全 文 ：湖 北 农 业 科 学 2011 年
收稿日期：2010－04－27
基金项目：张家口市科技局科学技术研究与发展计划项目“高效农业创新体系建设”（061151）
作者简介：王宝地（1964－），男，河北唐山人，讲师，硕士，从事作物遗传改良与农业技术推广工作，（电话）15028384551（电子信箱）gzllym＠sina．com。
第 50 卷第 1期
2011年 1月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol． 50 No.1
Jan．，2011
通过生物技术手段产生的抗除草剂作物有利
于现有除草剂在作物上更加广泛地发挥作用，并成
为杂草防治和提高作物产量的重要途径。 新麦草
［Psathyrostachys juncea （Fisch．） Nevski．］ 属大麦
族，多年生草本植物，顶生穗状花序。 多分布于草
地、山坡、林下和渠边。 其分蘖力强、侵占性强、再生
能力强 、抗旱 、抗寒 、耐盐碱 ，在我国作为牧草种
植 ［1］。 新麦草的染色体数目为 2n＝14［2］，是麦类作物
的近缘野生种，存在着丰富的优良基因，是麦类作
物改良的优良基因源，已经被作为野生种质资源收
集、保存并开发利用［3-5］。 为了进一步挖掘新麦草这
一野生种的优异基因资源，本研究通过细胞和植株
两水平进行了抗除草剂自然变异体的筛选，旨在获
得抗除草剂的自然变异体，以期为小麦抗除草剂育
种提供优异种质资源。
1 材料与方法
1．1 供试材料
植物材料： 野生新麦草 ［Wild Psathyrostachys
juncea （Fisch．） Nevski．］。除草剂：草甘膦（Glyphosate）
10％水剂，市售。 该除草剂为高效、低毒、杀草谱广，
是生产上普遍推广应用的化学除草剂。
1．2 愈伤组织诱导和悬浮细胞系的建立
取以上野生新麦草的成熟种子，于 0．1％升汞中
消毒 8 min，无菌水冲洗 3 次，挖取胚的部分放于附
加 5 mg ／ L 2，4－D的 HBW 培养基上诱导愈伤组织，
两周后转至附加 2 mg ／ L 2，4－D 的 HBW 培养基上
继续培养 4周，然后在附加 2 mg ／ L 2，4－D 的 MS 培
养基（简称 MS2）上继代培养，每 4周继代 1次［6］。 选
取继代过程中色泽鲜艳、质地脆嫩、结构松散、生长
新麦草抗除草剂自然变异体的筛选
王宝地
（河北北方学院农业科学系，河北 张家口 075000）
摘要：在细胞和植株两个水平上，筛选野生新麦草抗除草剂草甘膦自然变异体。 在适宜的选择压力下，野
生新麦草在两个水平上均有一定频率的抗除草剂自然变异体或突变型产生。 100 mg ／ L 的草甘膦是野生
新麦草的抗性愈伤组织适宜的筛选浓度，抗性愈伤组织出现的频率为 0．23％。 用高于大田推荐剂量的草
甘膦喷施野生新麦草植株，结果出现 2×10－6的抗性个体。
关键词：野生新麦草；抗除草剂；草甘膦；自然变异体
中图分类号：Q319 文献标识码：A 文章编号：0439－8114（2011）01－0042-02
Spontaneous Mutation Resistant to Herbicide of Psathyrostachys juncea（Fisch．）Nevski．
WANG Bao－di
（Agronomy Department， Hebei North University， Zhangjiakou 075000，Hebei， China）
Abstract： Spontaneous mutants resistant to herbicide were screened on cell and plant levels of wild Psathy rostachys juncea
（Fisch．） Nevski． On proper selection pressure， spontaneous mutants resistant to herbicide on both levels of wild Psath
yrostachys juncea （Fisch．） Nevski． were existed． At the level of 100 mg ／ L glyphosate， the frequency of resistant calli in
Psathy rostachys juncea （Fisch．） Nevski． was 0．23％ and 100 mg ／ L was the comfortable screening dosage． 2×10－6 mutants re-
sistant to herbicide were obtained when Psathy rostachys juncea （Fisch．） Nevski． was sprayed with higher than recommended
maximum dosages of herbicides in field．
Key words： wild Psathyrostachys juncea （Fisch．） Nevski．； resistance to herbicide； glyphosate； spontaneous mutation
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2011.01.032
第 1 期
旺盛的愈伤组织置于液体 MS2 培养基中进行悬浮
培养（25℃、暗培养），每周用同样的培养基继代两
次。 当组织块变得细而均匀时，即用于筛选。
1．3 抗除草剂自然变异体的筛选及其频率的确定
将细胞系先放在 MS2 附加不同浓度除草剂的
液体培养基中悬浮培养两周，再转至对应除草剂浓
度的 MS2固体培养基上筛选，8周后调查结果。抗性
突变频率以抗性愈伤组织的块数占总愈伤组织块
数的百分率计数。
1．4 抗性愈伤组织遗传稳定性鉴定
以抗草甘膦的变异体为材料，将筛选获得的抗
不同浓度除草剂的抗性愈伤组织依次转至选择压
力为零（即不含除草剂）的 MS2固体培养基上培养 8
周（每 4 周继代 1 次），取部分培养物在液体 MS2培
养基中悬浮培养 4周。 然后将其与作为对照的未经
过除草剂筛选的悬浮细胞系同时放在 MS2 附加与
初次筛选时除草剂浓度相同的固体培养基上进行
培养，以便确定所获得抗性愈伤组织的真实性。
1．5 突变体植株水平筛选
将新麦草播种于 333．5 m2的小区内， 待其出苗
后长至 3～5片完全叶时估计苗数，然后喷施 10 kg ／hm2
的草甘膦（高于推荐剂量），尽可能喷施均匀，避免
漏喷。 调查成活植株数和结实数，确定成活率。
2 结果与分析
2．1 新麦草愈伤组织对不同浓度除草剂的抗性表现
用不同浓度的草甘膦对野生新麦草的悬浮细
胞系分别进行处理的结果（表 1）表明，对于除草剂
草甘膦表现出低浓度下抗性愈伤组织出现的频率
高，随着浓度的升高抗性频率逐渐降低。 当浓度达
200 mg ／ L时，愈伤组织全部致死。 草甘膦浓度为 25
mg ／ L时半数以上的愈伤组织生长基本不受抑制，因
此在该浓度下，选择无意义。 50～150 mg ／ L 的浓度下
均选择到了抗性变异体。 50、100、150 mg ／ L 浓度下
愈伤组织的抗性频率分别为 0．92％ 、0．23％和
0．03％， 这些抗性愈伤组织在各相应浓度的培养基
上，均未表现出生长受抑制的现象。
2．2 对草甘膦抗性的测定
试验结果表明， 抗性愈伤组织特别是在 100
mg ／ L和 150 mg ／ L的草甘膦浓度下筛选所得的抗性
愈伤组织在不含除草剂的 MS2培养基上培养时，表
现出生长过旺的现象，其增殖能力明显高于未经筛
选的对照愈伤组织；当再将其转至 MS2附加相同浓
度草甘膦的培养基上培养时 ， 不仅成活率高达
100％，而且表现出旺盛的生长力；而对照的表现与
初选一致，即仍出现较低频率的抗性愈伤组织。 在
50 mg ／ L 的浓度下所获得的抗性愈伤组织则有两种
情况出现——有的表现 100％的生活力， 有的则与
对照表现一致。 说明对草甘膦的抗性而言， 经 100
mg ／ L和 150 mg ／ L 筛选所得的抗性愈伤组织具有抗
一定浓度除草剂的稳定性。 50 mg ／ L 草甘膦及其以
下浓度的抗性愈伤组织的抗性表现不稳定，有一定
频率的生理适应性愈伤组织存活下来。 在 100 mg ／ L
下的愈伤组织不仅抗性频率高， 而且稳定。 因此
100 mg ／ L为野生新麦草愈伤组织可靠的筛选浓度。
2．3 在植株水平上筛选
喷施 10 kg ／ hm2除草剂草甘膦后， 获得新麦草
成活的抗性植株 2 株，成活率为 2×10－6。
3 讨论
本研究用作筛选的细胞系总体来源于成熟胚。
在细胞水平上所筛选到的突变体大致有这样的两
个来源：外植体本身预先存在的变异；细胞和组织
培养过程中发生的突变。 本研究用除草剂草甘膦筛
选野生新麦草，在有效的筛选浓度下得到了较高频
率的抗性变异体， 即得到 26 块抗性愈伤组织和 2
个植株。 由于这些抗性变异体出现的频率远远高于
细胞和组织培养过程中发生的突变，因此，这些突
变体的绝大多数来源于外植体本身。 在植株水平上
进行筛选也获得了一定频率的抗性个体，这也说明
了野生新麦草中有抗草甘膦的个体存在。
参考文献：
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能研究［J］．中国草地学报，2006，28（5）：45－49．
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科学，2001，5（2）：56－61．
表 1 野生新麦草对除草剂草甘膦的抗性表现
除草剂浓度
mg/L
25
50
100
150
200
愈伤组织总块数
块
10 500
10 000
10 000
10 000
10 000
抗性愈伤组织块数
块
6 520
92
23
3
0
抗性频率
%
62.10
0.92
0.23
0.03
0.00
（责任编辑 昌炎新）
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