用方差分析法比较中选株系与 CK, 株系与株系
之间的差异 , 并结合变异系数分析 , 比较分析中选株系的性状稳定性。
2　结果与分析
2. 1　各品种 (系 ) 的处理情况和中选结果　浙皮 1号 , 挖取 1株 , 分切成 7个蘖株 , 留 1蘖
株作对照 , 药剂处理 6个蘖株 ; M0收获 5个蘖株 ( 1蘖株死亡 ) , 38个单穗 ; M1形成 38个穗
行 , 950个单株 , 收获时中选 20个单株 , 中选率为 2. 11% ; M2形成 20个株系 , 中选 7个株
系 , 中选率为 35. 00% 。 M1和 M2总中选率为 0. 74% ( 2. 11%× 35. 00% )。 其它 3个品种
(系 ) 处理的情况见表 1, M1和 M2的中选结果见表 2。
表 1　 M0处理结果情况
Table 1　 Treat ing results of M0
品种名称 处理株数 处理蘖株 死亡蘖株 收获蘖株 收获单穗
浙皮 1号 1 6 1 5 38
申麦 1号 1 4 0 4 16
莆 6008 1 6 2 4 40
闽麦 02 1 6 1 5 35
2. 2　中选株系变异情况的方差分析　试验获得的资料经方差分析 ( F测验 )结果表明 , 考察
的 5个农艺性状 , 株高和千粒重在 4个品种处理中的变异均达到了极显著水平 ; 主穗长的变
异除申麦 1号处理为显著外 , 其它 3个品种处理均为极显著 ; 单株穗数和穗粒数的变异 , 除
9第 2期 张秋英等: 秋水仙素对二棱大麦农艺性状诱变效果的初步研究
申麦 1号处理不显著外 , 其它 3个品种 (系 ) 处理也均达到了显著或极显著水平 (表 3)。可
见变异是真实的 , 且类型丰富。
表 2　 M 1和 M 2的中选情况
Table 2　 Selection results of M1 and M2
品种名称 M1 (株 ) M 2(株系 )种植 中选 中选率 (% ) 种植 中选 中选率 (% )
总中选率
(% )
浙皮 1号 950 20 2. 11 20 7 35. 00 0. 74
申麦 1号 352 15 4. 26 15 5 33. 33 1. 42
莆 6008 1000 24 2. 40 24 9 37. 50 0. 90
闽麦 02 770 18 2. 34 18 7 38. 89 0. 91
表 3　 M2中选株系的变异情况
Table 3　 Character variations of selected lines in M2
性　状
浙皮 1号
( V1= 7, V2= 232;
F0. 05= 2. 05,
F0. 01= 2. 73)
申麦 1号
(V 1= 5, V 2= 174;
F0. 05= 2. 27,
F0. 01= 3. 13)
莆 6008
( V1= 9, V2= 290;
F0. 05= 1. 91,
F0. 01= 2. 48)
闽麦 02
(V 1= 7, V 2= 230;
F0. 05= 2. 05,
F0. 01= 2. 73)
株　高 138. 20* * 14. 69* * 21. 35* * 33. 62* *
主穗长 22. 38* * 2. 68* 12. 50* * 9. 35* *
穗粒数 10. 42* * 0. 72 2. 21* 6. 75* *
千粒重 3. 99* * 6. 44* * 9. 74* * 3. 76* *
单株穗数 3. 65* * 1. 28 3. 84* * 6. 22* *
　　注: V 1示株系自由度 ,V 2示误差 (株系内 )自由度。
2. 3　中选株系间的差异比较　采用最小显著极差法 ( LSR ) , 测得各品种处理的 M2中选株系
间的差异结果 (表 4)。
2. 4　中选株系的群体整齐度　群体性状的变异系数 , 可以衡量品种群体性状的整齐度。在本
试验中所采用的原品种 (系 ) 都是经过多年观察 , 确认其群体是稳定的 , 因此其群体的变异
系数可作为参数指标与中选株系进行比较。将试验获得的中选株系 5个性状的变异系数列于
表 5。与相应原品种 ( CK)比较发现 ,在 4个品种处理中 , 皆有不少株系的变异系数低于 CK。
如浙皮 1号处理株高的变异系数 ,株系浙 676为 2. 36%、 浙 708为 3. 17% 、浙 680为 3. 41% ,
皆比原品种浙皮 1号 ( CK1 )低 ;穗长和穗粒数的变异系数皆比 CK1低的株系有浙 676、浙 680、
浙 696等 ; 千粒重的变异系数比 CK1低的株系有浙 686、 浙 710和浙 696等。表明这些株系有
的性状已较整齐一致 , 趋于稳定。 有部分株系的性状还有分离 , 可作进一步选择。
3　讨　论
从试验产生的大量变异结果表明 , 本试验所采用的处理技术是可行的。 以往常采用的处
理材料多为种子、 幼苗等 , 即使选用较大的植株 , 一般也都忽略了采用分蘖较多的植株 , 并
采用切离分蘖 ,造成蘖株间生育进程梯度的做法。然而 ,作物不同生长发育时期对药剂的敏感
性是不一样的。从我们多次的预备试验中发现 , 选择分蘖多的材料要比分蘖少的材料诱变效
10 福建农业学报 第 15卷
果好。 这可能就是因为分蘖多的材料所形成的生长发育梯度大 , 对同样的药剂能产生较多样
的诱发效应的结果。
表 4　 M2中选株系间的差异比较
Table 4　 Dif ferences of the lines selected from M2
株系
平均
株高
( cm)
差异显著性
0. 05 0. 01
株系
平均
主穗长
( cm )
差异显著性
0. 05 0. 01
株系
平均
穗粒数
(粒 )
差异显著性
0. 05 0. 01
株系
平均
千粒重
( g )
差异显著性
0. 05 0. 01
株系
平均
单株
穗数
差异显著性
0. 05 0. 01
浙 708 101. 77 a A 浙 686 7. 62 a A CK1 31. 19 a A 浙 680 38. 50 a A 浙 706 5. 20 a A
浙 696 97. 33 b B CK1 7. 55 ab A 浙 710 30. 65 ab AB 浙 676 37. 70 ab AB 浙 696 4. 67 ab AB
浙 680 96. 57 b B 浙 696 7. 46 ab A 浙 706 30. 25 abc ABC 浙 696 37. 62 ab AB 浙 680 4. 60 ab ABC
浙 686 95. 77 b BC 浙 710 7. 45 ab A 浙 696 29. 75 bcd BC 浙 708 37. 62 ab AB CK1 4. 60 ab ABC
浙 676 93. 50 c C 浙 676 7. 40 b A 浙 680 29. 45 bcd BC 浙 686 36. 72 abc ABC 浙 686 4. 50 b ABC
浙 710 86. 77 d D 浙 680 7. 36 b B 浙 686 29. 13 cd BC 浙 706 35. 90 bc BC 浙 710 4. 43 b ABC
CK1 86. 73 d D 浙 706 7. 13 c B 浙 676 28. 80 d C 浙 710 35. 74 c BC 浙 708 4. 10 bc BC
浙 706 79. 97 e E 浙 708 6. 63 d C 浙 708 26. 94 e D CK1 35. 00 c C 浙 676 3. 73 c C
闽 34 89. 17 a A 闽 34 7. 11 a A 闽 66 26. 43 a A 闽 24 47. 24 a A 闽 34 6. 00 a A
CK2 87. 60 ab AB 闽 24 6. 99 a AB 闽 34 25. 95 ab A 闽 10 47. 84 a A 闽 10 5. 60 a A
闽 42 86. 23 bc BC 闽 78 6. 79 b BC 闽 68 25. 48 ab AB 闽 34 47. 52 a A 闽 24 5. 30 a AB
闽 24 85. 70 c BC 闽 68 6. 74 b C 闽 78 25. 46 ab AB 闽 66 47. 41 a A CK2 5. 20 ab AB
闽 10 85. 13 c C CK2 6. 70 b C 闽 24 24. 99 bc AB 闽 68 47. 14 a A 闽 42 5. 13 ab AB
闽 68 80. 70 d D 闽 10 6. 67 b C CK2 24. 12 cd BC CK2 47. 00 a A 闽 68 4. 30 bc BC
闽 66 80. 63 d D 闽 42 6. 65 b C 闽 42 24. 03 cd BC 闽 78 46. 45 a AB 闽 66 3. 90 c C
闽 78 79. 93 d D 闽 66 6. 59 c C 闽 10 23. 11 d C 闽 42 44. 60 b B 闽 78 3. 90 c C
申 821 112. 80 a A 申 799 10. 76 a A 申 821 48. 23 a A
申 801 111. 23 ab A 申 801 10. 73 ab A CK3 47. 45 a A
申 799 111. 23 ab A 申 821 10. 47 abc A 申 799 47. 38 a A
申 809 110. 43 b A CK3 10. 45 abc A 申 809 46. 83 a AB
申 793 106. 27 c B 申 793 10. 26 c A 申 793 44. 96 b BC
CK3 105. 56 c B 申 809 10. 26 c A 申 801 44. 75 b BC
莆 877 106. 23 a A 莆 891 7. 47 a A 莆 877 28. 43 a A 莆 905 40. 57 a A 莆 891 4. 80 a A
莆 891 105. 63 a AB 莆 907 7. 43 a A 莆 879 28. 28 a A 莆 891 40. 39 a AB 莆 909 4. 70 a A
莆 905 105. 30 ab AB 莆 877 7. 36 ab AB 莆 907 28. 13 ab AB 莆 877 40. 11 a ABC 莆 907 4. 57 ab A
莆 899 103. 43 bc ABC莆 899 7. 32 abc AB 莆 891 28. 10 ab AB 莆 879 40. 03 a ABC 莆 877 4. 40 ab A
莆 879 103. 17 bcd BC 莆 905 7. 25 bc ABC 莆 865 27. 10 abc AB 莆 907 39. 61 ab ABC 莆 905 4. 37 ab A
莆 907 102. 90 cd BCD 莆 879 7. 91 cd BC 莆 899 27. 56 abc AB 莆 909 39. 47 ab ABC 莆 899 4. 37 ab A
莆 865 101. 17 de CDE莆 865 7. 09 de CD 莆 905 27. 56 abc AB 莆 899 38. 12 bc ABC 莆 893 4. 10 bc AB
莆 893 100. 17 e DE 莆 909 6. 95 e D CK4 27. 22 abc AB 莆 893 37. 94 bc BC 莆 879 4. 07 bc AB
莆 909 99. 70 e E CK4 6. 94 e D 莆 893 26. 94 bc AB 莆 865 37. 59 c C 莆 865 4. 07 bc AB
CK4 95. 00 f F 莆 893 6. 93 e D 莆 909 26. 26 c B CK4 33. 93 d D CK4 3. 60 c B
　　注: CK1示浙皮 1号 , CK2示闽麦 02 , CK3示申麦 1号 , CK4示莆 6008。表 5同此。
在 4个品种处理的 5个观察性状中 , 唯申麦 1号处理有 2个性状 (主穗粒数和单株有效
穗 )变异不显著 , 可能的原因有: 申麦 1号较其它 3个品种 (系 )所产生的分蘖较少 (表 1) ,
形成蘖株间生长发育进程梯度较窄 ; 申麦 1号在 M1的中选率达 4. 26% , 为其它 3个品种
(系 )的 2倍左右 (表 2)。太高的中选率意味着有太多的不变株入选 ; 从外观上看 , 申麦 1号
11第 2期 张秋英等: 秋水仙素对二棱大麦农艺性状诱变效果的初步研究
与另 3个品种 (系 ) 的穗部性状差异较大 , 申麦 1号的穗子较窄长、 穗轴较软、 籽粒排列较
稀疏、 抽穗后穗子即成弯钩状 , 而另 3个品种 (系 ) 的穗子则较宽短、 穗轴较硬、 抽穗至成
熟期间穗子一般均挺直 , 只有到了成熟后期有的穗子才逐渐变弯。浙皮 1号等 3个品种 (系 )
属于 Erectum Schubl变种 ,申麦 1号则属于 Nulans Schubl变种 [7 ]。显然它们之间的遗传型有
较大的差异 , 因此在相同条件下对同一药物处理所产生的诱变效应不同。
表 5　各中选株系与原品种变异系数的比较
　　　　 Table 5　 Variation coeff ic ients of M2 lines and parent varieties (CK) (单位: % )
品 系 株　高 主穗长 穗粒数 千粒重 单株穗数 品 系 株　高 主穗长 穗粒数 千粒重 单株穗数
CK1 3. 48 5. 72 8. 78 8. 72 21. 05
浙 676 2. 36 4. 53 6. 78 9. 46 29. 79
浙 680 3. 41 3. 64 7. 66 9. 93 35. 01
浙 686 3. 82 5. 70 9. 14 7. 43 25. 94
浙 696 4. 16 4. 36 4. 50 8. 66 24. 74
浙 706 4. 50 5. 99 8. 04 11. 14 27. 38
浙 708 3. 17 4. 90 6. 89 8. 92 30. 95
浙 710 3. 91 4. 41 6. 72 7. 48 21. 91
CK2 4. 64 5. 24 9. 38 6. 57 36. 20
闽 34 4. 34 4. 65 10. 12 6. 44 36. 62
闽 42 3. 94 4. 93 9. 58 8. 65 27. 90
闽 24 4. 13 4. 86 9. 16 5. 96 31. 00
闽 10 2. 89 5. 62 8. 62 5. 32 44. 10
闽 78 3. 25 5. 29 12. 39 7. 11 37. 10
闽 68 2. 63 4. 33 7. 45 7. 15 28. 89
闽 66 5. 04 5. 76 7. 50 6. 54 23. 66
CK3 3. 86 6. 58 10. 14 5. 48 28. 22
申 793 5. 02 6. 54 12. 02 7. 96 27. 54
申 799 3. 68 7. 62 14. 05 5. 71 31. 33
申 801 2. 66 7. 53 8. 54 9. 99 29. 65
申 809 3. 60 6. 06 7. 93 4. 95 27. 22
申 821 4. 03 7. 10 11. 10 4. 82 28. 11
CK4 3. 00 4. 47 10. 40 11. 91 24. 85
莆 865 3. 15 4. 64 11. 44 11. 97 21. 35
莆 909 5. 20 3. 44 4. 81 6. 05 22. 81
莆 877 3. 87 5. 00 6. 77 8. 02 24. 10
莆 879 4. 31 3. 78 5. 29 7. 98 22. 16
莆 891 2. 81 5. 00 5. 76 9. 14 26. 68
莆 893 3. 25 4. 43 7. 72 8. 38 20. 38
莆 899 4. 75 3. 79 9. 34 8. 34 25. 86
莆 905 4. 29 4. 96 6. 79 7. 74 22. 77
莆 907 3. 92 4. 55 9. 36 10. 90 20. 26
对诱发变异的选择 ,通常在 M2代进行。而我们在多次的试验中发现 ,秋水仙素诱发的变
异 , 许多在 M1代即已表现出来 , 就可对其进行有效选择。这样做虽会丢失部分变异 , 却可大
量压缩后代的群体、 提高工作效率、 降低人力物力的耗费。 以往对诱发产生的变异 , 大多偏
重于对质量性状的选择 , 而忽略了对数量性状的选择。 而作物的产量性状大多为多基因控制
的数量性状 , 如穗数、 粒数、 粒重等。本试验采用的选择方法对数量性状是适用的。
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12 福建农业学报 第 15卷