全 文 ：
第 28 卷第 2 期 唐山师范学院学报 2006 年 3 月
Vol. 28 No.2 Journal of Tangshan Teachers College Mar. 2006
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基金项目：唐山市科技攻关项目（03132001A），河北省科技攻关项目（05276416）
收稿日期：2005-11-20
作者简介：段英姿（1974-），女，山东济宁人，唐山师范学院生物科学技术系讲师，农学硕士。 - 21 -

秋水仙碱诱导菘蓝多倍体的研究
段英姿，陈玉琴，柴凤瑞
（唐山师范学院 生物科学技术系，河北 唐山 063000）

摘 要：采用直接浸渍和加入培养基法对菘蓝种子进行诱导，探讨秋水仙碱诱导菘蓝多倍体的方法。结果表
明：用秋水仙碱诱导菘蓝多倍体植株是有效的，已有部分植株已加倍成为同源多倍体。
关键词：菘蓝；秋水仙碱；多倍体诱导
中图分类号：Q949.9 文献标识码：B 文章编号：1009-9115（2006）02-0021-03

利用组织培养技术人工诱导多倍体，是获得新品种的重
要途径之一，方法简单，实验条件容易控制，重复性好，处
理植株量大，诱导率高，繁殖快。多倍体药用植物一般具有
根、茎、叶和花果的巨型性，抗逆性强，药用成分含量高等
特性，这正是药材优质、高产育种所期望达到的目标。[1]菘
蓝，Isatis indigotica Fort，又称草大青，为十字花科二年生
草本植物。以根和叶入药，其根叫板蓝根，叶叫大青叶，都
是常用中药。味苦，性寒，有清热解毒，凉血功能，根据现
代医学研究，它对流感病毒和多种病毒都有抑制作用。在临
床上主要用于治疗流行性感冒，流行性腮腺炎，流行性乙型
脑炎，急性传染肝炎及咽喉肿痛等症。[2]因此为了适应生产
的需要，提高药用化学成分含量，本研究对菘蓝进行多倍体
诱导，从处理方式、秋水仙碱浓度和处理时间对诱导多倍体
的效应及多倍体鉴定等方面进行了研究。
1 材料和方法
1.1 材料 选取成熟、饱满品质优良的菘蓝种子
1.2 菘蓝多倍体诱导
1.2.1 浸渍法 将消毒的菘蓝种子分别放入 50、100、200、
400、600 mg·L-1的秋水仙碱溶液中浸泡，分别处理 12h、
24h、48h，然后接种到 MS 培养基中进行培养，各设 3 次重
复，每处理 150 粒。
1.2.2 加入培养基法 把菘蓝种子分别接种到加有 30、60、
90、120 mg·L-1不同浓度秋水仙碱的 MS 培养基中，依次
分别处理 7d、14d、28d，然后接种到无秋水仙碱的分化培
养基中进行培养，各设 3 次重复，每处理 150 粒。
1.2.3 培养基和培养条件 分化培养基: MS +2 mg·L-16-BA
+ 0.2 mg·L-1NAA +5.5 g·L-1琼脂+3%蔗糖；生根培养基：
1/2MS+0.2 mg·L-1IAA + 0.3 mg·L-1NAA+5.5g·L-1琼脂+ 2%
蔗糖。培养条件：25±1℃温度和光照度 2000 lx，12 h·d-1 。
1.3 多倍体鉴定
1.3.1 外部形态的观察与鉴定
菘蓝种子发芽后，观察其外部形态的变化，筛选其中的
外部形态有变异的植株进行分化培养。继续观察，统计其变
异率。
1.3.2 气孔的比较观察
据报道，[3][4]同一植株的多倍体要比二倍体气孔稍大。我
们对菘蓝气孔进行了观察。取同一位置和大小相近的二倍体
和多倍体试管苗叶片，撕取下表皮，放在显微照相仪器上进
行观察并照相。每个叶片随机测 20 个气孔大小，取平均值
进行比较。
1.3.3 染色体数目观察
对加倍处理后的试管苗，在根长达 1cm 左右时，早晨
9.00~10.00切取4~6mm根尖，用蒸馏水洗3遍，放入0.002mol·l-1
的 8-羟基喹啉中，在避光室温下预处理 3h。然后放入卡诺固定
液（无水乙醇：冰醋酸=3：1）中，在低温下固定 24h，水洗后
在预热 60℃的 1mol·l-1HCl 中处理 8~10min,然后经水洗后再放
到 2%的纤维素酶液中，在 37℃恒温箱中解离 30 min，水洗后
用卡宝品红染色 10min，压片，镜检，拍照。
2 结果与分析
2.1 秋水仙碱对诱导菘蓝加倍的效果
秋水仙碱诱导结果表明，在浸渍法中，秋水仙碱对种子
的成活率没有明显的影响，多倍体出现的频率并不随浓度的
增加和处理时间的延长而增加(图 1)。其中浓度为 400 mg·L-1
时才有变异株出现，浓度为 600 mg·L-1秋水仙碱在处理时间
上对加倍率的影响存在极显著差异，以 400 mg·L-1秋水仙碱
浓度处理 48h 的效果最显著，加倍率约占 12.00%（表 1、图 1）。
在加入培养基时，将种子接种于 30~120 mg·L-1浓度的
秋水仙碱的培养基中处理 7～28d，均有利于多倍体的发生，
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秋水仙碱处理时间、处理浓度都对加倍率存在极显著差异，
开始时诱变率随着秋水仙碱浓度的增加而增加，但当增加到
一定浓度时，诱变率反而降低（图 2），从产生多倍体频率来看
90 mg·L-1处理 28d 的效果最好，加倍率最高达 28.30%（表 2）。
表 1 不同浓度秋水仙碱浸种的加倍效果
成活率 /% 加倍率 /% 秋水仙碱浓
度/mg·L-1 12h 24h 48h 12h 24h 48h
50 93.10±0.00 94.00±2.00 90.00±0.00
100 90.00±0.00 94.00±2.00 90.00±0.00
200 92.00±2.00 92.00±2.00 94.00±2.00
400 93.60±2.00 92.00±2.00 89.33±5.03
600 92.80±2.00 90.00±0.00 89.67±1.15
0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00
0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00
0.00±0.00 0.00±0.00 0.00±0.00
3.84±0.82 5.26±0.41 12.00±2.00
0.00±0.00 1.78±0.33 6.67±3.15
表 2 不同浓度秋水仙碱加入培养基对种子的加倍效果
成活率 /% 加倍率 /% 秋水仙碱浓
度 /mg·L-1 7 d 14 d 28d 7d 14d 28d
30 96.00±0.00 93.30±0.33 94.00±0.00
60 93.30±0.33 86.60±0.33 91.60±2.31
90 84.00±0.00 92.00±0.00 86.67±1.55
120 89.25±0.41 85.00±0.00 86.49±0.82
0.00± 0.00 4.67± 1.15 8.67 ± 1.15
8.00±0.00 7.33±1.15 11.00±0.00
16.00±2.00 24.67±2.31 28.30±0.00
18.67±1.55 20.00±0.00 22.67±1.15
图1 不同浓度的秋水仙碱浸种的诱导效果
0
5
10
15
50 100 200 400 600
浓度 /mg.L-1
变
异
率
/
%
12h
24h
48h

图2 不同浓度俄秋水仙碱加入培养
基的诱导效果
0
5
10
15
20
25
30
30 60 90 120
浓度 /mg.L-1
变
异
率
/
%
7d
14d
28d
可见菘蓝多倍体的诱导频率随处理时间、秋水仙碱浓度
的不同诱导效果均有不同。加倍率随着时间和浓度的变化而
变化，处理时间越短、秋水仙碱浓度越低、加倍率越低；处
理时间延长、秋水仙碱浓度增加，加倍率亦随之增加，但增
加到一定浓度加倍率反而降低。因此要获得较高的加倍率，
处理时间和秋水仙碱浓度是非常重要的。
2.2 人工多倍体的鉴定
2.2.1 形态变化
研究发现，用秋水仙碱处理的菘蓝的种子发芽慢、粗、
短，且胚轴明显膨大,未经处理的种子芽生长快、细、长、
且长有根。将外部形态发生变异的幼芽转入分化培养基中，
在后代成苗的过程中，新生幼苗的外部形态再一次出现差
异。有的幼苗与对照组一样，有的幼苗叶片肥厚宽大，色泽
深绿，叶脉粗而明显，叶柄基部膨大，叶的皱褶增多，叶缘
齿也增多（图 3）。
2.2.2 气孔变化
对外部形态有变异的植株叶片的气孔显微观察发现，变
异株的气孔明显大于二倍体的气孔（图 4）。
每视野中变异株的气孔数明显少于二倍体的气孔（表 3）。
2.2.3 染色体数目的观察 在形态鉴定基础上， 对试管苗
根尖染色体作了显微鉴定，以未处理植株为对照，其染色体
数为 2n=14，发现变异株的染色体数为 14～56条不等（图 5），
有的植株含有多种倍性的染色体，即含有单倍体细胞，又含
有多倍体细胞；部分植株为同源多倍体。这说明用秋水仙碱
诱导菘蓝获得多倍体的方法是有效的，用上述形态方法鉴定
多倍体也是有效的。
3 讨论
3.1 利用秋水仙素诱导染色体加倍，已经在多种植物上获
得成功，并育成了一些品种。实验表明，不同的秋水仙素浓
度，不同的的处理时间，产生的诱导效果不同。秋水仙素的
浓度相同，处理的时间越长，其诱导率越高；处理时间相同，
秋水仙素的浓度越高，其诱导率也越高。但对于不同的诱导
方法，诱导效果有所不同。如高山林[3]在含 10 mg·L-1秋水
仙素的培养基上培养丹参幼芽最高诱导率为 6%；陈柏君等[5]
将愈伤组织放入秋水仙素溶液浸泡一段时间诱导黄芩同源
四倍体，诱导率最高为 40%。另外，要想筛选出最佳的诱导
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方法应该把诱导时间和诱变剂量组合起来，筛选出最佳的诱
导时间和诱变剂量；本实验采用直接浸种和加入培养基法进
行诱导。结果显示：以加入培养基法的诱导效果明显优于直
接浸种的诱导效果，其诱导率达到了 28.30%。
3.2 本实验在筛选中将外部形态变化和染色体变异结合起
来，发现外部形态发生变异的植株的染色体数目也发生变
异。因此，首先可将外部形态的变化作为初步鉴定多倍体的
一个依据，再结合根尖染色体显微观察，从细胞水平上进一
步鉴定，这样可以省时省力，不用每株都进行鉴定，再从后
代花粉的倍性进一步鉴定筛选，得到性状稳定植株。
表 3 多倍体与二倍体的气孔的比较
倍性 叶面积/cm2 气孔数/个 气孔长/µm 气孔宽/µm
二倍体 0.25 54.50±1.81 90.00±0.66 76.00±0.56
多倍体 0.25 23.50±1.51 153.70±0.59 105.10±0.64
相对数/% 43.5 170.7 138.3
A B C D
图 3 菘蓝二倍体与多倍体的幼苗比较 A 对照组幼芽；B 变异幼芽；C 对照组幼苗；D 变异植株
A B A B
图 4 菘蓝二倍体与多倍体的气孔比较 图 5 菘蓝二倍体与多倍体的染色体数目比较
A 二倍体的气孔 (10×40)；B 多倍体的气孔 (10×40) A 二倍体染色体(10×100)；B 多倍体染色体(10×100)
参考文献：
[1] 张爱民,常莉,薛建平.药用植物多倍体诱导研究进展[J].中国中药杂志,2005,(9): 645.
[2] 乔传卓,吴美枢,戴富宝,等.菘蓝多倍体育种的研究[J].植物学报,1989,31(9):678-683.
[3] 高山林,徐德然,蔡朝晖,等.丹参同源四倍体新物种的培养[J].中国药科大学学报,1992,23(4):224-228.
[4] 张友鹏,李际红,李国兴.杨树多倍体诱导及气孔检测初报[J].山东林业科技,1998,14(6):11-15.
[5] 陈柏君,高山林,卞云云.黄芩组织培养同源四倍体的诱导[J].植物资源与环境学报,2000,9(1):9-11.

A Study on Induction of Polyploidy in Isatica Indicago by Colchicine
Treatment
DUAN Ying-zi, CHEN Yu-qin, CHAI Feng-rui
(Biology Department of Science and Technology, Tangshan Teachers College, Hebei Tangshan 063000, China)

Abstract: Purpose: To explore the technique of induction of polyploidy in Isatica indicago by colchicine treatment. Method:
Induction of polyploidy by colchicine treatment is efficacious, and part of the doubled plants were identified as homologmous
tetraploids.
Key words: isatica indicago; colchicine; polyploid induction
责任编辑、校对：李春香