全 文 ：美洲商陆(Phytolancca American L.)隶属于商陆科
(Phytolaccaceae)商陆属(phytolaeea L.)，别名洋商陆 [1]，
美洲商陆作为一种中药材，有逐水消肿，通利二便，解
毒散结的功能，主治水肿胀满，二便不利，臃肿，疮毒，为
历版中国药典收载品种[2]，在美洲商陆植物体内提取的
商陆抗病毒蛋白（rap）是一种单链核糖体失活蛋白，这
种蛋白在抗植物病毒方面，具有广谱性和高效性，即对
植物病毒无针对性和在非常低的浓度下也能表现出强
烈的抗病毒活性[3]。同时美洲商陆也是一种锰超积累
植物[4]，在环境保护方面也有着广泛的应用价值。
对美洲商陆的研究现阶段主要集中在医药、食品、
工业和农业等的应用方面，而对于美洲商陆育种方面
的研究报道甚少，有资料表明美洲商陆2n=2x=36[5]，笔
者通过实验旨在利用秋水仙碱对美洲商陆进行多倍体
诱导研究，为进一步选育多倍体商陆新品种提供种质
资源。
基金项目：山西省高校高科技开发项目（20081010）资助。
第一作者简介：常建忠，男，1983年出生，山西晋城人，硕士，研究方向：药用植物染色体工程。通信地址：030801山西农业大学研究生学院 061班
370#信箱，E-mail：cjzyfx@163.com。
通讯作者：吴玉香，女，山西神池人，副教授，博士，从事作物遗传育种研究，Tel：0354-6289102，E-mail：wuyuxiang89@sina.com。赵晓明，男，山西忻州
人，教授、博导，从事作物遗传育种，药用植物染色体工程研究，Tel：0354-6288133，E-mail：songyun0283@126.com。
收稿日期：2008-11-07，修回日期：2008-12-26。
中国农学通报 2009,25(04):35-38
Chinese Agricultural Science Bulletin
秋水仙素诱导美洲商陆四倍体的研究
常建忠 1，吴玉香 2，赵晓明 2，闫凤霞 2
（1山西农业大学研究生学院，山西太谷 030801；2山西农业大学农学院，山西太谷 030801）
摘 要：利用改良L.D.Cua法对美洲商陆进行多倍体诱变，在秋水仙碱浓度为0.2%条件下，设置24 h、48 h
和72 h三个诱变时间，并对所得到的变异株和对照株进行形态学、细胞学等方面的比较研究，结果表明：
诱变48 h效果最好；与对照相比，变异株的叶片厚度增加43.75%；叶形指数减少37.95%；气孔纵横径分
别增加 52.94%和 73.01%；保卫细胞内叶绿体数目增加 20.91%；花直径增加 22.96%；花粉粒直径增加
22.47%；果实直径增加23.66%。对变异株进行花粉母细胞减数分裂染色体鉴定，小孢子细胞的染色体
数为n=2x=36，而对照小孢子细胞的染色体数为n=x=18，证明变异株为四倍体。
关键词：美洲商陆；改良L.D.Cua；同源四倍体
中图分类号：S335.1 文献标识码：A
Studies on the Induction of Autotetraploid Pokeweed with Colchicines
Chang Jianzhong1, Wu Yuxiang2, Zhao Xiaoming2, Yan Fengxia2
（1Graduate Institute of ShanXi, Agricultural University, Taigu Shanxi 030801;
2College of Agriculture, ShanXi Agricultural University, Taigu Shanxi 030801）
Abstract: The diploid pokeweed（Phytolancca American L.）was induced by 0.2% colchicine solution. Three
treatments（24 h、48 h and 72 h）were done and morphologic and cytologic comparison between obtained
variant plant and CK were studied. The results showed that the treatment of 48h was the best. Comparing with
CK, leaf thickness was increased by 43.75%, length and width of stomata by 52.94% and 73.01% respectively,
number of chloroplasts by 20.91%, diameter of flower by 22.96%, diameter of pollen by 22.47%, diameter of
fruit by 23.66%. Leaf index was declined by 37.95%. By chromosome observation of pollen mother cells, it
showed that the chromosome number of microspore in the variant plants is n=2x=36, but the chromosome
number of microspore in CK is n=x=18, so it was tested that the variant plants were autotetraploid.
Key words: pokeweed, improved L.D.Cua, autotetraploid
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1 材料与方法
1.1 实验材料
美洲商陆种子取自江苏南京中山植物园标本区。
1.2 实验方法
1.2.1 美洲商陆的多倍体诱导 采用改良的 L.D.Cua
法，用0.2%的秋水仙素和1%的琼脂溶胶处理幼苗的顶
芽生长点，试验对幼苗的诱变时间设为24、48 h和72 h，
每个处理设20个重复，对照不做任何处理。苗期管理
在温室中进行，60天后定植到大田。
1.2.2 多倍体植株的筛选和鉴定 形态学鉴定：观察苗
期商陆处理和对照，按照幼苗是否生长受阻，叶色浓
绿，叶片皱缩和植株畸形等指标对得到的诱变株进行
初步鉴定和筛选。解剖学鉴定：取形态变异植株的叶
片和对照植株的叶片，对其表皮细胞和气孔的大小、密
度以及保卫细胞内叶绿体的数目进行观察测定和比
较，进一步鉴定变异株是否具有多倍体的特征。细胞
学鉴定：对变异植株和对照植株的花粉母细胞减数分
裂分别进行观察，对其染色体进行计数，进一步确定变
异株是否为多倍体植株。
1.3 数据分析
用Excel软件对所得数据进行分析。
2 结果与分析
2.1 不同时间处理下秋水仙素的诱变效果比较
3个处理与对照的苗期观察所得数据列为表1，由
表1可以看出，3种处理都有多倍体植株产生。处理24
h，成活率最高，诱变率为 60%；处理 72 h的诱变率比
24 h的稍高，为70%，但是由于受药剂影响严重，成活率
较低。研究表明处理48 h的效果最好，诱变率为75%。
2.2 形态学比较
2.2.1 变异株和对照株高的比较 变异株和对照植株株
高在各个时期都不相同，且变异株较对照植株生长缓
慢（图1）。
表1 秋水仙素的诱变效果比较
2.2.2 变异株和对照株叶片的比较 变异株叶片发生皱
缩、叶色加深、加厚（图2-B）；变异株叶宽、叶厚较对照
增加 46.35%和 43.75%；而叶长较对照减少 8.86%，叶
形指数减小37.95%（表2）。
2.2.3 变异株和对照花的比较 变异株的花器官明显大
于对照（图 2-C），变异株花直径较对照花直径增大
22.96%。
2.2.4 变异株和对照果实的比较 变异株果实颜色加
深，直径变大（图 2-E），果实直径较对照增加 23.66%
（表2）。
2.3 解剖学比较
2.3.1 变异株和对照气孔比较 通过显微观察，变异株
的气孔明显变大（图 2-G），横纵径较对照分别增加
52.94%和 73.01%，气孔密度较对照减小了 24.94%，保
卫细胞内的叶绿体数较对照增加20.91%（表3）。
2.3.2 变异株和对照花粉粒比较 变异株花粉明显变
大，败育花粉较多，花粉粒直径较对照直径增加
22.47%（表3）。
图1 变异株和对照株美洲商陆株高变化曲线
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2.3.3 变异株和对照种子比较 变异株种子较对照变
大，变异株种子直径较对照种子直径增加 24.78%（图
2-F）。
2.4 花粉母细胞染色体鉴定
对变异株和对照分别进行花粉母细胞染色体鉴定
（图2-D），二倍体花粉母细胞减数分裂中期Ⅱ每极各有
18条染色体，小孢子细胞染色体数为n=x=18；而变异株
减数分裂中期Ⅱ每极各有36条染色体，即小孢子细胞染
色体为n=2x=36，由此可以直观证明变异株为四倍体。
3 讨论
3.1 诱变浓度
根据目前获得成功的报道[6-8]，最有效最常用的秋
水仙素浓度是0.2%，所以该实验选择秋水仙素浓度为
0.2%，不再做浓度梯度实验。
3.2 诱变时间
在秋水仙素浓度为0.2%的情况下，随着处理时间
增加，植株的成活率逐步降低，这是因为随着处理时间
的增加，秋水仙素对细胞的伤害越大，幼苗的抵抗力越
弱，容易发生病害，幼苗死亡率增加，所以选择合适的
处理时间，对成功诱导多倍体是至关重要的[9]，该实
验结果表明48 h对美洲商陆的诱导效果最好，诱变率
最高。
3.3 多倍体的鉴定
形态学鉴定是根据多倍体的普遍特征，即叶片发
生畸形、皱缩、增厚，叶色加深和植株生长缓慢等来确
定的。形态学鉴定具有快速、方便和直观等特征，但是
形态学具有不可靠性，要确认染色体是否加倍，最可
靠的方式是直接进行染色体计数，而最常用的方法是
鉴定根尖细胞有丝分裂或花粉母细胞内的染色体数
目 [10]。该实验通过形态学和细胞学鉴定，结果都表明
所得到的变异株为四倍体，从而成功得到四倍体美洲
商陆，为下一步选育多倍体新品系提供了原始材料。
常建忠等：秋水仙素诱导美洲商陆四倍体的研究 ·· 37
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3.4 诱导多倍体药用植物不同于作物的好处
药用植物一般情况都是以根、茎、叶等营养器官为
收获对象的，多倍体植株由于染色体的加倍，通常药效
成分含量提高，同时染色体的加倍还增强了多倍体植
物对环境的适应性及抗病虫害和抗逆性。但多倍体植
株普遍具有育性下降的特点，这对于以收获种子为目
的农作物来说是个致命的缺点，而对于药用植物来说
影响不大。因此，药用植物多倍体育种有着广阔的应
用前景。
参考文献
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