全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2004 , 31 (5) : 647～650
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2003 - 11 - 24 ; 修回日期 : 2004 - 03 - 23
基金项目 : 河北农业大学重大科技项目 (9816 工程)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail : kjliu @mail1hebau1edu1cn)
秋水仙碱诱导枣多倍体的研究
蒋洪恩　刘孟军 3
(河北农业大学中国枣研究中心 , 保定 071001)
摘 　要 : 以冬枣、临猗梨枣和辣椒枣一年生嫁接苗为试材 , 以秋水仙碱为诱变剂诱导多倍体。结果表
明 : 临猗梨枣诱变率最高可达 50 % , 最佳组合为 0115 %秋水仙碱处理茎尖 18 h ; 冬枣和辣椒枣的诱变率最
高可达 4313 % , 最佳处理组合分别为 011 %/ 30 h 和 0115 %/ 18 h。变异材料的细胞染色体数 (2 n = 4 x =
44) 和单细胞 DNA 含量均为二倍体对照的 2 倍 , 在辣椒枣中还出现了染色体数为 2 n = 2 x + 2 = 26 及 DNA
含量为八倍体的细胞。四倍体变异材料均表现出叶长、叶宽、叶面积增大 , 叶形指数减小 , 节间长度变短
等特征。另外 , 还表现出叶片气孔保卫细胞增大 , 叶绿体增多 , 花粉粒增大 , 畸形花粉增多 , 四孔沟花粉
出现及花粉粒育性降低等。
关键词 : 枣 ; 秋水仙碱 ; 多倍体 ; 诱变
中图分类号 : S 66512 　　文献标识码 : A 　　文章编号 : 05132353X (2004) 0520647204
Studies on Polyploid Induction of Chinese Jujube with Colchicine
J iang Hongpien and Liu Mengjun 3
( Research Center of Chinese J ujube , A gricultural U niversity of Hebei , B aoding 071001 , China)
Abstract : One year old grafted seedlings of Ziz iphus j uj uba Mill. cv. Dongzao , Linyilizao and La2
jiaozao were treated with colchicine at the shoot2tip . The results indicated that the highest induction rate of
Linyilizao was 50 % with optimum treatment combination of 0115 %/ 18h ; the highest induction rates of
Dongzao and Lajiaozao were both 4313 % , and the optimum treatment combinations were 011 %/ 30 h and
0115 %/ 18 h respectively. The chromosome number of the shoot2tip of the mutated plants (2 n = 4 x = 44)
and the DNA content were both twice that of the control. In addition , the chromosome number of some
mutated Lajiaozao was 2 n = 2 x + 2 = 26 , and some octoploid cells were found in mutated Lajiaozao. The
leaf length , width and area were larger and the leaf index , internode length were smaller than those of the
diploid plants. The induced polyploid materials also showed larger stomatas , more chloroplasts , and larger
but more deformed pollens. The decrease of pollen fertility and some tetracolporated pollens were also ob2
served.
Key words : Ziz i phus j uj uba Mill. ; Colchicine ; Polyploid ; Induction
1 　目的、材料与方法
多倍体人工诱变育种对于花蕾小、去雄困难及胚败育严重的枣 ( Ziz i phus j uj uba Mill. ) 的品种
选育具有重要意义。试材为保定市新市区北奇枣园一年生冬枣、临猗梨枣和辣椒枣 (2 n = 2 x = 24) ,
砧木为实生酸枣。试验于 2002 年 4 月 16 日和 17 日枣头主芽萌发期进行 , 诱变方法参照罗耀武等〔1〕
四倍体玫瑰香葡萄的诱导方法。秋水仙碱处理浓度与处理时间组合见表 1 (冬枣未设 42 h 处理) , 每
处理主芽 30 个左右 , 清水处理作对照。染色体制备采用去壁低渗法〔1〕。于处理株不同部位选取 3 个
茎尖及 3 片嫩叶测定 DNA 含量〔2〕。测量中部二次枝的中部成熟叶片 (50 片) 叶长、叶宽、叶面积
(美国产 CI2202 便携式叶面积分析仪) , 新生枣头第 1～3 节 (30 节) 平均节间长度 (游标卡尺) ; 观
测气孔、叶绿体及花粉粒〔3〕 (100 个气孔或花粉) 。
2 　结果与分析
211 　秋水仙碱处理的诱变效果
以秋水仙碱处理枣头主芽 , 各处理组合均产生了多倍体变异 , 但不同组合的致死率和诱变率存在
明显差异。如表 1 所示 , 随着秋水仙碱浓度的升高和处理时间的延长 , 致死率呈上升趋势。临猗梨枣
的最佳处理组合为 0115 %/ 18 h , 诱变率为 50 %。辣椒枣和冬枣的最佳处理组合分别为 011 %/ 30 h 和
0115 %/ 18 h , 诱变率同为 4313 %。
表 1 　秋水仙碱不同浓度和处理时间的诱变效果
Table 1 　The induction effects of colchicine concentration and treatment duration on different materials
品种
Cultivars
浓度
Concentration ( %)
处理时间 Time
of treatment (h)
处理株数
No. of treated
死亡株数
No. of death
致死率 Percentage
of death ( %)
变异株数 No.
of variant
变异率 Percentage
of variation ( %)
临猗梨枣 0 18 30 0 0 0 0
Linyilizao 30 30 1 3133 0 0
42 30 1 3133 0 0
0110 18 30 5 1617 14 4617
30 30 11 3617 11 3617
42 31 10 3213 12 4010
0115 18 30 8 2617 15 5010
30 30 15 5010 12 4010
42 30 16 5313 11 3617
0120 18 30 13 4313 9 3010
30 30 14 4617 10 3313
42 30 20 6617 5 1617
辣椒枣 0 18 30 0 0 0 0
Lajiaozao 30 30 0 3133 0 0
42 30 1 3133 0 0
0110 18 30 18 6010 9 3010
30 30 12 4010 13 4313
42 31 21 7010 6 2010
0115 18 30 15 5010 10 3313
30 30 16 5313 7 2313
42 30 22 7313 2 617
0120 18 30 17 5617 9 3010
30 30 19 6313 5 1617
42 30 22 7313 5 1617
冬枣 0 18 30 0 0 0 0
Dongzao 30 30 1 3133 0 0
0110 18 88 30 3411 34 3816
30 30 16 5313 7 2313
0115 18 30 10 3313 13 4313
30 30 18 6010 5 1617
0120 18 30 14 4617 10 3313
30 30 22 7313 5 1617
212 　倍性鉴定
21211 　DNA 含量 　采用 Partec DPAC 软件对倍性分析仪测定的 DNA 含量分布曲线分析表明 , 变异
株中均存在 DNA 含量加倍的细胞。二倍体冬枣仅在 50 位置出现 1 个单峰 ; 二倍体和四倍体冬枣嵌合
体在 50 和 100 位置均有峰值出现 , 第一峰与第二峰的对应值分别为 47138 和 89149 , 二者之比为 11889 ,
约等于 2 ; 纯合四倍体临猗梨枣仅在 100 位置呈现一个单峰 ; 辣椒枣变异株中有两株在 50 和 100 位
置各出现一个单峰 , 而且在 200 位置还有一个单峰 , 说明有一定数量的八倍体细胞存在 (图 1) 。
21212 　染色体数 　对 DNA 含量加倍的材料进行细胞学鉴定表明 , 冬枣、临猗梨枣和辣椒枣变异部
分的染色体数为 2 n = 4 x = 48 (图版 , 2) , 均为其二倍体对照 (2 n = 2 x = 24) 的两倍 (图版 , 1) 。
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在进行辣椒枣多倍体材料染色体观察时还发现了少量染色体数为 2 n = 2 x + 2 = 26 的细胞 (图版 ,
3) , 可能是多倍体细胞不正常分裂造成的〔4〕。
图 1 　DNA含量分布
Fig. 1 　The DNA distribution histogram
21213 　形态学鉴定 　从表 2 中可以看出 , 临猗梨枣、冬枣和辣椒枣的四倍体材料叶片均表现出“巨
大型”特性。四倍体材料的叶长、叶宽和叶面积都大于对照 , 叶形指数小于对照 (图版 , 4、5) , 节
间长度变短且皮孔密度变小 , 二倍体和四倍体间差异达极显著水平。显微观察发现 , 变异株叶片保卫
细胞长和宽都显著大于对照 , 气孔密度显著小于对照 , 保卫细胞内叶绿体数表现出增多的特征
(表 3) 。
表 2 　二倍体和四倍体枣叶片性状比较
Table 2 　Comparisons of leaf characters bet ween diploid and tetraploid plants
品种
Cultivars
倍性
Ploidy
叶面积
Leaf area (cm2)
叶长
Leaf length (cm)
叶宽
Leaf width (cm)
叶形指数
Leaf index
节间长度
Internode length (cm)
冬枣 Dongzao 4x 11156 ±3174A 5160 ±1121A 2187 ±0171A 1123 ±0117B 4113 ±1135B
2x 6134 ±3122B 4176 ±0188B 1154 ±0157B 2123 ±0115A 5160 ±1101A
辣椒枣 Lajiaozao 4x 17103 ±5118A 5155 ±0194A 3190 ±0169A 1143 ±0111B 3174 ±1128B
2x 6186 ±1124B 4161 ±0143B 2111 ±0123B 2120 ±0116A 7134 ±0178A
临猗梨枣 Linyilizao 4x 20142 ±7135A 6150 ±0193A 4168 ±0199A 1140 ±0115B 4184 ±1113B
2x 10173 ±5149B 5129 ±1108B 2198 ±0160B 1178 ±0115A 5146 ±0170A
　　注 : 方差分析采用邓肯氏新复极差测验法。大写字母表示 0101 水平 , 相同字母表示差异不显著。
Note : The data were tested with Duncanpis method. The capital number indicates 0101 level , same letters indicate no significant difference.
表 3 　二倍体和四倍体气孔保卫细胞及叶绿体比较
Table 3 　Comparisons of stomatas and chloroplasts bet ween diploid and tetraploid plants
品种
Cultivars
倍性
Ploidy
保卫细胞长
Length of guard cell (μm)
保卫细胞宽
Width of guard cell (μm)
叶绿体数
No. of chloroplasts
气孔密度 Stomata
density (No. ·mm - 2)
冬枣 Dongzao 2x 10137 ±0182B 7189 ±0152B 21 ±3153B 435120 ±120186A
4x 15180 ±1168A 10187 ±1118A 39 ±2176A 223120 ±64199B
临猗梨枣 Linyilizao 2x 11135 ±0195B 8144 ±0195B 47 ±5129B 421150 ±36195A
4x 18157 ±1115A 12181 ±1140A 82 ±7148A 228190 ±76112B
辣椒枣 Lajiaozao 2x 11104 ±0189B 9178 ±0150B 23 ±6152B 599100 ±84115A
4x 18150 ±2105A 12150 ±1121A 38 ±5131A 284116 ±28177B
21214 　孢粉学鉴定 　试验结果表明 , 二倍体临猗梨枣和辣椒枣的花粉粒体积较小 , 多为 3 个萌发孔
沟 , 少数为 2 个萌发孔沟 , 未出现四孔沟型花粉 ; 四倍体临猗梨枣和辣椒枣的花粉粒体积显著增大 ,
并出现了一定数量的四孔沟型花粉 ; 同时 , 诱变材料出现了大量的畸形花粉 , 从而导致整齐度降低。
另外 , 临猗梨枣和辣椒枣的四倍体花粉活力都显著降低 , 其中辣椒枣降低 2415 % , 临猗梨枣降低
946　5 期 蒋洪恩等 : 秋水仙碱诱导枣多倍体的研究 　
2612 % (表 4) 。
表 4 　二倍体和四倍体花粉粒比较
Table 4 　Comparisons of pollens bet ween diploid and tetraploid plants
品种
Cultivars
倍性
Ploidy
畸形花粉率 Rate of
deformed pollens( %)
四孔沟花粉率 Rate of
tetra colporated pollens( %)
可育花粉率 Percentage
of colored pollens( %)
极轴长 Length
of polar axis(μm)
赤道轴长 Length of
equator axis(μm)
辣椒枣 4x 5619 9142 3317 13179 ±2103A 12127 ±1193A
Lajiaozao 2x 517 0 5812 10121 ±2102B 8196 ±0188B
临猗梨枣 4x 7013 618 2518 14119 ±2111A 12192 ±1193A
Linyilizao 2x 2216 0 5210 9110 ±1109B 8110 ±0188B
茎尖分生组织由 L1、L2 和 L3 三层细胞构成 , 在秋水仙碱诱导下 , 发生加倍效应的往往仅是部
分细胞 , 嵌合体的产生是难以避免的。从 DNA 含量分布曲线来看 , 我们仅在临猗梨枣变异株中发现
了一株纯合的四倍体 , 其余的多倍体材料均为嵌合体。因此 , 变异株的纯化工作仍需进一步进行。可
采取变异茎段或叶片在离体条件下诱导愈伤组织以产生不定芽 , 或直接诱导不定芽的产生。因为愈伤
组织或不定芽一般由单细胞发育而来 , 若该细胞为多倍体细胞 , 新生愈伤组织或不定芽则全为多倍
体 , 进一步培养可获得纯合的多倍体植株。
参考文献 :
1 　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) : 125～128
2 　张俊娥 , 刘继红 , 邓秀新. 采用倍性分析仪鉴定柑橘愈伤组织的遗传变异. 遗传学报 , 2003 , 30 (2) : 169～174
3 　尚爱芹. 菜薹多倍体诱导及研究 : 〔硕士学位论文〕. 保定 : 河北农业大学 , 1993. 48
4 　邓秀新 , Gimitter F G , Grosser J W. 柑桔同源及异源四倍体花粉育性研究. 园艺学报 , 1995 , 22 (1) : 16～20
图版说明 : 1. 二倍体临猗梨枣染色体 , 2n = 2x = 24 (3000 ×) ; 2. 四倍体临猗梨枣染色体 , 2n = 2x = 48 (2000 ×) ; 3. 辣椒枣变异
株染色体 , 2n = 2x + 2 = 26 (2000 ×) ; 4. 二倍体冬枣叶片 (0155 ×) ; 5. 四倍体冬枣叶片 (0155 ×) 。
Explanation of plates : 1. Chromosome of diploid Z. jujuba Mill. cv. Linyilizao , 2n = 2x = 24 (3000 ×) ; 2. Chromsome of tetraploid Z.
jujuba Mill. cv. Linyilizao , 2n = 4x = 48 (2000 ×) ; 3. Chromsome of Z. jujuba Mill. cv. Lajiaozao , 2n = 2x + 2 = 26 (2000 ×) ; 4.
Leaves of diploid Z. jujuba Mill. cv. Dongzao (0155 ×) ; 5. Leaves of tetraploid Z. jujuba Mill. cv. Dongzao (0155 ×) .
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