全 文 ：甜叶菊（Stevia rebaudiana bertoni）是菊科多年
生草本植物， 原产于南美巴拉圭， 现世界各地引种
栽培均获得成功。 甜叶菊是一种新型糖源植物， 它
所含有的甜菊糖甙的甜度是蔗糖的 250~300 倍，
但所含热量只是蔗糖的 1/300[1-4]。 利用秋水仙素开
展多倍体诱导是植物倍性育种的常用技术之一， 将
植物组织培养技术与化学诱变技术结合起来是开展
诱变育种的一个重要发展方向， 现已有相关成功的
报道 [5-8]和较多的优点。 国内有关甜叶菊多倍体离
体诱导报道仅见王波等 [5]、 李红杨等 [6]2例报道， 并
热带作物学报 2014， 35（4）： 673-677
Chinese Journal of Tropical Crops
收稿日期 2013-05-05 修回日期 2013-12-15
基金项目 安徽省教育厅省级重点自然科学基金项目（No. KJ2010A073）； 安徽省甜叶菊工程技术研究中心建设项目； 国家大学生创新创业训
练计划项目； 蚌埠市科技计划项目（蚌科 2013， 9 号文）。
作者简介 彭 程（1991 年—）， 男， 本科； 研究方向： 甜叶菊生物技术育种应用研究。 *并列第一作者， 张路路（1990 年—）， 女， 硕士研
究生 ； 研究方向 ： 甜叶菊生物技术育种应用研究 。 **通讯作者 （Corresponding author） ： 崔广荣 （CUI Guangrong） ， E-mail：
cuigr64@sina.com。
低浓度秋水仙素离体诱导甜叶菊
多倍体技术体系的建立
彭 程， 张路路 *， 叶 超， 佘庆梅， 杨成林，
周明亮， 马想想， 赵 阳， 崔广荣 **
安徽科技学院/植物科学学院， 安徽凤阳 233100
摘 要 以甜叶菊茎段为外植体， 采用不同低浓度秋水仙素在甜叶菊试管苗茎段再生苗初期进行长时间持续处
理， 以探讨低浓度秋水仙素诱导甜叶菊多倍体的优势及适合长时间诱导甜叶菊的秋水仙素浓度， 简化甜叶菊离
体诱导多倍体技术环节。 结果表明： 0.025％的秋水仙素浓度适合于甜叶菊多倍体离体诱导的持续诱变， 直至试
管苗再生而无需清洗外植体和更换培养基， 简化了诱导技术环节， 提高了甜叶菊多倍体离体诱导效率； 多倍体
植株田间农艺性状表现为叶片大而厚实、 开花延迟、 花蕾较大等特征。 旨在建立低浓度秋水仙素离体诱导甜叶
菊多倍体技术体系。
关键词 甜叶菊； 低浓度秋水仙素； 多倍体
中图分类号 Q949.783.5 文献标识码 A
Establishment of the Technique System of Polyploidy
Induction for Stevia rebaudiana Bertoni by Low
Concentration of Colchicines in vitro
PENG Cheng, ZHANG Lulu*, YE Chao, SHE Qingmei, YANG Chenglin,
ZHOU Mingliang, MA Xiangxiang, ZHAO Yang, CUI Guangrong**
Plant Science School/Anhui Science and Technology University, Fengyang, Anhui 233100, China
Abstract The stem sections of S. rebaudiana Bertoni were used as explants for polyploidy induction in vitro by
low concentrations of colchicines for long time treatments during shoot formation. The aims were to study the
superiority of polyploidy induction by lower concentrations of colchicines for long time in S. rebaudiana Bertoni
and simplify the technique protocols for polyploidy induction in vitro in S. rebaudiana Bertoni. The results showed
that the concentration of 0.025% colchicines was suitable to induct polyploidy in vitro for long time treatment and
need not rinse explants, change medium until the shoots formation. Agricultural traits of the polyploidy displayed
bigger and thicker leaves, bigger flower bud and florescence being postponed. The technique system of polyploidy
induction for S. rebaudiana Bertoni was established by low concentration of colchicines in vitro.
Key words Stevia rebaudiana Bertoni； Low concentration of colchicines； Polyploidy
doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.04.011
第 35 卷热 带 作 物 学 报
品系
苗再生率/％
0．10％处理 0．05％处理 0．025％处理 0．012 5％处理 0．006 25％处理 0．00％（对照）
B1 34.4 f 55.3 e 62.7 d 87.7 c 94.6 b 100.0 a
+3 29.1 e 49.5 d 60.4 c 81.4 bc 89.3 b 98.8 a
W3 37.3 f 58.9 e 70.5 d 88.5 c 96.8 b 100.0 a
4 35.7 e 56.0 d 67.7 c 91.5 b 95.9 ab 99.5 a
5 35.6 d 58.1 cd 66.5 c 90.0 b 96.0 ab 100.0 a
6 32.4 e 53.2 d 62.5 c 88.5 bc 94.9 b 100.0 a
18 33.9 e 54.4 d 64.7 c 87.9 b 93.5 ab 99.0 a
ST 37.8 d 59.5 c 73.6 b 93.4 ab 97.5 a 100.0 a
表 1 不同浓度秋水仙素处理对不同品系甜叶菊茎段侧芽再生苗的影响
Table 1 Effects of different concentrations of colchicines on shoot formation from lateral bud in Stevia rebaudiana Bertoni
说明： 同行数据后不同小写字母表示 0.05 水平差异显著。 下同。
Note: Different small letters in the same row of data show significant difference at 0.05 level. The same as below.
且已取得了十分相似的、 较好的试验结果， 这表明
在离体条件下利用秋水仙素诱导甜叶菊多倍体具有
较好的稳定性。 但上述试验中也存在一些不足， 即
在化学药剂处理后需要清洗外植体、 更换培养基等
试验环节， 既浪费人力物力， 又容易造成材料污
染， 而且诱变效率低等 [5-6]。 在相关研究的基础上
[5]， 本试验拟采用低剂量秋水仙素处理， 以探讨离
体条件下持续诱导甜叶菊多倍体技术， 省去清洗外
植体、 更换培养基等技术环节， 简化了诱导程序，
提高了诱变效率， 旨在建立一种简单、 方便的甜叶
菊多倍体诱导技术体系， 为甜叶菊多倍体育种奠定
基础， 同时为其他植物的倍性育种提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 植物材料 本试验所用的材料是由安徽蚌埠
永生农业科技有限公司选育提供的甜叶菊 8个新品
系 （2n=2x=22）， 即 B1、 +3、 W3、 4、 5、 6、 18、
ST； 诱变处理的试管苗材料为安徽科技学院遗传
育种实验室培育。
1.1.2 基本培养基 茎段再生苗培养基为 MS+6-
BA 1.0 mg/L+NAA 0.2 mg/L+琼脂粉 5.0 g/L+蔗
糖 30 g/L， 试管苗生根培养基为 MS+IBA 0.5 mg/L+
琼脂粉 5.0 g/L+蔗糖 20 g/L。 高压灭菌前用 1.0 mol/L
KOH溶液调节 pH值为 5.8。
1.1.3 主要药品 植物生长调节剂 6 苄基腺嘌呤
（6-BA）、 萘乙酸（NAA）、 吲哚丁酸（IBA）、 秋水仙
素等购于上海稼丰园艺用品有限公司， 各药品均为
分析纯， 蔗糖为市售白沙糖。
1.2 方法
在超净工作台上取出试管苗除去叶片， 剪成约
1 cm 长含侧芽茎段， 水平放置于再生培养基表面
上， 轻按固定， 每瓶接种 5个茎段， 每个处理接种
10 瓶， 最后置于培养室中进行培养， 其培养方法
参照王波等 [5]的方法。 培养 2 d 后取出， 在超净工
作台上分别滴加 0.10％、 0.05％、 0.025％、 0.012
5％、 0.006 25％秋水仙素（过滤灭菌）， 确保秋水仙
素浸润每个茎段， 并以滴加无菌水的设为空白对
照。 秋水仙素处理完毕放回培养室， 继续培养芽苗
长至 2.0 cm高时（约30 d）， 在超净工作台上将芽苗
剪下接种于生根培养基中培养 20 d。 观察茎段侧芽
的生长变化、 试管苗生根等情况， 统计诱变苗再生
率 （再生率=再生苗茎段数/接种茎段总数×100％，
污染瓶苗不计）。
多倍体试管苗的鉴定参照王波等 [5]的方法（诱
变率=多倍体苗数 /再生苗总数×100％， 污染瓶苗
不计 ）。 将诱变苗移栽至大田中观察农艺性状 ，
并与对应的二倍体进行比较。 试验于 2011 年 12
月至 2012 年 10 月在安徽科技学院遗传育种实验
室进行。 离体诱变试验设 3 次重复， 试验数据分
析采用邓肯氏新复极差法进行方差分析比较， 显著
水平为 0.05。
2 结果与分析
2．1 不同浓度秋水仙素处理对不同品系甜叶菊茎
段侧芽再生苗的影响
由表 1可知， 不同浓度秋水仙素处理严重抑制
了茎段侧芽的萌发， 浓度越大， 抑制效应越强烈，
各品系表现基本一致； 并且对后期再生芽苗的生长
产生较强的伤害作用， 试管苗表现出初期生长缓
慢， 部分芽苗呈现出一定的畸形状（图 1）， 这些伤
害作用在较高浓度（0.10％处理）下尤为明显。 从芽
674- -
第 4 期

A： 0.10％浓度处理； B： 0.025％浓度处理。
A： 0.10％ colchicines treatment； B： 0.025％ colchicines treatment.
图 1 不同浓度秋水仙素处理下试管苗再生状况
Fig. 1 Shoot formation in the different concentrations of colchicines treatment
A B
品系
诱变率/％
0．10％处理 0．05％处理 0．025％处理 0．012 5％处理 0．006 25％处理 0．00％（对照）
B1 56.4 a 56.0 a 55.9 a 31.0 b 12.5 c 0.0 d
+3 45.2 a 41.4 ab 40.0 ab 23.0 b 8.7 c 0.0 d
W3 55.9 a 53.3 ab 53.5 ab 29.6 b 13.3 c 0.0 d
4 54.3 a 54.5 a 51.6 ab 21.7 b 9.0 c 0.0 d
5 50.0 a 48.8 a 50.0 a 22.3 b 10.3 c 0.0 d
6 39.3 a 38.5 a 34.9 b 16.7 c 7.6 d 0.0 e
18 40.0 a 40.3 a 38.7 ab 16.7 b 8.0 c 0.0 d
ST 55.9 a 54.8 a 50.8 ab 22.3 b 10.3 c 0.0 d
表 2 不同浓度秋水仙素处理对不同品系甜叶菊再生苗诱变率的影响
Table 2 Effects of different concentrations of colchicines on the induction rate of plantlets
苗再生率情况看， 同品系、 不同浓度处理间差异显
著， 不同品系间也存在着一定的差异， 其中+3 品
系在各种浓度处理下苗再生率均低于其他品系， 而
ST 品系的苗再生率则均高于其他品系， 反映出甜
叶菊不同品系对秋水仙素的敏感性不尽相同。
2．2 不同浓度秋水仙素处理对不同品系甜叶菊再
生苗诱变率的影响
由表 2可知， 不同浓度的秋水仙素处理， 再生
苗多倍体的比例差异较大， 其总体趋势是随着秋水
仙素浓度不断减小， 多倍体的诱导率不断下降， 各
品系表现基本一致， 呈现出秋水仙素诱导多倍体时
的共性特征 。 但在本试验中 ， 秋水仙素浓度在
0.10％~0.025％的范围内 ， 多倍体诱导率变化不
大， 几乎无差异； 当秋水仙素浓度降至 0.012 5％
以下时， 多倍体诱导率急剧下降， 呈现出倍性减少
的趋势， 多倍体诱导效应迅速减弱， 各品系均呈现
出类似的效应。 此外， 不同品系甜叶菊在相同的诱
导条件下， 多倍体诱变率也表现出一定的差异， 体
现出多倍体诱导中基因型间的差异（表 2）。
结合 2.1 与 2.2 的结果不难看出， 在秋水仙素
浓度为 0.025％时， 不仅维持了甜叶菊芽苗较高的
再生频率， 而且保证了多倍体较高的诱变频率； 秋
水仙素浓度高于 0.025％时， 虽然能够获得更高的
诱变率， 但获得的再生苗数少， 获得多倍体苗数相
应较少； 而秋水仙素浓度低于 0.025％时， 虽能获
得较多的再生苗数， 但多倍体比例较低。 综合二者
因素， 在甜叶菊试管苗茎段侧芽再生苗过程中， 采
用较低剂量的 0.025％秋水仙素持续处理， 能够获
取较多数量的多倍体试管苗， 从而有效提高了诱变
效率。
彭 程等： 低浓度秋水仙素离体诱导甜叶菊多倍体技术体系的建立 675- -
第 35 卷热 带 作 物 学 报
品系
试管苗生根率/％ 试管苗移栽成活率/％ 花期与对照
差异/d
花期平均株高与
对照差异/cm
花期叶片 花蕾
二倍体 二倍体
B1 100.0 85.5 99.0 95.5 晚12 矮10.5 大而厚实 较大
+3 99.5 87.0 100.0 93.6 晚10 矮9.5 大而厚实 较大
W3 98.8 88.8 100.0 92.8 晚14 矮9.9 大而厚实 较大
4 100.0 90.0 100.0 90.0 晚10 矮11.0 大而厚实 较大
5 100.0 89.5 98.0 94.0 晚12 矮8.9 大而厚实 较大
6 100.0 83.4 98.5 97.0 晚13 矮10.0 大而厚实 较大
18 99.0 87.3 100.0 90.0 晚12 矮11.3 大而厚实 较大
ST 100.0 88.7 100.0 97.0 晚12 矮9.5 大而厚实 较大
四倍体 四倍体
表 3 不同品系甜叶菊多倍体试管苗生根、 移栽及农艺性状差异
Table 3 Differences of the polyploidy in plantlet rooting , transplanting and agricultural traits among different strains
左边为二倍体， 右边为多倍体。
Left: Diploid plant; Right: Polyploidy plant.
图 2 多倍体与二倍体田间植株生长状况比较
Fig. 2 Compare between the polyploidy and the diploid in growth
2．3 不同品系甜叶菊多倍体试管苗生根、 移栽及
农艺性状差异
试验结果显示， 多倍体与二倍体试管苗在后期
生根成苗后， 外部形态上并无明显的区别， 但在生
根率及生根数量上则存在一定的差异。 由表 3 可
知， 多倍体苗生根率普遍较二倍体苗低， 且生根数
量较少， 一般二倍体生根数量为 6~8 根， 而多倍
体的生根数量一般为 3~5 根， 进而影响其移栽成
活率。
与试管苗表现不同 ， 多倍体植株田间的农
艺性状表现与二倍体间差异极为明显 。 对各品
系多倍体植株进行初步的田间农艺性状考察 ，
结果显示 ， 多倍体植株生长较为缓慢 ， 株高矮
10 cm 左右 ， 花期普遍晚 10~15 d， 叶片大而厚
实 ， 叶色较浅 （图 2） ， 花蕾较大 （图 3） 。 除株
高与一般植物多倍体特性存在偏差外 ， 其他特
征均表现出一般多倍体的共同特征 ， 其原因有
待于进一步研究。
3 讨论与结论
在植物多倍体离体诱导中， 通常采用特定浓度
的秋水仙素结合特定的时间进行处理， 从而确定效
率较高的处理剂量， 较高的浓度和较长的处理时间
均会对材料产生较大的损伤 [5-8]， 因而影响诱变工
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第 4 期

A B
A： 植株比较（左株多倍体， 右株二倍体）； B： 花蕾比较（左花二倍体， 右花多倍体）。
A: Plant（left: Polyploidy； right: Diploid）； B： Flower bud（left: Diploid; right: Polyploidy）.
图 3 多倍体与二倍体花期植株植株比较
Fig. 3 Compare between the polyploidy and the diploid in the florescence
作效率。 在此过程中需要清洗处理材料、 更换培养
基等环节， 既浪费人力物力又易造成培养材料的污
染， 诱变效率较低 [5-6]。 与前人相关研究进行比较，
本试验采用的低浓度秋水仙素、 长时间持续诱变处
理， 去除了试验过程中对材料清洗、 更换培养基等
环节， 极大地提高了诱变效率， 也为其他植物的离
体化学诱变提供了有益的参考。
多倍体植株一般表现为形态上的巨大性、 细胞
内次生代谢物含量高等特点， 甜菜等植物多倍体品
种在生产上已经获得了广泛应用。 本研究结果显
示， 甜叶菊多倍体在一定程度上表现了器官的巨大
性， 如叶片、 花蕾等， 但植株整体并未能表现出巨
大性， 尤其是生物学产量偏低， 其原因尚待继续
研究。 甜叶菊是以叶片为主要收获产品， 其叶片
的巨大性已经显示了倍性育种的潜力， 但要形成
生产上能够广泛应用的多倍体品种尚有较多的问
题需解决。
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责任编辑： 黄东杰
彭 程等： 低浓度秋水仙素离体诱导甜叶菊多倍体技术体系的建立 677- -