全 文 ：第 22卷第 5期 西　南　农　业　大　学　学　报 Vol.22 ,No.5
2000年 10月 Journal of Southwest Agricultural University Oct.2000
文章编号:1000-2642(2000)05-0400-03
秋水仙碱诱导生姜多倍体的研究
①
郭启高1 ,张钟灵2 ,周　虹2 ,梁国鲁1 ,宋　明1＊
(1.西南农业大学 园艺系 , 重庆　400716;2.重庆市农业局 蔬菜处 , 重庆　400015)
摘要:比较生姜在不同条件下经秋水仙碱处理的诱导效果 。结果表明:在培养基中加秋水仙碱 30mg/ l处理 5 天 , 可使
生姜的诱变率达到 65.0%,效果最好。涂抹法无效果。 0.1%秋水仙碱以注射法 、浸泡法 、包埋法处理生姜的诱变率各
为 27.5%, 22.5%及 47.5%。
关　键　词:生姜;秋水仙碱;诱导;多倍体
中图分类号:S 632.5;S 5-035.2 　　　　　　文献标识码:A
IN VITRO INDUCTION OF POLYPLOIDY FROM
COLCHICINE-TREATED ZINGIBER OFFICINALE ROSCSE
GUO Qi-gao1 , ZHANG Zhong-ling2 , ZHOU Hong2 , LIANG Guo-lu1 , SONG Ming1 ＊
(1.Department of Horticulture , Southwest Agricultural University , Chongqing 400716 , China;2.Vegetable Department of Agricultural Bureau ,
Chongqing 400015 , China)
Abstract:An experiment was made to induce polyploidy in ginger(Zingiber officinale Roscse)with 5 methods of colchicine treatment.Best results
for inducing tetraploid plantets were obtained when the explants were cultured for 5 days in a medium supplemented with colchicine at 30 mg/ L ,
the induction frequency being 65.0%.Induction frequency was 27.5%, 22.5% and 47.5%, respectively , when the leaves were stripped and the
bare growth tips were treated with 0.1% colchicine by injection , soaking and embedding with adsorbent cotton.No tetraploid plantets were differ-
entiated in the treatment of colchicine dropping.
Key words:Z ingiber officinale;colchicine;induction;polyploid
　　姜(Zingiber officinale Roscse)是人们生活中不可
缺少的重要调味品 ,又是一味常用中药 ,其根状茎中
各成分的含量直接影响姜的食用口味 、品质和药效。
因此 ,姜品种资源的选育对于姜的药效研究和食品加
工等具有重要的意义 。
多倍体育种是植物育种的新途径 ,它不仅可对性
状进行改良 ,还可提高植物体内成分的含量[ 1 ,2] 。生
姜是无性繁殖作物 ,利用多倍体育种来创新质源是一
个理想的手段。该文就秋水仙碱诱导生姜多倍体的
多种方法及效率做一探讨 。
1　材料与方法
以黄姜为供试材料 ,取长约 0.5cm的芽为外植体 ,
经 0.1%HgCl2表面消毒 10min ,无菌水冲洗 5次 ,在最
适培养基Ms+3.0mg/L+0.6mg/L NAA[ 3]上培养 ,用如
下各方法进行多倍体诱导 ,各处理外植体数均为40。
1.1　处理方法
1.1.1　注射法 　以 0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.3%,
0.4%的秋水仙碱溶液 ,每天用微量注射器按每个芽
10μl的药量注入生长点 ,共注射 3天。
1.1.2　涂抹法　用 0.05%～ 0.4%不同浓度的秋水
仙碱涂在剥去芽鞘的生长点上 ,每日一次 ,共 3天。
1.1.3　浸泡法　将剥去芽鞘的姜芽浸泡于0.05%～
0.4%的秋水仙碱中 , 150r/min振荡 48h ,转入最适培
养基中培养 。
1.1.4　包埋法　用浸沾 0.05%～ 0.4%不同浓度秋
水仙碱的脱脂棉覆盖在姜芽生长点上 ,处理 3天 。
① 收稿日期:2000-02-23作者简介:郭启高(1975-),男 ,重庆永川人 ,西南农业大学园艺系硕士研究生 ,从事蔬菜育种研究。＊通讯作者
DOI :10.13718/j.cnki.xdzk.2000.05.006
1.1.5　加入培养基法　将秋水仙碱灭菌后按 5 ,10 ,
20 ,30 ,40ml/L的浓度分别加入最适培养基 ,处理 5天
或10天后 ,再转入最适培养基。
1.2　倍性鉴定
取试管苗根尖 ,在8-羟基喹啉中预处理 3h ,换入
固定液(甲醇∶冰醋酸=3∶1)中固定 2h ,水洗 ,酶解 2h ,
水洗 ,涂片火焰干燥 ,Giemsa染色10min ,镜检 ,拍照。
1.3　形态观察
在处理恢复生长 40天后 ,用直尺测量再生植株
的株高及长宽比 ,数据均为 5个再生植株的平均值 。
2　结果与分析
2.1　植株形态
与二倍体相比 ,生姜多倍体植株在外部形态上表
现为茎和叶柄粗大 ,叶片肥厚 , 叶脉更清晰且易脆。
在恢复生长40天后 ,多倍体平均株高为 3.0cm ,要比
二倍体矮 1.5cm ,二倍体叶片尖狭 ,其长宽比约为 3∶
1。多倍体叶片则钝圆 ,长宽比约 2∶1。在经染色体
鉴定后证明 ,外部形态与细胞学检验结果有很好的一
致性 。
2.2　秋水仙碱处理对生长分化的影响
秋水仙碱处理 ,对生姜生长分化有很大的影响 ,
秋水仙碱浓度越高 ,处理时间越长 ,外植体受害越严
重 ,分化率随之降低 ,受害严重的芽不能抽梢 ,不久就
发褐死亡 。受害较轻时 ,芽能抽梢 ,但不再分化 ,继代
后可恢复生长进行正常增殖。
在研究中发现 ,秋水仙碱处理使生姜的分化比对
照迟且缓慢 ,对照 25天左右开始分化 ,而所有处理均
比对照晚 5天 ～ 10天不等 。浓度越高 ,处理时间越
长则分化越晚 ,低浓度的处理起始生长缓慢 ,但分化
后长势良好 ,对试管苗的抑制作用不明显 。随着浓度
的升高 ,起始生长更加缓慢 ,但分化后长势良好 ,对试
管苗的抑制作用不明显。随着浓度的升高 ,起始生长
更加缓慢 ,说明秋水仙碱的处理对生姜分化的起始比
试管苗的长势有较强的抑制作用 ,且浓度越高抑制作
用越明显。
2.3　不同诱导方法的效果
利用秋水仙碱处理离体培养姜芽 ,使无性系产生
大量的多倍体 ,其中大部分为四倍体植株(2n=4x =
44),少数为非整培体 ,对照全为二倍体(2n=2x =
22)。
5种方法之中 ,涂抹法效果最差 ,因秋水仙碱涂
于剥去叶鞘的芽尖时 ,易滑落而起不到任何作用 ,故
而其外植体与对照效果一样 ,既无死亡也没有多倍体
的出现 。注射法则由于难以找到芽尖生长点 ,且在注
射时 ,针尖易刺伤或刺烂生长点而造成死亡率高 ,诱
导率低 。浸泡法虽也能获得部分多倍体 ,但秋水仙碱
用量太大 ,毒害作用最为直接 ,同时也可因缺氧而死
亡 。脱脂棉包埋法因解决了诱变频率与外植体缺氧
的矛盾 ,能起到较好的效果 。从表 1中可看出 ,注射
法 、浸泡法 、包埋法均是随着浓度升高 ,外植体死亡率
增大。当浓度为 0.4%,死亡率达到 100%;而诱变频
率均以浓度为 0.1%时效果最好 , 分别为 27.5%,
22.5%及 47.5%。
表 1　不同方法处理结果
处理
方法
浓　度　(mg/ L)　及　频　率　(%)
0.05 0.1 0.2 0.3 0.4
死亡率 加倍率 死亡率 加倍率 死亡率 加倍率 死亡率 加倍率 死亡率 加倍率
注射法 　　17.5 　　12.5 　　47.5 　　27.5 　　75.0 　　5.0 　　100.0 　　0.0 　　100.0 　　0.0
涂抹法 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
浸泡法 20.0 7.5 32.5 22.5 72.5 22.5 100.0 0.0 100.0 0.0
包埋法 15.0 30.0 22.5 47.5 60.0 20.0 90.0 5.0 100.0 0.0
对　照 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
表 2　加入培养基法处理效果
处理浓度
(mg/ L)
死亡率(%) 诱变率(%) 分化率(%)
5天 10天 5天 10天 5天 10天
5 0.0 5.0 22.5 27.5 85.0 50.0
10 5.0 15.0 20.0 40.0 77.5 52.5
20 17.5 25.0 50.0 62.5 50.0 37.5
30 22.5 27.5 65.0 60.0 42.5 15.0
40 30.0 37.5 47.5 15.0 30.0 10.0
CK 0.0 0.0 0.0 0.0 95.0 97.5
　　从表 2中可知 ,秋水仙碱加入培养基中处理 ,其
死亡率低 ,诱导频率高以20mg/L ～ 40mg/L 处理 5天 ,
10mg/L ～ 30mg/L 处理 10 天 , 均有利于多倍体的发
生 。从诱导频率看 ,20mg/L 处理 10天 ,30mg/L 处理
5天的诱导效果最好 ,达到 60%以上 。
3　讨论
利用秋水仙碱进行染色体加倍而诱导生姜多倍
401第 22卷第 5期　　　　　　　　　　郭启高等　秋水仙碱诱导生姜多倍体的研究
体是可行的 ,结合组织培养 ,不仅具有经济方便 、诱导
作用专一性强等特点 ,还可以提高多倍体发生频率 ,
减少嵌合体出现 ,更重要的是 ,对于无性繁殖作物 ,可
在短期繁殖出大量的多倍体植株。该试验中 ,就得到
大量的四倍体生姜试管苗 。
但是 ,不同处理方法的诱导效果差异较大 。研究
证明 ,在对生姜进行诱导时 ,以培养基加秋水仙碱效
果最好 ,这种方法使用秋水仙碱量少 ,方法简便 ,工作
量小 。而其他处理方法中 ,涂抹法完全没有效果 ,注
射法 、浸泡法 、包埋法虽也能诱导产生多倍体 ,但与加
入培养基相比 ,均显得反复 ,不仅增大了工作量 ,且频
繁的处理 ,极易造成污染 。
在处理中 ,随着处理浓度的提高及时间的延长 ,
外植体的死亡率也随之提高 ,且再生能力相应下降。
因此 ,诱导的关键是既要获得较高的变异率又要保持
较高的成活率。目前 ,人们对于诱导的最适剂量的问
题有不同的看法[ 4 ,5] ,由试验结果认为 ,在某个剂量
范围内变异率随秋水仙碱剂量的升高而升高 ,但当超
过某一剂量时 ,变异率反而下降。所以综合以上因素
后认为以 30mg/L 秋水仙碱加入培养基中处理 5天较
理想。
已对二倍体生姜快繁的最适培养基做了研究[ 5] ,
在试验中 ,它同样适用于做四倍体快繁的最适培养
基 。但对生姜其他品种 ,可能由于基因型的差异会由
所不同 。
对于生姜多倍体的产量 、品质 ,特别是各种有益
成分的含量变化 ,还正在进一步的研究中 。
参考文献:
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[ J] .Euphytics , 1979 ,(28):705-709.
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402 西　南　农　业　大　学　学　报　　　　　　　　　　　2000年10月