全 文 ：!# 中国麻业 $%&’( )*+,-. &’/$-0/12(. !334年第 !5卷第 6期
文章编号：7657 8 949! :!334 ;36 8 3!# 8 36
绿玉树诱变材料的抗寒性比较
易霭琴<蒋丽娟
（湖南省林业科学院<湖南 长沙 #7333#）
收稿日期= !334 8 3> 8 93
作者简介=易霭琴 : 756 8 ; <女<从事生物技术研究工作。
摘 要：本文对绿玉树经不同诱变途径获得的材料进行了抗寒性研究，通过观察其形态结构、
叶绿体、线粒体等超微结构及测定膜的透性变化，了解绿玉树形态结构、细胞结构与抗寒性之间的
关系。结果表明：低温处理会使植物在形态及细胞结构上发生相应的变化；经 632? 8 !辐射或 ,@.
诱变处理后用 AB$筛选出的突变体和经秋水仙碱处理获得的多倍体的抗寒性较强。这对抗寒性育 种有一定参考价值。 关键词：绿玉树；细胞结构；抗寒性 中图分类号= .6>7C 文献标识码= & 植物形态结构的改变是细胞内遗传基因改变最直观的反应。而细胞结构特别是膜结构的稳定 性与植物的抗逆性有着密切的关系，有报道 D 7< ! E：正常细胞膜处于一种流动的液晶相，而植物受到低 温胁迫时，膜结构破坏，膜的透性增加；细胞的超微结构也表现明显的变化，叶绿体由梭形变为圆 形，类囊体、内质网、高尔基体空泡化，细胞核质凝结等。刘祖祺等 D 9，# E的研究发现：冻害大多由于细 胞间隙结冰所致，而最初伤害的部位是细胞质膜和液泡膜、叶绿体膜、叶绿体的类囊体膜 。 ! 材料和方法 ! ! 试验材料 试验材料（表 7）包括引种和经不同选育途径选出的 73份材料。 表 ! 不同育种途径筛选出的试管苗材料 #$%&’ ! ($)’*+$&, ,’&’-)’. %/ .+00’*’1) 2$/, 材料代码 筛选途径 备注 7 ! 9 # 4 6 5 > 73 云南引种 美国引种 海南引种 ,@.诱变，AB$筛选
7F 4G-< 632? 8 ! 辐射处理，AB$筛选根癌农杆菌共培养后经 7F 4G-< 632? 8 ! 辐射处理，GH筛选 !F 4G-< 632? 8 ! 辐射处理，AB$筛选
7G-< 632? 8 ! 辐射处理，AB$筛选 秋水仙碱诱导加倍 根癌农杆菌共培养，GH抗性筛选 常规试管小苗 常规试管小苗 常规试管小苗 耐 AB$小苗
耐 AB$小苗 GH抗性小苗 耐 AB$小苗
耐 AB$小苗 四倍体小苗 GH抗性小苗 ! 3 方法 7F !F 7 形态结构观察方法= 处理结束后，定期观测记录植株的生长、分枝数及叶和茎的颜色变 化。观测气温变化时植株生长、受冷害、冻害情况。 同时，取不同处理的茎、叶用 )&&固定，常规石 蜡切片，切片厚度为 > 8 7!，番红 8固绿和苏木精染色，0%B@$1. 显微镜观察，比较各处理植株
!#! $$#年第 !%卷第 &期 中国麻业 ’()*+ ,-./01 )*2 ’03245+1 之间的组织结构变化。 67 !7 ! 膜透性变化的测定方法8 采用李振国 9 # :测定方法，处理结束 6个月（;$<）后= 选取各处理自 然条件下正常生长的植株靠近基部的一年生成熟枝条（直径为 $7 & > $7 ?@A），分别在常温（!#B）、 ?B，!B、$B温度下处理 6&小时，然后转至常温。将经不同温度处理的枝条切成 6@A长的若干小 段，称取 6C小茎段，测定电导率。各处理均设 ;个重复，鲜重相同，材料段数尽量接近。以电解质的 相对外渗率表示细胞膜受损程度= 电解质相对外渗率（D）E枝条杀死前的电导率 F枝条杀死后（全 透性）电导率 G 6$$ 。
67 !7 ; 超微结构的制片与观察方法
!固定：纵向切取幼茎的表皮和皮层组织，HD戊二醛预固定I 漂洗：用 $7 !J磷酸缓冲液 KL%7 !，漂洗 ; > # 次，每次 !$AMNI# !D锇酸固定 ;O；$漂洗：用$7 !J磷酸缓冲液 KL%7 !，漂洗 ; >
# 次，每次 6#AMNI%脱水：用 #$D > 6$$D)(5 脱水 ;O，用环氧丙酰过渡 ;次，每次 !$AMN；&包埋：
/KPN ?6! 环氧树脂包埋聚合；’切片：% $$左右；(染色：经醋酸铀、柠檬酸铅双染色；)观察：L > &$$ （日立）型透射电子显微镜观察拍照。
! 结果分析
! # 形态及生长特性的比较
不同原产地种质的试管苗在形态上没有区别。不同处理的诱变小苗在节间长短、茎粗、叶色上
略有差异，结果见表 !。加倍的绿玉树小苗叶色深绿、叶多，茎粗壮，生长快（图 6 > ;）。经 /J1 处理，
LQ’筛选的试管苗弱小，生长慢（图 6 > H）。经辐射诱变获得的耐 LQ’小苗，生长较慢，继代能力较
差，叶色淡绿色。而经根癌农杆菌转化获得的 RA抗苗，叶色、植株大小、生长及继代分化能力与对
照比较没有明显的区别（见图 6 > 6，!）
6
!
;
H
#
&
%
?

6$绿色 绿色 绿色 浅绿色 浅绿色 浅绿色 浅黄绿色 浅绿色 深绿色 绿色 !$<，
!$<， !$<
&$< &$<
&$< &$<
&$< !$<
!$> ;$<
; > #
; > #
; > #
6 > !
6 > ;
6 > !
6 > !
6 > ;
H > &
; > #
供试材料编号
*P7 PS T@@UVVMPN
叶色
5PWPX PS WUTYUV
小苗生长势
1OPPZ [XP\ZO 继代间隔（<） 不定芽数
继代培养 V]^ > @]WZ]XU T^MWMZ_
茎粗 6 > !AA= !$< 苗高 ; > #@A 茎粗 6 > !AA= !$< 苗高 ; > #@A
茎粗 6 > !AA= !$< 苗高 ; > #@A 茎粗$7 ! > 6AA= !$< 苗高$7 # > 67 #@A
茎粗 $7 ! > !AA= !$< 苗高 $7 # > 67 #@A 茎粗$7 # > 67 #AA= !$< 苗高$7 # > 67 #@A
茎粗 $7 # > !AA= !$< 苗高 $7 # > 67 #@A 茎粗$7 != !$< 苗高$7 # > 67 #@A
茎粗 67 # > ;AA= !$< 苗高 ; > &@A 茎粗 6 > !AA= !$< 苗高 ; > #@A
表 ! 不同选育材料外部形态及生长的特点
$%&’( ! )*+,-*’*./0%’ %12 .+*34- 5-%+%04(+/64/06 *7 2/77(+(14 8%4(+/%’6 ! ! 解剖结构比较研究 组织切片观察表明：6$个供试材料在组织结构上没有明显的区别，茎初生结构由表皮、皮层、
维管束和髓部构成。表皮和皮层含叶绿体，表皮层布满气孔；皮层和髓部有丰富的无节分枝乳汁管
（图 ! > 6，;，H）。叶早落，小而薄，由上下表皮（各一层）、海绵组织和栅栏组织（各一层），叶肉组织中
分布有丰富的无节分枝乳汁管（图 ! > !）。茎尖呈原套 >原体结构（图 ! > ;）。
! 9 低温对叶绿体、线粒体超微结构的影响
将表 ! > !中的 %个供试材料经 $B低温处理 !HO =在常温下恢复生长 6<后，取样固定制片。观 察叶绿体、线粒体超微结构的变化。没经低温处理的常规试管苗为叶绿体和线粒体正常结构，以没 经诱变处理的试管苗经低温处理后叶绿体、线粒体的变化为负对照。正常细胞的叶绿体、线粒体小、 !# 中国麻业$%&’( )*+,-. &’/ $-0/12(. !334年第 !5卷第 #期 图 ! 不同诱变处理的试管苗形态比较 67 未经诱变处理的对照小苗；!7 根癌农杆菌共培养 89抗性小苗；:7 多倍体小苗；;7 ,<.处理，耐 =>$小苗
#$% ! &’()*’+*, -+$+)+-(*+. /-01 .#//+-+)* *-+(*1+)*,
67 2?@AB?CD !7 89 E BFGHGAI@A GJ??A BFKF@FBIAFL MB?9 N? E NOCAOBF PHAJ !#$%&’()#*+, (+,)-&’*)./；:7 (FABIQ?HCL QCI@ACFAG BFKF@FBIAFL MB?9 FRQCI@AG ABFIAFL PHAJ 2?CNJHNH@ D ;7 =>$ E BFGHGAI@A $CI@ACFAG BFKF@FBIAFL MB?9 ,<. ABFIAFL FRQCI@AG 图 2 组织结构 67 茎横切，示茎的横切面结构；!7 叶横切，示叶的组织结构；:7 茎纵切，顶端分生组织结构及 乳汁管的分布；;7 茎纵切的一部分，示分枝无节乳汁管。 #$% 2 3)(*01#4(’ 40),*-54* 0/ !#$%&’() *(&+),,( 67 2B?GG E GFNAH?@ ?M GAF9S GJ?P AJF QBH9IBT GABONAOBF ?M GAF9D !7 2B?GG GFNAH?@ ?M CFIMD :7 %?@KHAOLF GFNAH?@ ?M GAF9S GJ?P CIAFR AOUF LHGABHUOAH?@ I@L GABONAOBF ?M GAF9 9FBHGAF9；;7 %IAFR GABONAOBF7 紧靠细胞膜分布，数量少，细胞被大液泡充满，细胞质少，紧贴细胞膜（图 : E 6），叶绿体由基粒和基 粒片层构成，叶绿体内有大淀粉粒（图 : E !）。来自不同种源的绿玉树品种，经 3V低温处理后，叶绿 体变成圆球状，叶绿体内基粒和基粒片层结构紊乱，淀粉粒解体，线粒体溶解，没有种源差异。其它 诱变材料经低温处理后，超微结构的变化见表 !。 !#!$$%年第 !#卷第 &期 中国麻业 ’()*+ ,-./01 )*2 ’03245+1 图 ! 叶绿体线粒体超微结构 67 正常叶绿体结构（6$ $$$ 8）；!7 正常叶绿体的一部分（!$$ $$8）97 对照小苗叶绿体线粒体损伤情况 : !$$ $$8 ;； <7 多倍体小苗叶绿体线粒体损伤情况 : 6%$$ $8 ;；%7 =>抗性小苗叶绿体、线粒体损伤情况 : 6%$$8 ;；&7 /?1处理 耐 @A’小苗叶绿体、线粒体损伤情况 : 6$ $$$ 8 ; ；#7 辐射处理耐 @A’小苗叶绿体、线粒体损伤情况 : 6%$$ $8 ;。 1： 淀 粉粒；5B：细胞壁，5’细胞质 ?：线粒体 #$% ! &’()* + ,()-.(-)/ 01 .2’0)03’*,( *45 6#(0.2045)#*
67 *CD>EF GHDIJHIDK CL JMFCDCNFEGH EOP ?QHCJMCOPDQE（6 8）R ! 7 ’EDH CL JMFCDCNFEGH （! 8）R 97 5MFCDCNFEGH EOP
?QHCJMCOPDQE CL JCOHDCF NFEOHFKH（! 8）R <7 5MFCDCNFEGH EOP ?QHCJMCOPDQE CL HKHDENFCQP NFEOHFKH（6% $$$ 8）R %7 5MFCDCNFEGH EOP ?QHCJMCOPDQE CL => S DKGQGHEOH NFEOHFKH（6%$$ $8）R &7 5MFCDCNFEGH EOP ?QHCJMCOPDQE CL @A’ S DKGQGHEOH NFEOHFKH LDC> /?1 HDKEH>KOH（6$ $$$ 8）R # 7 5MFCDCNFEGH EOP ?QHCJMCOPDQE CL @A’ S DKGQGHEOH NFEOHFKH LDC> DEPQC HDKEH>KOH（6%$$ $8）7 1T 1HEDJM UDEQOR 5BT 5KFF VEFFR 5’T JWHCNFEGHGR ?T ?QHCJMCOPDQE 6 引自云南的绿玉树 ! 引自美国的绿玉树 9 引自海南的绿玉树 < 秋水仙碱诱导的四倍体 % /?1 处理的耐 @A’小苗 & 辐射处理耐 @A’小苗 # X>抗性小苗 处理材料 HDKEHKP >EHKDQEFG7 超微结构的变化 叶绿体膨胀成圆球状，基粒和基粒片层结构紊乱，淀粉粒解体，线粒体 溶解（图 9 S 9）。 叶绿体、线粒体结构稍有紊乱，但结构仍基本保持完整（图 9 S <） 叶绿体基粒片层结构松懈，但仍保持梭形，淀粉粒大部分溶解，线粒体 近圆形（图 9 S &）。 叶绿体、结构较紊乱，不能区分基粒和基粒片层结构，线粒体成圆球形 （图 9 S #）。 叶绿体、结构较紊乱，不能区分基粒和基粒片层结构，线粒体成圆球形 （图 9 S %）。 表 7 不同选育材料低温处理后超微结构的变化特点 8*9’/ 7 &’()* + ,()-.(-)/ .2*4$/, 01 5#11/)/4( :*(/)#*’, -45/) .0’5 + 2*)5/4/5%
7% ; 低温对不同材料细胞膜透性的影响
植物受低温冷害时，其细胞膜的透性会显著增加，因此可以用膜透性的变化即电解质相对外渗
率作为衡量植物或不同品种抗寒性的指标。供试的 #个材料（表 !）经不同温度处理后电解质相对
外渗率的变化结果如图 <：在 YZ时 #种供试材料的细胞膜透性变化很接近。在 !Z时，云南、美国种
!# 中国麻业 $%&’( )*+,-. &’/$-0/12(. !334年第 !5卷第 6期
源绿玉树电解质的相对外渗率大于 437，即达到致死水平；而海南种源电解质的相对外渗率为
8!9 #7 :小于前两种，抗寒性稍强于前两者。而其它经诱变选育的材料此时的电解质外渗率均小于
837，其中以四倍体植株膜透性增大的幅度最小。经 3;处理时只有四倍体植株和经 ,<.诱变得到
的耐 =>$植株其细胞膜电解质外渗率小于 437，而其它供试材料均大于 437。 ! 讨论与结论 ! # 绿玉树不同原产地种质之间的抗寒性差异 不同种源的材料（云南、美国、海南）在解剖结构上、生长、继代培养繁殖能力上没有明显区别； 在耐低温水平上各有不同，云南种源抗性最差，!;低温处理时云南种源电解质的外渗率在大于 637 （电解质相对外渗率达 437时的温度为致死温度），叶绿体膨胀成圆球状，基粒和基粒片层松 散，失去了进行光合作用的功能，淀粉粒解体，即云南种源的致死温度为 !;；其次是美国种源，致 死温度亦为 !;（电解质相对外渗率为 4!9 87）: 海南种源抗性稍强于前两者（!;时电解质相对外 渗率为 8!9 #7）: 致死温度小于 !;，但温度降至 3;时，三个种源的绿玉树超微结构变化结果一 致：叶绿体、线粒体膨胀成圆球状，并解体。 !$ 不同途径的诱变材料低温下膜透性的差异
羟脯氨酸是脯氨酸的类似物，能够与脯氨酸竞争性地反馈抑制脯氨酸合成途径中的谷氨酸激
酶 ? 6，5 @。用羟脯筛选的突变体对这种抑制不敏感，使细胞内游离氨基酸含量比敏感型细胞高，特别是
游离脯氨酸的含量，从而提高植株的抗逆性 ? # @，本试验与前人的研究相一致，经辐射和 ,<.诱变处
理、=>$筛选的小苗生长势比正常小苗慢，植株细小，但耐低温能力较对照强，经 ,<.诱变产生的 耐 =>$植株在 3;低温时，电解质外渗率小于 437，致死温度为 !至 3;，即对 =>$不敏感植株抗 寒性增加，=>$可作为筛选抗寒突变体有效的选择压。
多倍体植株比正常二体植株生长快，继代繁殖能力强，在经 A B3;低温处理后，线粒体、叶绿体
的结构外形仍保持完整，基粒和基粒片层稍有紊乱；电解质的相对外渗率变化平缓，3;时电解质的
相对外渗率仍小于 437，即抗性寒性比其它供试材料强，这也表明四倍体绿玉树小苗比正常二倍
体苗的抗寒性强，%C等人对多倍体白桦的生理特性及抗旱性研究报道的 “多倍体植株的抗旱性比
二倍体强”相同 ? @，表明四倍体绿玉树新种质的获得为我国南方发展绿玉树提供了新的前景。
经与根癌农杆菌共培养后筛选得到的抗 DE小苗，形态结构、生长继代繁殖能力均与海南种源
的植株相近（共培养外植体来自海南）。
图 % 不同供试材料在不同温度下电解质相对外渗率的变化
&’( % )*+ ,*-.(+/ 01 2+234-.+ 5+42+-3’6’78 9.:+4 :’11+4+.7 7+25+4-794+
!!##$年第 !%卷第 &期 中国麻业 ’()*+ ,-./01 )*2 ’03245+1
参考文献：
6 7 8 简令成 9 植物抗寒性的细胞学及分子生物学研究进展 6: 8 9 北京：北京高等教育出版社，779
6! 8 ’;<=>;? :9 @9 4AB>C DB>EFBE>CA FGCHI=D JE>KHI DL=AAKHI CHJ F;HDB>CBK;H ;M KC M>;< F;AJ N GC>J=H=J CHJ H;H GC>J=H=J
LKHB=> LG=CB 6 O 8 9 ’ACHB PG?DK;AQ 7%%Q $R !$# N !$$9
6S 8 刘祖祺Q林定波 9 植物抗寒分子生物学研究进展 6 O 8 9 南京农业大学学报 ，7S，7& T7 U R 77S V 779
6W 8 林中和Q :9 ,9 X=;>I=9 木本植物细胞抗冻模型理论之研究R 胞液溶质浓度及过冷效应对抗冻之影响 6 O 8 9 中华林学季刊
T台北 U Q 7YQ S7 T! U R 7S7 V 7W#9
6$ 8 李振国 9 植物细胞质膜透性的测定 6: 8 9 上海：上海市植物生理学会编科学出版社，79
6& 8 /AKZCG )JCJ ,>CH[9 :=BC\;AKD< ;M P>;AKH= CHJ BG= G?J>;]?P>;AKH= 6 O 8 9 )HH9 0=L9 .K;FG=6% 8 (C^C> :9 2Q 5G=H + _ _9 XEDBC ( ‘9 @C>BKHC @ @9 1;KCBK;H M;> M>==^KHI B;A=>CHF= KH C P;PEACBK;H J=>Ka=J M>;<
*;>DBC> LKHB=> LG=CB 6 O 8 9 +G=;> )PPA .=H=BQ 7YYQ %$R WY# N WYW9 6Y 8 孙敬三，朱至清 9 体细胞无性系变异与突变体筛选 6: 8 9 北京：北京工业大学出版社，7#9 6 8 (K b9 (9Q .=>A?H X9 ’9Q )DGB;H ’9 :9 19 ’;A?PA;KJD CHJ BG=K> DB>EFBE>= CHJ PG?DK;A;IKFCA FGC>CFB=>KDBKFD >=ACBKa= B; LCB=> J=MKFB KH .=BEAC PCP?>KM=>C 6 O 8 9 )<=>KFCH O9 ;M .;BCH?Q 7&Q YS T7 U R & N 7W9 !#$ % &’()(*+,-’ . /+*’&)+#( /0*+*’$12 3)..’&’,* 4+2( ), !#$%&’() *(&+),,(
c- )K N dKHQ O-)*X (K N ZECH
T_EHCH ,;>=DB>? )FCJ=51(*&+-*R 5;AJ N >=DKDBCHF= ;M KCAD =HB LC?D LCD DBEJK=J F;CBKa=A?9
.CD=J ;H ;\D=>aKHI BG= <;>PG;A;IKFCA DB>EFBE>=Q J=B=>CH= P=><=C\KAKB?Q ;\D=>aKHI BG= EAe
B>C N DB>EFBE>= ;M FGA;>;PG?AA CHJ K;HQ BG= >=ACBK;HD \=BL==H BG= F;AJ N >=DKDBCHF= CHJ F=AA
DB>EFBE>=Q <;>PG;A;IKFCA DB>EFBE>= \CD= L=>= JKDFEDD=J9 +G= >=DEABD DG;L=J BGCB A;L B=CBE>= B>=CB<=HB
A=J B; FGCHI= KH <;>PG;A;IKFCA CHJ F=AAC> DB>EFBE>=9 _c’ N >=DKDBCHB CMB=> B>=CJ=J LKBG FG= =]P;D=J B;  N ! >C?D CHJ FG= FCPCFKB? ;M F;AJ >=DKDBCHF= BGCH BG= H;><=HBK;H=J DBEJK=D P>;aKJ= BG= BG=;>? CHJ B=FGHKdE=D M;> F;AJ >=DKDBCHF= \>==JKHI9
6’27&$(R !#$%&’() *(&+),,(f F=AA N DB>EFBE>=f F;AJ N >=DKDBCHF=
“&万亩苎麻农业生态示范基地项目”在涪陵启动
根据重庆市发改委 6 !##$8 7!#号文件批复：总投资 7$7&万元的“涪陵区 &万亩苎麻农业生态
示范园建设”项目已通过国家发改委立项批复。并到位国有资金 $##万元。拟着手在我区 7Y个乡镇 建立 &万亩良种苎麻生产基地，配套建设 7$##口蓄水池，7!Y公里田间道路，W### 广 7&##台动力剥麻机，以及打包机。
目前，该项目已列为涪陵区农业产业结构调整重点实施项目，其种植基地及优质高产示范园区
建设部分已由涪陵区农业局完成了实施方案和作业设计报批，并和基地乡镇签订了项目实施合同，
这标志着“&万亩苎麻农业生态示范基地项目”正式在涪陵区启动实施。
T重庆市涪陵区农业局经作站 张龙云供稿 U
$$