全 文 ：武汉檀物学研究 2006，24(2)：159—162
Journal D， Wuhan Botanical Research
采用秋水仙碱创制优质、抗热同源四倍体不结球 白菜
邓云 一，张蜀-7h，孙敏红 ，张振超
(1．南京农业大学园艺学院蔬菜研究所，南京 210095；2．中国农业科学院郑州果树研究所，郑州 450009；
3．中南林学院资源环境学院，长沙 410004)
摘 要：以不同浓度秋水仙素处理二倍体不结球白菜(Brasica campestrls ssp．ch／nends Makino)子叶生长点，对变异
株进行了形态解剖学、农艺学、细胞学及营养品质鉴定。结果表明：0．1 mol／L秋水仙素处理 6次的效果最佳。与
二倍体相比，四倍体植株、气孔、花器官均表现巨大性；气孔密度、结实率显著降低；四倍体白菜蛋白质、可溶性糖和
维生索C含量比二倍体分别增加15．69％、71．25％和22．18％；夏季高温条件下四倍体表现出良好的丰产性和抗热
性。
关键词：秋水仙素；同源四倍体；不结球白菜 ；营养品质；抗热性
中图分类号：Q943；$634．3 文献标识码 ：A 文章编号：1000-470X(2006)02-0159-04
Induction of Autotetrapioid Non-heading Chinese Cabbage with
High-quality and Heat-tolerance by Coichicine
DENG Yun · ，ZHANG Shu．Ning ’，SUN Min．Hong ·’
，
ZHANG Zhen．Chao
(1 Institute Vegetable。Horticulture Colege 0，Nanjlng Ag m Un／vers／~y，Naning 210095，China；
2． g u Institute ofFruit，Chinese Academy ofAgr~ urat Sciences。Zhengzhou 450009，China；
3．The Colege Resource and Em,@onment，South Center Forestry University，Changsha 410004，China)
Abstract：Diploid plants of non-heading Chinese cabbage(Brassica campestris sp．chinensis Makino)
were induced by treating the apical portion of seedlings with diferent solution of colchicine．Autotetra-
ploid plants were selected and identifed based on morphological，anatomic，agronomic and cytological
characters an d nutritional traits．The results indicated that the treatment with 0．1 moL／L colchicine for
6 timesyielded the highest doubled chromosome at highest rates．Compared with the diploid plant，the
autotetraploid plan ts possessed gigan tism in plan t，stomata，flowering organs． e density of stomata an d
fecundity were recede remarkably． e contents of protein．solubility sugar and vitamin C of the autotet-
raploid plan ts were increased by 15．69％ 。71．25％ an d 22．18％ than that of diploid。respectively． e
autotetraploid plants performed high-fertility and heat-tolerance under hi gh temperature in summer．
Key words：Colchicines；Autotetraploid；Brassica campestris ssp．chinensis Makino；Nutrition；Heat．
tolerance
我国南方夏季高温、高湿等气候条件使夏季栽
培不结球白菜产量低、品质差、病害重，造成白菜周
年供应中的“伏缺”淡季。刘惠吉率先选育出四倍
体抗热不结球 白菜“热优 2号”在夏季高温季节以
菜秧方式在白梗消费区栽培【l】。上海青类型白菜
在全国影响范围大，但是一直缺少优质抗热的四倍
体白菜品种。近年来日本、中国台湾的一些上海青
类型抗热二倍体白菜占据了中国夏季白菜相当大的
市场。创制选育优质、抗热、适应广大消费区的四倍
体不结球白菜有重要的理论和实践意义。
1 材料与方法
1．1 试验材料
试验材料为上 海青类型二倍体不结球 白菜
(Brasica campestris ssp．chinensis Makino)02CK，
2n=2x=20，由江苏正大种子公司提供。试验于
2002年9月25日至2004年 5月 26日在南京农业
大学园艺学院园艺站进行。
1．2 同源四倍体不结球白菜诱导及筛选鉴定方法
1．2．1 诱导方法 2002年9月25日播种。在子叶
收稿 日期：2005-07—12．修回日期：2005．1l 。
基金项 目：江苏省“十五”科技攻关项目(BE2001321．1)资助。
作者简介：邓云(1980一)，男，硕士，从事植物多倍体育种研究。
· 通讯作者(Authorfor c∞t$p∞deIlce．E-mal：snzhang@njau．edu．cn)。
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16O 武 汉 植 物 学 研 究 第 24卷
期用秋水仙素处理生长点，3个浓度处理分别为
0．1 mol／L~j4次，0．1 mol／L滴 6次和0．2 mol／L滴
4次，每天早晚各 1次，以清水处理作为对照，样本
数各 200株。
1．2．2 筛选鉴定方法 苗期形态学筛选鉴定指标：
生长势、叶形、叶色、叶厚，统计变异植株的株数，计
算变异率；解剖学筛选鉴定指标：下表皮气孔大小和
密度(N：30)；花期形态学筛选鉴定指标：观察花器
官及花粉粒大小，并统计角果平均种子数；细胞学筛
选鉴定：参照刘大均L2 的方法进行根尖染色体制片
和染色体记数；计算存活率(存活植株数／处理植株
数)、变异率(变异植株数／处理植株数)以及同源四
倍体加倍率 (同源四倍体植株数／处理植株数)；所
获数据均采用 SAS软件进行 t检验。于 2003年
9月20日播种，进行 M：(诱导二代)代驯化栽培。
1．3 二、四倍体檀株营养品质比较
2004年9月 12日播种 M 代种子，28 d定植，
20 d后取二、四倍体同一部位的叶片进行测定。维
生素 c含量采用比色法 ；可溶性糖含量采用蒽酮
比色法 ；蛋白质含量采用考马斯亮蓝G一250染色
法 ；相对含水量参考 Weatherley的方法 J。
1。4 二、四倍体农艺学性状及抗热性比较
2004年8月3日播种 ，9月 10日采收。试验采
用完全随机区组设计，3次重复，株行距 20 cm×
20 cm，每小区8O株，采收前每小区随机取 lO株测
定主要农艺性状，并计算热恢复力(小区成株数／小
区株数)。
2 结果与分析
2．1 不同浓度秋水仙素处理诱导同源四倍体不结
球白菜的效果
试验结果(表 1)表明：用 0．1 mol／L浓度的秋
水仙素处理 6次的效果最好，四倍体加倍率达到
17．5％．存活率均超过90％，随着处理次数的增加，
存活率下降，0．2 mol／L浓度存活率为 88．8％。变
异率随着处理梯度的增加而增加，0．2 mol／L浓度
的变异率最高为48．8％，但四倍体加倍率下降，其
原因是由于秋水仙素毒害作用的增加及多次秋水仙
素分裂相增加所致。从 557株秋水仙素处理成活的
幼苗中筛选得到 52株同源四倍体植株，编号为
03 PK，四倍体植株生长明显减缓，叶片皱缩、增厚，
颜色变深，花期均延后 7—14 d。
表 1 秋水仙素诱导同源四倍体不结球白菜的效果
Table l Efect of eolchieine treatments on induction of
autotetraploid non-heading Chinese cabbage
2．2 二、四倍体不结球白菜形态解剖学比较
二、四倍体形态解剖学差异见表 2及图 1。与
二倍体相比，四倍体子叶长和宽分别增加 17．74％
和24。38％，差异极显著，子叶厚度增加，颜色加深；
四倍体叶片近圆形 ，而二倍体为卵圆形，与二倍体
相比，叶长略 为减 少，差异不显著 ，而宽度增加
34．77％，差异极显著；气孔长与宽较二倍体分别增
加51．68％ 和 37．17％，气 孔密 度 比二倍 体减 少
52．60％；花器官也表现巨大性，花蕾长和宽较二倍
体分别增加31．25％和36．67％；花瓣变圆，颜色变
深，长宽比二倍体分别增加 22．62％和 37．29％；畸
形花粉粒增多，正常的花粉粒长宽较二倍体分别增
~126．57％和26．36％；角果增大，结实率较二倍体
减少77．83％，以上性状差异均达极显著水平。
表 2 二、四倍体不结球白菜形态解剖学比较
Table 2 Comparison of morphological and anatomical between autotetraploid and diploid
．．表示 t检验在0．O1水平上差异显著。
·· indicate significant diference in t-test of 0．01．
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第2期 云等：采用秋水仙碱刨制 髓、抗热州源 倍休不结膏忙白巢
翻
，
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I=情仆与 倍件柑株( 为二俯体 ～ { 悼，2004年 9 Jj 51 J．2 f 佛 口{ 倬 挫(左力二俯悼 ^为H情件 2004 q
月 5}{)； =f 体干¨ 倩悻 官 较(左 二f 体．在 ru 休)；4 ■倍体气孔 ( I30)．5 俯悻气扎 ( 1 30)．6 二惜体 耕
粗(x 2 )．7 僻悱 粉 (x 230)，8=倍悱推尖 " 十 n体数 (2n=2x=20)(x】350)．0 竹 件 尖有 分裂十期
乜堆龇 (2— 4 ；40)(xl 350)
1 Plml lr LIl 1tiI』and Hu㈨ I pI 1 IllrRt1lp d．T1 I ln}e1mp1_¨rI， -⋯ ml _r 5 Ⅲ )；2 l¨_nv 日l⋯ diploid and Buln
【·l0ld(I ~iploid．n auto~etraph~id． I’Ic I～ 5 20(14)．3 L：|l I⋯ n|_rfi．wtMg~l!g,an 1wtn dlphlid mid 8llnle pIm‘j《l dip-
I,il1．ril~hl Hu『I l pI_{d)，4 【)’pI．M ㈣nI (x130) 5 ⋯^ pi0【d|Ⅲm (xI30)．6 pl l p~lkm ⋯ (x 230)；7 Auln~traphlid
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T”il~ks,s 】t11 r¨mT⋯ r】I -id c 2 =4 =40)(x】3劬】
围 1 二、四倍体不结球白菜的形态解剖学特征殛根尖有丝分裂染色体
l rh m~：rphologlca1．~alOmy t-r ld )⋯ ⋯ Ie8{ rm)flps
f， diploid and autotetraploid⋯ he~dlng Chinese c＆bb一
2 3 根尖 染色体 数目直接鉴 定
四倍 体 根 尖有 丝 分 裂 中期 染 色 体数 为 2n=
4x=40， 倍体为 2n=4x=2_】(图 I：8，9) 弪 苗 期
形态学筛选鉴定后得到了 1I6林业异株，解剖学筛
选鉴定后扶得 79株．通过花粉枉形态与大小筛选鉴
定后人选64株 与染色体鉴定相关性达到81 3曙．
再经过结实率鉴定后^选59棣，与染色体临定相芙
眭达到88 1％。可见：花粉粒形态及太小和结实率
可作 为一种快 速有效 的鉴定 四倍 体的问接 方法 。
2 4 二 、四倍体 不结球 白菜营养 品质性状 比较
_二 I『q倍体白菜4个营养品质性状见表3一四
倍体相对含水量比二倍体增』Jl1了3 73％．差异不显
等；蛋白质含量比二倍体增加 l5 69％．差异显著；
可溶性糖含量和维生索c含量比二倍体分别增加
Tal,le 3 s~a nce , f d ip h,i d ⋯
- 枉 I 骑 0 05 平 # &
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．
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162 武 汉 植 物 学 研 究 第24卷
71．25％和22．18％，差异达极显著水平。与刘惠吉
的报道 相一致。可见，四倍体营养品质高于二’
倍体。
2．5 二、四倍体不结球白菜农艺学性状及抗热性比
较
2004年夏季田间试验期间，田间最高温度超过
35~C达20 d，平均温度为26~C，参试材料处于高温
胁迫环境中。试验结果(表 4)表明：四倍体叶宽和
十叶厚比二倍体分别增加 34．67％和 24．44％，差异
极显著；叶重、叶柄重、单株重和小区产量比二倍体
分别增加39．94％、16．23％、25．82％和 l6．43％，差
异达到极显著水平；株高、叶长减少，叶数增加，差异
不显著。四倍体热恢 复力为 96．66％，二倍体为
88．83％ ，差异极显著。可见 ，四倍体表现出良好的
表 4 二、四倍体白菜夏季田闻主要农艺性状及抗热性
Table 4 Main agricultural characters and heat tolerance of diploid and
autotetraploid non-heading Chinese cabbage in summer
．．表示 I检验在 0．Ol水平 上差异显 著。
·· indicate significant diference in t-teat of0．O1．
丰产性和抗热性。
2．6 同源四倍体 03PK的主要特征
03PK为普通直立、叶数型不结球白菜，株高
l6—18 cm，开展度为 l8—20 cm ，株形紧凑，束腰，
菜头粗 8—10 cm；叶片数目为24—26，叶片绿色近
圆形，直径 l2—15 cm，宽略大于长；叶柄绿白色、勺
形，柄长4—6 cm，柄宽 4—5 cm；单株重 180—200 g
(见图 1：1)。优质，适合夏季高温栽培。
3 讨论
多倍体在植物中非常普遍，大约一半的被子植
物，三分之二的禾本科植物，80％的草类，18％的豆
类都是多倍体；所以多倍体常被认为是一个高度动
态的过程，并在植物多倍化过程中起着重要作用。
利用多倍体普遍具营养成分含量高、品质优 良及抗
病、高产等优点对蔬菜作物进行改良已长达半个多
世纪，不少国家的蔬菜育种家们已培育出了很多种
类蔬菜的多倍体新品种。由于同源多倍体更易直接
与经济效益相关，因此多倍体育种研究主要集中在
同源多倍体上，尤其是同源四倍体。
刘学岷报道用 0．2 mol／L浓度的秋水仙素处理
大白菜生长点 24 h和48 h，同源四倍体加倍率分别
达到4．4％和68．75％ 。而本研究中四倍体加
倍率相对较低，可能是因为大白菜与小白菜基因型
差异所致。张全美把茎粗、叶色、叶型指数、花果大
小作为初步判定多倍体的指标"】。Compton和 Gray
发现子房直径、雄花的花瓣和花粉囊直径、叶长与叶
宽比是西瓜倍性鉴定的标志 。本研究 中花粉粒
形态及大小和结实率高低，可作为鉴定四倍体白菜
的主要形态指标。本研究所获得的四倍体白菜结实
率比二倍体降低，但经过驯化一代后，同源四倍体结
实率增加了32．0％，表明通过驯化栽培可以提高同
源四倍体的稔性；刘惠吉报道了四倍体白菜通过6—
7代驯化，结实率可以达到生产应用水平 。
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