全 文 ：收稿日期:2005 - 09 - 10
基金项目:福建省科技厅资助项目(2004 -NZ02 - 2)。
作者简介:郑君强(1969 -),男 ,讲师。研究方向:果树栽培与育种。
*通讯作者。
金柑多倍体诱导初探
郑君强 1 , 陈露薇 2 , 罗筱玉1 , 陈桂信 2* , 赖钟雄 2
(1.福建省三明农业学校 ,福建 沙县 365500;2.福建农林大学园艺学院 ,福建 福州 350002)
摘要:以秋水仙素为诱变剂 ,应用混培法和浸渍法诱导金柑(F ortunella crassifolia Sw ing l)多倍体 , 结果表明:浸渍法的诱导
效果优于混培法;种子用 0. 1%秋水仙素浸渍 60 h,多倍体诱变率最高 , 达 22%;变异植株移栽的成活率高于二倍体;变异植
株茎粗 、矮化 ,叶片变大 、蜡质层厚 ,叶色浓绿 ,气孔增大 , 气孔密度减少 ,具有较强的抗逆性。
关键词:金柑;秋水仙素;多倍体
中图分类号:S666. 9 文献标识码:A 文章编号:1673-0925(2005)04-0017-04
A prelmi inary study on induction of polyplo id in kumquat(Fortunella crassifolia Sw ingl)
ZHENG Jun-qiang1 , CHEN Lu-we i2 , LUO X iao-yu1 , CHEN Gui-xin2 , LA I Zhong-xiong2
(1. Sanm ing Ag ricu ltura l Schoo l, Shax ian, Fu jian 365500, Ch ina;2. Co llege of H orticu lture, Fujian Ag ricu ltu re and Fore stry Uni-
ve rsity, Fuzhou, Fu jian 350002, China)
Abstrac t:The seeds of kumqua t(F ortunella crassifolia Sw ing l) w ere treated w ith co lchic ines to induce the po lyp lo idy plants. The
re su lts showed that the inducing effect of dipping seeds w ith co lchcine so lu tion w as superior to cu lturing in the media con taining
co lchcine; the ra te o f induction in dipping seeds w ith 0. 1% co lchcine for 60 hours was the highest, reach ing 22%;comparing w ith
the diploidy p lants, the surv iving ra te in transplan ting fo r the vary ing plan ts w e re h igher; the vary ing plan ts had w ide and short
stem s, larger g reen leaves w ith th ick w ax laye rs and larg er stom as whose densitie s we re le ss than the diplo ids, strong resistance s.
K ey words:kumqua t;co lchicines;po lyploid
金柑(Fortunella crassifolia Sw ing l),又名金桔 ,原产我国 , 《本草纲目》校点本记载 “江南金柑始出遂
川 ”,已有上千年的栽培历史 ,在唐朝初被誉为贡品。金柑果实含有糖类 、脂肪 、蛋白质 、果胶 、有机酸 、维
生素 、矿物质黄酮类化合物及大量芳香油 ,尤其是维生素 C含量极为丰富 ,宜鲜食亦可做蜜饯 。金柑果实
有理气解郁 、止咳化痰 、解渴生津 、醒酒消积之功 ,特别是对慢性气管炎有一定的食疗效果 ,因此 ,具有较高
的食用和药用价值。金柑树势中等 ,为灌木或小乔木 ,树冠紧凑 ,叶长椭圆形 ,质厚 ,一年多次开花 ,果实椭
圆形 ,果面橙黄色 ,光滑 ,皮较厚 。盆栽金柑可作为节日观赏和居室美化 ,具有极高的观叶观果价值 [ 1] 。
据前人研究 ,柑桔多倍体由于具有组织器官巨型化和较强的不育性 ,因此 ,培育多倍体金柑 ,对于提高
其果实的食用价值 、抗性和观赏性具有较大的实践意义 [ 2, 3] 。目前 ,诱导柑桔多倍体主要采用秋水仙素处
理芽 、种胚或愈伤组织 。本研究借鉴前人有关其它柑桔类果树诱导多倍体的方法 ,采用秋水仙素处理种胚
后组织培养和将种胚接种到含秋水仙素的培养基中 ,观察种胚的诱导情况 ,对移栽成活的植株 ,采用气孔
形态观察法初步鉴定 ,找出多倍体植株 ,为金柑的新品种选育提供材料 。
1　材料与方法
1. 1　植物材料
供试材料为市售金柑果实 ,取出种子 ,去除外种皮 ,备用 。
1. 2　培养基配制
基本培养基成分为 MS, BA为 1. 0mg L -1 , NAA为 0. 1mg L - 1 ,糖浓度 3. 0%,琼脂为 0. 8%, pH值
亚热带农业研究 第 1卷 第 4期
Sub tropical Agriculture Research 2005年 11月
DOI牶牨牥牣牨牫牫牪牨牤j牣cnki牣subtrop牣agric牣res牣牪牥牥牭牣牥牬牣牥牥牭
调至 5. 8,分装到 100mL三角瓶中 ,每瓶装 25mL,瓶口用聚丙烯薄膜包封;在 1. 1 kg cm - 2 , 121 ℃,高压
灭菌 20 m in,冷却 ,备用 。
1. 3　多倍体诱导
1. 3. 1　混培法 [ 4] 　将秋水仙素配成 50mg L - 1 ,待培养基煮好后 ,按体积比加入秋水仙素 ,使其浓度达到
0. 2%,搅拌均匀 ,装瓶 、封口 ,高压灭菌。将消毒好的种胚接到该培养基上 ,培养温度 (25±2) ℃,光强
1200 Lx,光周期 12 h。以不加秋水仙素的培养基作对照 ,每隔 30 d观察记录 1次。
1. 3. 2　浸渍法 [ 5 -10] 　将秋水仙素配成 0. 1%、0. 2%、0. 5%、1% 4个浓度 ,分别装到 10 mL离心管中 ,用液
氮冻融法灭菌;将去除外种皮的无菌金柑种子浸入其中 ,处理时间为 28 h、60 h、15 d。由于金柑种子外种
皮较厚 ,一定要剥干净 ,秋水仙素才能完全起作用。当处理达到既定时间时 ,取出种子接种到不含秋水仙
素的培养基上 ,以不用秋水仙素处理的种子作对照 ,每隔 30 d观察记录 1次。
1. 4　观察记录
每隔 30 d观察记录 1次 ,观察植株的形态 ,估测植株高度 、叶片大小 ,统计存活率 、变异率和死亡率 。
1. 5　变异植株的鉴定
撕取变异株和二倍体植株叶片下表皮进行压片 ,在显微镜下观察气孔大小及数量 、密度。
2　结果与分析
2. 1　培养基中加入秋水仙素对金柑多倍体诱导的影响
由四季桔种子的诱变结果可知 ,将种子接种到含 0. 2%秋水仙素培养基中培养 50 d,诱导率最高 ,达
9. 75%[ 11] 。因此 ,本试验借鉴四季桔种子诱变的方法 ,将无菌的金柑种子接种到 0. 2%秋水仙素的培养基
中培养 50 d,观察秋水仙素对金柑多倍体的诱导效果 (表 1)。从表 1可见 ,混培法死亡率高于对照 [ 12] ,达
70%;变异率为 4%,低于四季桔(9. 75%)[ 11] ,这一结果说明 ,混培法对金柑种子的诱变效果不明显 。
表 1　培养基中加入秋水仙素对金柑多倍体诱导的影响 1)
Tab le 1　E ffects of add ing colch cine in m edia on induction of polyp loid s in kum quat
接种数 /个 死亡数 /个 死亡率 /% 变异株 /株 变异率 /%
CK 50 10 20 0 0
混培法 50 35 70 2 4
　1)表中数据为接种后 50 d的统计结果。存活率 /%=(存活外植体个数 /接种外植体总数)×100;变异率 /%=(变异的外植体个数 /总接
种数)×100;死亡率 /%=(无生长迹象的外植体 /总接种个数)×100。
图 1　双叶脉变异植株 (0. 1%, 28 h处理)
Fig. 1　V arying p lant of kum quat w ith tw o leaf vein s by trea-
ting w ith 0. 1% co lchcine solu tion for 28 h ours
2. 2　秋水仙素浸渍浓度和时间对金柑多倍体诱导的
影响
用不同浓度秋水仙素浸渍消毒过的金柑种子 ,设置不
同浸渍时间 ,接种于不含秋水仙素的培养基中 ,探讨秋水仙
素浸渍处理对金柑多倍体诱导的效果 (表 2)。由表 2可
见 ,金柑种子对秋水仙素敏感 ,低浓度 (0. 1%)浸渍就会诱
发变异 ,以浸渍 60 h的诱导效果最好 ,诱变率达 22%,死亡
率 7%;当浸渍浓度大于 0. 2%时 ,随着浸渍浓度的增加 ,变
异率呈下降趋势 ,死亡率上升 (浸渍浓度为 0. 1%时 ,平均
死亡率为 23%;浸渍浓度为 0. 2%时 ,平均死亡率为 30%;
浸渍浓度为 0. 5%,平均死亡率为 50%;浸渍浓度为 1%时 ,
平均死亡率最高 ,达 54%)。试验观察中还发现 ,在变异植
株中有一定比例的植株产生双叶脉突变(图 1)。
18 亚　热　带　农　业　研　究 第 1卷
表 2　秋水仙素浸渍浓度和时间对金柑多倍体诱导的影响 1)
Tab le 2　E ffects of dipping concen tration and tim e of co lchcine on induction of polyploids in kum quat
浸渍浓度 /% 浸渍时间 种子数 /个 死亡数 /个 死亡率 /% 变异株数 /株 诱变率 /%
0. 1 28 h 50 5 10 10 20
60 h 50 7 14 11 22
15 d 50 5 10 9 18
0. 2 28 h 50 7 14 6 12
60 h 50 14 28 2 4
15 d 50 24 48 0 0
0. 5 28 h 50 25 50 4 8
60 h 50 20 40 2 4
15 d 50 30 60 2 4
1. 0 28 h 50 20 40 1 2
60 h 50 21 42 2 4
15 d 50 40 80 1 2
　1)表中数据为接种 30 d的统计结果。
　　表 3　变异植株与二倍体植株移栽成活率比较
　　Tab le 3　Com parison in su rviving rate af ter transplan ting
　　b etw een vary ing p lan ts and d ip loid p lan ts
测定项目 移栽苗数株
死亡数
株
成活数
株
成活率
%
变异植株 20 4 16 80
二倍体植株 20 10 10 50
2. 3　变异植株移栽成活率观察
将瓶盖打开 ,在培养室放置 7 d,取出植株 ,用无菌水
洗净根部 ,用 10%多菌灵浸泡 5m in,移栽到洗净的细砂
中 ,放置在避免阳光直射的地方 ,定期喷水 ,以雾状喷洒
为佳。成活后 ,浇 MS大量元素稀释液 (稀释 100倍 ),移
栽后 15 d统计存活率 , 30 d后上盆。移栽结果见表 3。
从表 3可见 ,变异植株长势好 、抗性强 ,移栽成活率高;而
二倍体植株 (图 2)长势较差 、抗性弱 ,移栽成活率较低。移栽中还发现 ,以 0. 1%秋水仙素浸渍 28 h诱导
的变异植株长势最好 。
2. 4　变异植株与二倍体植株形态特征与叶片气孔解剖的比较
将移栽成活的变异植株(图 3)和二倍体植株进行形态特征的测定与叶片气孔解剖观察的比较 ,结果
表明 ,变异植株绝大多数出现矮化(表 4),茎加粗 ,叶片变大 、肥厚 ,叶色浓绿 ,蜡质层厚(图 1)。气孔解剖
观察发现 ,叶下表皮气孔保卫细胞明显增大 ,单位面积的气孔数目减少 ,气孔显著增大 (表 4)。
图 2　二倍体植株
Fig. 2　D ip lo id plan t of kum quat
图 3　变异植株
F ig. 3　Varying p lant of kumquat
表 4　变异植株与二倍体植株形态特征与叶片气孔解剖的比较 1)
Tab le 4　C omparison inm orph olog ica l characters of p lan ts and anotom ica l characters of stom a in leaves between varying p lan ts and dip loid p lan ts
测定项目 株高
cm
叶长 /叶宽 叶厚
cm
气孔大小 /μm
长轴 短轴 长轴 /短轴
气孔密度
个 cm - 2
气孔面积
μm2
变异植株 4. 25 2. 80 /1. 80 0. 03 17. 30 13. 43 1. 29 540. 12 729. 54
二倍体植株 4. 80 1. 45 /0. 55 0. 02 16. 21 12. 97 1. 25 578. 51 660. 15
　1)取样部位为顶部第 2叶。以上数据为 30个样本的平均值 ,气孔面积 =π×长轴 ×短轴。
19 第 4期 郑君强等:金柑多倍体诱导初探
3　讨论
由本试验结果可知 ,用秋水仙素浸渍金柑种子比直接在培养基中加秋水仙素效果好 。这可能是因为
在浸渍法中 ,金柑种子完全浸没在秋水仙素溶液中 ,吸收面积大;而在混培法中 ,金柑种子仅与培养基表面
接触 ,吸收慢;浸渍法中 ,金柑种子秋水仙素的富集量明显高于混培法。
金柑种子对秋水仙素敏感 ,低浓度(0. 1%)浸渍 60 h诱导效果最好 ,诱导率高达 22%。随着浸渍浓度
的提高 ,诱导效果反而下降 。主要是由于浸渍浓度上升 ,对种子毒害增大 ,甚至导致死亡。
移栽试验表明 ,变异植株成活率比二倍体高。主要是由于变异植株蜡质层变厚 ,气孔变大 ,单位叶片
面积气孔数减少 ,蒸腾失水少 ,抗性增强 ,这可从气孔解剖试验中得到印证。
本试验得到的金柑变异植株茎粗 ,矮化 ,叶片较二倍体大而肥厚 ,叶色深绿 ,生长速度快 ,抗性强 ,移栽
成活率高。前人研究发现 ,多倍体柑桔的果实会出现色泽加深 ,种子数减少 ,甚至出现无籽果实 ,观赏性和
可食性大大提高 。因此 ,采用秋水仙素诱导金柑多倍体在生产和育种上具有很大的发展前景 ,本研究得到
的变异植株可为金柑多倍体育种提供筛选材料 。因试验时间有限 ,未能将变异植株的染色体倍性进行鉴
定 ,有待今后进上步研究。
参考文献:
[ 1] 华南农业大学主编.果树栽培学各论(南方本)[M ] .北京:中国农业出版社 , 2000. 7 -9.
[ 2] 沈德绪. 果树育种学 [M ] .北京:国农业出版社 , 2001. 107 - 116, 132 - 134.
[ 3] 陈振光. 园艺植物离体培养学 [ M ] .北京:中国农业出版社 , 1996. 141 -147.
[ 4] 牛维和 , 徐玉冰 ,刘纪红. 诱导君子兰多倍体的初步研究 [ J] .园艺学报 , 1986, 13(1):13 -18.
[ 5] 王利 , 郑思乡 ,李枝林 , 等.库拉索芦荟的多倍体诱导及其变异初报 [ J] . 云南植物研究 , 2001, 23(4):493 -496.
[ 6] 张兴翠 , 梁国鲁 ,阎勇 , 等.互叶白千层组织快繁及多倍体诱导 [ J] . 西南农业大学学报 , 2000, 22(6):507 -509.
[ 7] 雷家军 , 吴禄平.草莓茎尖染色体加倍研究 [ J] .园艺学报 , 1999, 26(1):13 - 18.
[ 8] 余晓燕 , 张光第.多倍体萱草的引种观察 [ J] .北方园艺 , 1999, (4):34 - 36.
[ 9] 杜仙明 , 郑素秋.小白菜多倍体诱导试验 [ J] .湖南农学院学报 , 1995, (1):25 - 27.
[ 10] 王鸿鹤 ,葛欣 , 徐启江 , 等. 秋水仙碱诱导重瓣大岩桐(Sinn ing ia speciosa)多倍体的研究 [ J] . 热带亚热带植物学报 ,
1999, 7(3):237 -242.
[ 11]郑君强 ,罗筱玉 , 方小燕 ,等. 四季桔多倍体诱导研究初报 [ J] . 福建果树 , 2005, (3):6 - 8.
20 亚　热　带　农　业　研　究 第 1卷