全 文 ：此文于 1997 年 8 月 1 日收到。
吉林省科委应用基础科研课题资助项目。
平阳霉素 ( Pingyangmycin)对小麦
诱变效应的研究
朴铁夫　原亚萍　李国全　于少华
李　梦　孙忠农　许耀奎　包和平
(吉林农业大学　农学系　长春　130118)
本试验研究了平阳霉素 ( Pinyangmycin) 对小麦的诱变效应。用平阳毒素 10μg/
ml、30μg/ ml 和 50μg/ ml 浓度处理小麦种子 , M1 根长平均数分别为 20106cm、
17184cm 和 17107cm ,3 种浓度平阳霉素处理均比 013 %EMS 处理抑制根长的效应
显著 ;平阳霉素 10μg/ ml、30μg/ ml 和 50μg/ ml 3 种浓度处理的根数平均数分别为
4159、3197 和 3153。平阳霉素处理的根数平均数明显少于对照和 013 %EMS 处理 ;
平阳霉素 10μg/ ml、30μg/ ml 和 50μg/ ml 3 种浓度处理的 M1 苗高平均数分别为
7139cm、6193cm 和 6169cm ,比对照苗高有明显降低。平阳霉素 10μg/ ml、30μg/ ml
和 50μg/ ml 浓度处理 ,出苗率分别为 73 %、69 %和 66 % ,M1 根尖细胞染色体畸变率
分别为 6115 %、7131 %和 5117 % ,M2 突变率分别为 2125 %、2155 %和 3183 % ;平阳
霉素处理比对照和甲基磺酸乙酯 ( EMS) 处理 ,对 M1 出苗率及根尖细胞染色体畸变
率都有明显的影响 ,试验结果表明平阳霉素是一种具有较强诱变效应的新诱变剂。
关键词 :平阳霉素 　小麦 　诱变效应
平阳霉素 ( Pingyangmycin)是中国医学科学院抗菌素研究所和华北制药厂由轮枝链霉菌
平阳新变种 ( S t reptom yces verticill us var . pinyangensis)研制的抗肿瘤抗生素 ,对多种癌症有较
好的疗效[1 ] 。平阳霉素能够诱发哺乳类动物和蚕豆发生染色体畸变[2 ,3 ] ,但平阳霉素对小麦
的诱变效应还未见报道。为了筛选新的应用于作物的诱变剂 ,我们研究了平阳霉素对小麦的
诱变效应。
材 料 与 方 法
选用遗传性稳定的小麦品种“吉麦 2 号”。种子粒选后用蒸馏水浸种 12h (20 ℃±2 ℃) ,然后
分别装入尼龙网袋中 ,浸入 0101M pH7 磷酸缓冲液 ,013 %EMS 溶液 ,10μg/ ml、30μg/ ml 和 50μg/
ml 的平阳霉素溶液处理 12h ,药液和种子比例为 1 粒/ ml ,处理后用水洗 2h ,晾干后立即播种。
M1 和 M2 各处理按随机区组设计种植 ,观察和统计 M1 损伤和 M2 性状突变频率和突变谱。
田间试验是 1994～1995 年在吉林农业大学农业实验站进行的。
将处理过的一部分种子置于 25 ℃±1 的恒温箱中催芽。待根长为 1cm～115cm 时 ,于上
931　核 农 学 报　1998 ,12 (3) :139～145Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
午 10∶00～11∶00 时切下根尖 ,用卡诺氏固定液固定 24h。用 1N HCl 在 60 ℃水浴锅中解离
12min ,改良卡宝品红染色 ,常规压片 ,镜检 ,观察各类染色体畸变 ,统计畸变类型及畸变频率。
将处理过的另一部分种子播在网室中的黑泥盆 (直径 30cm) 中 ,每个处理播 1 盆 ,每盆 50
粒 ,设 3 次重复 ,随机区组排列 ,在 M1 生育期间对苗高、根长 ,根数等进行测定。
结 果 与 分 析
(一) 平阳霉素对小麦 M1 的生理损伤效应
11 对小麦 M1 苗高的影响 : 用不同浓度的平阳霉素 (天津河北制药厂产品) 处理小麦种
子 ,对小麦 M1 的苗高均有不同程度的影响 ,如表 1 所示。
试验结果表明 ,随着平阳霉素处理浓度的提高 ,苗高随之降低。对苗高数据进行统计分析
的结果表明 ,平阳霉素 3 种浓度处理 ,苗高均显著地低于对照 ,平阳霉素对小麦苗高的抑制作
用较强。
21 对小麦 M1 根长、根数、出苗率的影响 : 用不同浓度的平阳霉素处理 ,对小麦 M1 的根
长、根数、出苗率均有明显的影响 (如表 2 所示) 。
表 1 　不同处理对小麦 M1 苗高的影响
Table 1 　The influence of different t reatments on the seedling height of M1 wheat
处　理
Treatment
苗　高
(cm ±s)
Seedling height
差异显著性
Differentiation signification
5 % 1 %
CK 8186 ±1131 a A
EMS 013 % 8159 ±0172 ab AB
Pingyangmycin
10μg/ ml 7139 ±0165 b AB
30μg/ ml 6193 ±1180 b AB
50μg/ ml 6169 ±1188 b B
表 2 　不同处理对小麦 M1 根长、根数、出苗率的影响
Table 2 　The influence of different t reatments on the root length ,
root number ,emerging seedling rate of M1 wheat
处　理
Treatment
根长±s
Root length
根数±s
Root number
出苗率
Seedling
emerging rate
CK 26175 ±1102 4174 ±0120 82
EMS 013 % 22166 ±1183 4126 ±0183 77
Pingyangmycin
10μg/ ml 20106 ±0136 4159 ±0124 73
30μg/ ml 17184 ±0154 3197 ±0181 69
50μg/ ml 17107 ±1145 3153 ±0118 66
041 核　农　学　报 12 卷
表 2 数据表明 ,随着平阳霉素处理剂量的加大 ,对根长、根数、出苗率的影响愈加明显。用
013 %EMS 处理 ,根长平均数为 22175cm ;用 10μg/ ml、30μg/ ml 和 50μg/ ml 浓度的平阳霉素处
理 ,根长平均数分别为 20106cm ,17184cm 和 17107cm。平阳霉素 3 种浓度处理均比 013 %
EMS 处理抑制根长的效应显著 ,而且随着平阳霉素浓度的增高对根长的抑制效应愈加明显 ,
这种抑制根长的效应和平阳霉素处理的浓度呈正相关。对照的根数平均数为 4174 ,013 %
EMS 处理的根数平均数为 4126 ;10μg/ ml、30μg/ ml 和 50μg/ ml 平阳霉素处理的根数平均数明
显少于对照和 013 % EMS 处理 ,表明平阳霉素浓度愈大对根数的影响愈大。
(二) 平阳霉素对小麦 M1 根尖细胞染色体的诱变效应
小麦种子经平阳霉素处理后 ,根尖细胞染色体发生了明显的变化。小麦 M1 根尖细胞染
色体第一次有丝分裂末期出现了各种染色体畸变类型 (表 3) 。
表 3 　不同处理对小麦 M1 根尖细胞染色体畸变情况
Table 3 　Chromosomal aberration of root tip cells in M1 wheat by P YM and EMS
处理
Treatment
观察根尖数
No. of root
tip observed
观察细胞数
Cells number
observed
染色体桥 3
Chromosome bridge
单桥
Single
bridge
双桥
Double
bridge
落后染
色体 3 3
Lagging
chromosome
染色体
断片 3 3 3
Chromosome
fragment
总数
Total
总畸变 ( %)
Totale
aberration
CK 30 529 2 2 01378
EMS 013 % 30 642 4 1 24 29 41517
Pingyangmycin
10μg/ ml 30 537 6 2 3 22 33 61145
30μg/ ml 30 561 11 3 1 26 41 71308
50μg/ ml 30 503 1 25 26 51169
　　　3 　表中数据指具有染色体单桥的细胞和具有染色体双桥的细胞数目
The data are number of cells having chromosomal single bridge and chromosomal double bridge.
　　3 3 　表中数据指具有落后染色体的细胞数目
The date are number of cells having lagging chromosome.
　3 3 3 　表中数据指具有染色体断片的细胞数目
The data are number of cells having chromosomal fragment
表 3 数据表明用平阳霉素 3 种浓度处理 ,小麦根尖细胞染色体畸变率均高于对照和 EMS
处理 ,其中以平阳霉素 30μg/ ml 处理染色体畸变率最高为 71308 % ,平阳霉素 10μg/ ml 处理次
之 ,为 61143 % ,平阳霉素 50μg/ ml 处理在 3 种平阳霉素浓度处理中最低为 5117 %。对照染色
体畸变率为 01378 % ,013 %EMS 处理染色体畸变率为 41517 %。
平阳霉素处理所诱发的染色体畸变并不完全随浓度的提高而增加 ,当平阳霉素浓度达到 50μg/
ml ,使细胞分裂受到抑制 ,染色体畸变得不到充分的表现 ,使统计的染色体畸变率反而降低。
(三)平阳霉素诱发的小麦 M2 变异
在小麦 M2 幼苗中出现了黄化、白化、浅绿等叶绿素缺失突变 ,但无条纹和斑点的叶绿素
缺失突变类型。10μg/ ml、30μg/ ml 和 50μg/ ml 平阳霉素处理 M2 叶绿素缺失突变频率分别为
0160 %、0191 %和 1131 % ,对照和 EMS 处理分别为 0104 %和 1153 %(表 4) 。
141　3 期 平阳霉素 ( Pingyangmycin)对小麦诱变效应的研究
表 4 　不同处理小麦 M2 幼苗叶绿素缺失突变情况
Table 4 　The mutation frequency of chlophyll deficiency in seedlings of M2 wheat
突变类型
Mutation type
对　照
CK
平阳霉素 (μg/ ml)
Pingyangmycin
10 30 50
EMS
013 %
2305 1831 1652 1769 1174
黄化株
Xatha 1 4 13 10 18
浅绿株
Viridis 6 3
白化株
Aibino 1 2 7
总株数
Total plant 1 11 15 20 18
变异频率
Variation frequency 0104 0160 0191 1131 1153
表 5 　不同处理小麦 M2 变异类型及频率
Table 5 　Type and frequency of variation in M2 generation
处　理
Treatment
对　照
CK
平阳霉素
Pingyangmycin (μg/ ml)
10 30 50
EMS
(013 %)
总 株 数
No. of total plants 2794 2138 2825 2062 2257
株型变异
Variation of
plant shape
矮　株
Short stalk plant 1 7 13 24 18
单秆株
Single stalk plant 5 1
穗型变异
Variation of
spike shape
稀穗株
Plant with loose spike 12 17 11 5
多花大穗株
Plant with bigger spike 8 6 16
侧花不育株
Plant with sterile side flower 2 9 37
密穗株
Plant with dense spike 1 4 2
畸型穗株
Plant with abnormal spike 20 27 15
熟期变异
Variation of
maturation period
早熟 Early maturing
晚熟 Late maturing 3 4
生长习性变异
Variation of growth habit
提高分蘖力
Tillering ability increasing 2
变异株数
No. of variation plant 1 48 72 79 65
变异频率　%
Variation frequency 0106 2125 2155 3183 2187
241 核　农　学　报 12 卷
图版 Ⅰ　平阳霉素处理后“吉麦 2 号”M2 代农艺性状的变异
Plate Ⅰ　Variation of agronomic characters in M2 of Jimai No. 2 wheat after treatment with PYM
　　A. “吉麦 2 号”经平阳霉素处理 M2 出现大穗 ,稀疏穗。A21 对照 ,A22 大穗 ,A23 稀疏穗
　　B. “吉麦 2 号”经平阳霉素处理 M2 出现密穗 ,畸形穗。B21 对照 ,B22 密穗 ,B. 327 畸形穗
　　C. “吉麦 2 号”经平阳霉素处理 M2 出现有芒 ,无芒嵌合穗。C21 对照 ,C22 有芒和无芒嵌合穗
　　D. “吉麦 2 号”经平阳霉素处理 M2出现高秆 ,多分蘖 ,矮秆突变体。D21 对照 ,D22 高秆 ,D23 多分蘖 ,矮秆
　　E. “吉麦 2 号”经平阳霉素处理 M2出现多分蘖突变体。E21 对照 ,E22 多分蘖突变体
A. PYM treated“Jimai No. 2”with bigger spikes and loose spikes in M2 generation
　　A21 CK ,A22 Bigger spike ,A23 Loose spike
　　B. PYM treated“Jimai No. 2”with dense spikes and abnormal spikes in M2 generation
　　B21 CK ,B22 Dense spike ,B. 327 Abnormal spikes
　　C. PYM treated“Jimai No. 2”with awn and awnless chimera spikes
　　C21 CK ,C22 Awn and awnless chimera spike
　　D. PYM treated“Jimai No2”with high stalk ,high tillering ability and short stalk in M2 generation
　　D21 CK ,D22 High stalk mutants ,D23 High tillering ability
　　E. PYM treated“Jimai No. 2”Pingyangmycin with high tillering ability in M2 generation
　　E21 CK , E22 High tillering ability mutant
341　3 期 平阳霉素 ( Pingyangmycin)对小麦诱变效应的研究
　　小麦 M2 群体中出现了各种形态变异 ,如株型变异 ,穗型变异 ,熟期变异和生长习性变异
等。平阳霉素处理的小麦 M2 中出现了一些大穗、多分蘖、早熟的对农业生产有益的突变体 ,
还出现了穗轴弯曲的植株和少数卷曲穗以及有芒和无芒的嵌合穗。平阳霉素 10μg/ ml、30μg/
ml 和 50μg/ ml 3 种浓度处理 , M2 变异频率分别为 2125 %、2155 %和 3183 % ;对照和 013 %
EMS 处理的 M2 变异频率分别为 016 %和 2187 % ,其中以平阳霉素 50μg/ ml 处理所产生的变
异频率最高 ,EMS 3 %处理的小麦 M2 中出现了较多的侧花不育类型 (表 5) 。
讨 论
平阳霉素是我国科研工作者发现的新的化学诱变剂。许耀奎等的研究工作表明 ,该诱变
剂对大豆、大麦具有较好的诱变效果[6 ] 。本试验的结果表明 ,平阳霉素与国内外常用的化学
诱变剂 EMS 比较 ,在诱发小麦根尖细胞染色体畸变方面与 EMS 效果相近 ,染色体畸变类型
以染色体断片为主。据文献报道平阳霉素具有使 DNA 碱基脱落的作用 ,可使染色体发生断
裂[5 ] ,和本试验结果相一致。平阳霉素对小麦 M1 的苗高、根长、根数、出苗率的影响比 EMS
强 ,在诱发小麦 M2 性状变异方面 ,平阳霉素诱发的 M2 幼苗叶绿素缺失变异频率低于 EMS 处
理 ,但在诱发大穗、早熟等对农业生产有益变异方面 ,平阳霉素的效用优于 EMS 处理 ;平阳霉
素 10μg/ ml、30μg/ ml 浓度处理小麦 M2 变异频率略低于 EMS 处理 ,但 50μg/ ml 浓度平阳霉素
处理小麦 M2 的变异频率明显高于 EMS 处理。而且在平阳霉素 3 种浓度处理的小麦 M2 群体
中都出现了一些穗轴弯曲等畸形穗。本试验的结果表明平阳霉素对小麦具有较强的诱变效
应 ,是一种可用于作物诱变育种的具有较好的应用前景的新诱变剂。
参 考 文 献
1 　许鸿章等. 平阳霉素的分离和鉴定. 药学学报 ,1980 ,5 (10) :609～614
2 　王培田等. 平阳霉素对酵母细胞质呼吸缺陷型的诱变作用. 中国科学院遗传研究所研究工作年报 ,1982 ,1 :61
3 　王钦南等. 平阳霉素诱发中国仓鼠细胞株染色体畸变和姊妹染色体交换. 环境科学通报 ,1983 ,3 (1) :78～83
4 　谷爱秋等. 平阳霉素诱发蚕豆染色体畸变. 科学通报 ,1981 ,26 (15) :94～95
5 　傅晓仓等. 博莱霉素 A2 ,B2 对人癌细胞脱氧核糖核酸的断链效应. 抗生素 ,1984 ,9 (6) :472～480
441 核　农　学　报 12 卷
STUDIES ON THE MUTAGENIC EFFECTS OF PINGYANGMYCIN ON WHEAT
Piao Tiefu 　Yuan Yaping 　Li guoquan 　Yu Shaoxua
Li Meng 　Sun Zhongnong 　Xu Yaokui 　Bao Heping
( Jili n A gricult ural U niversity , Changchun 　130118)
ABSTRACT
The mutagenic effect of Pingyangmycin on wheat was studied in this experiment and aver2
age root lengths of wheat plant treated by Pingyangmycin were 20106cm , 17184cm and
17107cm ,respectively. lnhibiting effects on root length were stronger when treated by three con2
centration of Pingyangmycin than that with EMS treatment. Average root number of wheat
treated by Pingyangmicin of 10μg/ ml ,30μg/ ml and 50μg/ ml were 4159 ,3197 and 3153 respec2
tively ,obviously fewer than CK and 013 % EMS treatment. M1 seedl ing heights , were 7139cm ,
6193cm and 6169cm when treated by Pingyangmycin of 10μg/ ml ,30μg/ ml ,50μg/ ml ,respctive2
ly ,obviously lower than CK. Seedl ing emerging rates were 70 %, 69 %, 66 %, when treated by
Pingyangmycin of 10μg/ ml , 30μg/ ml , 50μg/ ml , respectively. Chromosomal aberration rates
were 6115 %, 7136 % and 5118 %, respectively. Mutation frequencies of M2 were 2125 %,
2155 %and 3183 %, respectively. The results indicate that Pingyangmycin has strong mutagenic
effect and can be used as a new mutagenic agent.
Key words :Pingyangmycin , 　wheat , 　mutagenic effect
541Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
1998 ,12 (3) :139～145