全 文 ：文章编号 :100028551 (2003) 032221204
人工诱变四倍体玫瑰香葡萄的倍性鉴定
常金华1 　任　清2 　罗耀武1
(11 河北农业大学农学院 ,河北 保定　071001 ; 21 河北农业大学园艺学院 ,河北 保定　071001)
摘 　要 :对人工诱变的玫瑰香葡萄 2 个品系进行了染色体数目、气孔特征和花粉粒特
性等与倍性有关的性状进行了鉴定。结果表明 ,诱变产生的四倍体玫瑰香 Ⅰ为 42424
型四倍体 ,诱变玫瑰香 Ⅱ为 22424 型嵌合体。试验还表明 ,利用气孔、花蕾特征、卷须
和茎尖染色体计数可有效鉴定变异株。
关键词 :玫瑰香葡萄 ;气孔 ;卷须 ;染色体
收稿日期 :2001207203
作者简介 :常金华 (1965～) ,女 ,河北高碑店人 ,硕士 ,副教授 ,从事作物遗传育种的教学和科学研究。
1 　材料和方法
111 　材料
供试材料为二倍体玫瑰香、诱变四倍体玫瑰香 Ⅰ和诱变玫瑰香 Ⅱ。
112 　方法
采用 Carnoy’s 固定液 ,盐酸解离 ,醋酸洋红染色 ,常规压片 ,以根尖、卷须为材料观察染色
体。于开花前 1d 用 FAA 固定液固定花蕾 ,取新鲜叶片观察气孔 ,用扫描电子显微镜观察气孔
大小、结构和花粉粒的大小及形态。根据胡适宜的染色原理测定花粉粒活性 ,将花粉粒从花药
中小心地挤在滴有 011 %的红四氮唑磷酸缓冲液的载玻片上 ,盖上盖玻片 ,在 37 ℃温箱中保温
20min ,在显微镜下统计可育花粉的百分率 ,每次检查 100 个花粉粒 ,重复 4 次。
2 　结果和分析
211 　茎尖、根尖染色体的观察
根据组织发生学原理 ,葡萄茎尖生长点包括 3 层组织发生层 ,不定根起源于中柱鞘 LⅢ层
细胞 ,根据染色体观察可以推断该层的倍性。本试验观察了诱变植株插条的根尖、茎尖染色体
(见表 1 ,图 121) ,统计了 100 个细胞 ,发现诱变玫瑰香 Ⅰ根尖 100 %为四倍体 ,茎尖四倍体细胞
数达到 97 % ,说明经诱变产生的植株中柱鞘L Ⅲ层细胞为四倍体细胞 ,茎尖的 3 层细胞均为四
倍体。而诱变玫瑰香 Ⅱ根尖细胞 99 %为四倍体 ,茎尖 76 %的细胞为四倍体 ,24 %为二倍体细
胞 ,说明该诱变株为嵌合体。
212 　卷须染色体的观察
葡萄卷须与果穗起源相同 ,对卷须染色体的观察即可以确定果实的倍性。为了进一步确
定果实的倍性 ,本试验对枝条不同部位分枝卷须进行了染色体计数 ,结果发现 ,近 98 %的诱变
玫瑰香 Ⅰ的卷须染色体为四倍体 ,即 2 n = 4X = 76 (表 1 ,图 122) 。这说明该诱变植株的L Ⅱ层细
122　核 农 学 报　2003 ,17 (3) :221～224Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
胞即发育成果实的细胞为四倍体。诱变玫瑰香 Ⅱ80 %的卷须为四倍体 ,这些与前述观察结果
类似。
表 1 　诱变植株染色体数目
Table 1 　The chromosome number of the induced plant
品系 line 茎尖 stem tip 根尖 root tip 卷须 tendril
诱变玫瑰香Ⅰ　mutation Ⅰ 76 (97 %) 76(100 %) 76 (98 %)
诱变玫瑰香Ⅱ　mutation Ⅱ 76 (78 %) 76 (99 %) 76 (80 %)
二倍体玫瑰　diploid 38(100 %) 38(100 %) 38 (99 %)
213 　花粉粒形态与大小的观察与测定
由于花粉粒由L Ⅱ层衍生孢原组织形成 ,其形态、大小与四倍体有密切关系。为了进一步
验证生殖器官的倍性 ,本试验将诱变株花粉粒与对照二倍体花粉粒进行了扫描电镜观察 ,结果
表明 ,诱变株的花粉粒形态不规则 ,椭圆形花粉粒较多 ,3 个萌发孔的位置也有所变化。而二
倍体植株的花粉粒形态大多近似圆形。经的花粉粒大小进行测定 ,诱变株花粉粒显著大于二
倍体对照 (表 2 ,图 126、7) ,说明两个诱变株的L Ⅱ层细胞也为四倍体。
214 　气孔性状的观察
从组织发生学的角度看 ,气孔是由L Ⅰ层细胞衍生来的 ,气孔的特征可以在一定程度上反
应L Ⅰ层细胞的倍性。本试验测定了诱变株和对照母株气孔保卫细胞的大小和气孔密度 ,分别
在枝条的不同部位对应地取 5 片发育完全的叶片 ,每个叶片观察 30 个视野 ,结果列于表 2。结
果表明 ,诱变玫瑰香 Ⅰ的气孔保卫细胞显著大于二倍体对照 (图 124、5) ,而气孔密度则显著低
于二倍体。诱变玫瑰香 Ⅱ在气孔密度和气孔保卫细胞大小上均与二倍体没有显著差异 ,讲一
步说明该诱变株的L Ⅰ层细胞为二倍体 ,因此诱变玫瑰香 Ⅱ为 22424 型嵌合体。
表 2 　不同倍性材料花粉粒性状及气孔性状的比较
Table 2 　The comparison of pollen and breathing2pore in different ploid plants
品系
line
气孔保卫细胞长
length of stomate
cell (μm)
气孔保卫细胞宽
width of stomate
cell (μm)
气孔密度
density of stomate
(No.Π011mm2) 花粉粒长length ofpollen (μm) 花粉粒宽width ofpollen (μm) 花粉粒育性fertility rateof pollen ( %)
诱变玫瑰香Ⅰ　mutation Ⅰ 3912 9120 1410 2010 1717 3816
诱变玫瑰香Ⅱ　mutation Ⅱ 2511 6180 19150 1916 1710 3612
二倍体玫瑰香　diploid 2610 7100 2010 1513 1410 5510
215 　花粉粒育性和花蕾大小
为了进一步观察花粉粒的性状 ,测定了诱变株和对照母本的花粉粒育性 ,在开花前 1d 随
机各取 10 个花蕾 ,用染色法测定其生活力 ,每次检测 100 个花粉粒。结果表明 (表 2) ,诱变玫
瑰香 Ⅰ和 Ⅱ的花粉粒育性均显著低于二倍体 ,这与对花粉粒结构的观察结果相吻合。
花蕾的大小与植株的倍性也密切相关。在开花前取花蕾进行观察比较 ,诱变株的花蕾显
著大于二倍体 (图 123) ,由此进一步证明两个诱变株的生殖器官确实为四倍体。
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图 1 　玫瑰香葡萄二倍体、诱变四倍体的染色体、花蕾、气孔及花粉粒显微照片
11 诱变四倍体的根尖染色体 ,2 n = 76 ; 21 诱变四倍体的卷须染色体 ,2 n = 76 ; 31 玫瑰香二倍体、诱变四倍体、巨
峰葡萄的花蕾比较 ; 41 二倍体玫瑰香的气孔电镜扫描照片 ; 51 诱变四倍体玫瑰香的气孔电镜扫描照片 ; 61 二
倍体玫瑰香花粉粒的电镜扫描照片 ; 71 诱变四倍体玫瑰香花粉粒的电镜扫描照片
Fig. 1 　The chromosome ,alabastums ,stomate and pollen of diploid and induced tetraploid
of grape Muscate humbury under microscope
11Chromosome in root tip of induced tetraploid grape Muscate humbury ,2 n = 76 ; 21Chromosome number in tendril of in2
duced tetraploid grape Muscate humbury ,2 n = 76 ; 31The alabastrums of diploid , tetraploid of grape Muscate humbury and
Kyoho ; 41Stomate of diploid grape Muscate humbury under electron microscope ; 51Stomate of induced tetraploid grape
Muscate humbury nuder electron microscope ; 61The pollen of diploid grape Muscate humbury under electron microscope ;
71The pollen of induced tetraploid grape Muscate humbury under electron microscope.
3 　讨论
311 　四倍体葡萄的生物学特性与倍性的关系
用秋水仙素处理葡萄生长点可以获得四倍体枝条 ,二倍体诱变成四倍体一般表现为器官
和组织的巨大性 ,如叶片变大变厚 ,气孔保卫细胞变大 ,叶背绒毛增多 ,枝条变粗壮 ,果实变大
322　3 期 人工诱变四倍体玫瑰香葡萄的倍性鉴定
等。但由于受不同因素的影响 ,不同诱变株具有不同的性状表现 ,尤其是一些嵌合体表现较为
复杂。从组织发生学来讲 ,茎尖生长点具有 3 层分别发育成不同组织和器官和细胞 ,因而不同
层次细胞的变化所表现的遗传效应也不同。呈不同嵌合态的多倍体也就表现出不同的生长发
育行为 ,因此不能只用性状表现来鉴定受处理枝条的倍性。要选择出可利用的四倍体变异 ,必
须进行充分的倍性鉴定。由于L Ⅰ层细胞主要发育成茎、叶等器官的表皮组织 ,其多倍化可表
现为叶背绒毛增多、气孔保卫细胞变大等。L Ⅱ层细胞将来可发育成种子 ,加倍后可表现为果
实和种子变大 ,而枝条主要由L Ⅲ层细胞决定 ,多倍化后表现出枝条变粗壮。因此 ,诱变多倍体
的倍性鉴定需要考察植株的综合性状 ,将染色体的观察鉴定与性状鉴定结合起来 ,尤其是一些
嵌合体的鉴定 ,许多 22424 型嵌合体叶片的表现不太突出 ,但却有很好的利用价值。如果只从
初期的表型判断则容易发生错误。从本研究的结果看 ,利用根尖、卷须染色体的观察结合叶片
气孔特性和花粉粒的一些特征 ,可以有效地鉴定诱变植株的倍性。
312 　关于葡萄四倍体的诱变及选择
人工诱变葡萄四倍体作为选育葡萄新品种的重要手段 ,在新品种的选育和生产上均发挥
了重要作用。而如何以较高频率获得稳定的四倍体成为了这一方法的关键。本研究以新生枝
条生长点作为诱变材料 ,用秋水仙素进行处理。然而经秋水仙素处理的一切芽眼 ,在一个生长
季内能长出若干个枝条 ,因此如何从大量的诱变枝条中及时进行选择、修剪和定向培育成了选
育四倍体的重要环节。本研究利用茎尖、卷须为材料进行染色体的倍性鉴定 ,结合叶片特征 ,
取材方便 ,结果可靠 ,可早期淘汰一些非变异株和部分嵌合体 ,有利于定向培育。
参考文献 :
[ 1 ] 　戴洪义 ,孙敏 ,高传明 ,等. 葡萄的染色体倍性与气孔性状的关系及其判别分析 ,葡萄栽培与酿酒 ,1990 , (2)
[ 2 ] 　陈俊 ,李登科 ,李太保. 葡萄多倍体诱导方法与倍性鉴定 ,中国园艺学会第七届年会论文交流材料 ,1991
[ 3 ] 　陈俊 ,郭亚英 ,李太保. 葡萄品种染色体数目观察 ,山西果树 ,1990 , (1)
[ 4 ] 　罗耀武 ,乔子靖 ,朱子英 ,等. 人工诱变获得四倍体玫瑰香葡萄的研究 ,园艺学报 ,1997 ,24 (2)
[ 5 ] 　贺普超 ,葡萄学. 北京 :中国农业出版社 ,1999
THE DETERMINATION OF MULTIPLOIDY OF ARTIFICIALLY INDUCED
AUTOTETRAPLOID Muscate humbury
CHANGJin2hua 　REN Qing 　LUO Yao2wu
( Agricultural University of Hebei , Baoding , Hebei prov . 　071001)
Abstract :The chromosome number , stomate length , the size of pollen and other characters relat2
ed with multiploid of artif icially induced mutants of Muscate humbury were measured and ob2
served. The result showed that the artif icial mutation Ⅰwas whole autotetraploid , and the muta2
tion Ⅱwas 22424 part autotetraploid.
Key words :grape ;artificial mutation ; multiploid ; Muscate humbury
422 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2003 ,17 (3) :221～224