全 文 ：图 2 　中国不同地理居群鱼腥草的 UPGMA树
Fig12 　UPGMA Dendrogram based on Nei′s genetic distance
of H1 cordata of different geographical
populations in China
能会使居群一致度较高。但是本实验通过远距离采
样 ,没有研究其克隆多样性 ,也避免了其克隆多样性
对本研究结果的影响。同时 ,地理隔离( 包括河流、
山脉、冰川以及人为的公路和沟渠)阻碍居群间基因
交流 ,因此对居群遗传结构具有重要的影响 ,通常导
致高的居群分化水平[10 ] 。鱼腥草分布广泛 ,常见于
山坡、田埂、溪谷旁 ,所处地理环境异质度高、地理地
形复杂 ,以此来看适应差别以及采样点之间相距较
远 ,基因交流有限也可能是鱼腥草居群间分化的原
因之一[11 ] 。
本研究利用 A FL P 分子标记技术对我国鱼腥
草种质资源遗传多样性和遗传结构进行分析 ,为鱼
腥草这一药用植物的引种驯化、遗传育种、繁育栽培
和标准化种植提供理论依据。同时 ,为建立鱼腥草
中药材及其优良品种的 DNA 指纹图谱奠定基础。
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秋水仙素诱导茴香多倍体的研究
任安祥 ,潘春香 3 ,何金明 ,张振明 ,肖艳辉 ,林 　舒
(韶关学院英东生物工程学院 ,广东 韶关 　512005)
摘　要 :目的 　探讨不同秋水仙素浓度和不同处理时间诱导茴香多倍体的效果。方法 　采用种子浸泡法以不同秋
水仙素浓度、不同处理时间诱导下的种子的萌发率和诱变率、胚根诱变体的外部形态、染色体数量、内部组织构造
以及精油量和成分进行了比较。结果 　诱导液质量浓度为 0113 % ,处理时间为 24 h 时的诱导效果最好 ;诱导后的
突变体胚根与对照相比 ,表现粗大、染色体数目明显增加、胚根的内部细胞数量明显增多、4 种主要精油成分中除莳
萝芹菜脑略低于对照外 ,柠檬酸、反式2茴香脑和莰烯 3 种成分均显著提高。结论 　秋水仙素诱导的突变体可以较
大幅度地提高茴香主要精油成分的量 ,为茴香高精油量多倍体新品种的培育提供了依据。
关键词 :茴香 ;多倍体 ;秋水仙素 ;诱导
中图分类号 :R28211 　　　文献标识码 :A 　　　文章编号 :0253 2670 (2010) 02 0288 04
·882· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
3 收稿日期 :2009205212　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
基金项目 :国家自然科学基金 (31370151) ;内蒙古自然科学基金 (2009MS0311) ;内蒙古自治区人才开发基金 (No2009212)
作者简介 :任安祥 (1960 —) ,男 ,内蒙古呼和浩特市人 ,教授 ,长期从事园艺植物载培与生理方面的研究。　
E2mail :renanxiang @1631com3 通讯作者　潘春香　Tel : (0751) 8124909 　E2mail :pcx992 @yahoo1com1cn
Polyploidy of Foeniculum vul ga re induced by colchicine
REN An2xiang , PAN Chun2xiang , H E Jin2ming , ZHAN G Zhen2ming , XIAO Yan2hui , L IN Shu
(College of Yingdong Bioengineering , Shaoguan University , Shaoguan 512005 , China)
Abstract : Objective 　To explore the induced effect s of colchicine in different concent ration and times
on Foenicul um v ul g are polyploidy1 Methods 　Seed germination rate and mutation rate , morp hology of
radicle induced mutant s , chromosome number , tissue st ructure , and content and component of essential
oil , which induced by colchicine in different concentiation and times were investigaled using the met hod of
soaking seeds1 Results 　The result s showed t hat 0113 % of colchicine concent ration and 24 h inducing time
had t he best induction on F1 v ul g are polyploidy1 Compared to t he cont rol , t he radicle of mutant was t hic2
ker , t he chromosome number increased clearly , and the cell number in radicle manifolded distinctly1
Among t he four main component s of essential oil , t he content s of Dill apiol in anamorp hosis radicle was a
lit tle lower t han that of the cont rol , but the content s of limonene , ( E)2anethole , and camp hene in anamor2
p hosis radicle were all remarkably higher t han t hat of the cont rol af ter induced by colchicine1 Conclusion
The content of main essential oil component s in fennel mutant induced by colchicine is remarkably
enhanced1 The study provides t he t heoretical basis for the breeding of F1 v ul g are new varieties of high oil
content1
Key words : Foenicul um v ul gare Mill1 ; polyploidy ; colchicine ; induction
　　茴香 Foenicul um v ul g are Mill1 是伞形科茴香
属植物 ,全株含有挥发性芳香油 ,主要精油成分为反
式2茴香脑、柠檬烯、莳萝芹菜脑及莰烯[1 ] 。茴香精
油在抗菌、抗氧化、杀虫、医药、日化以及食品添加剂
等方面得以广泛应用[2 ] 。特别是精油中的主要成分
反式2茴香脑作为升白治疗癌症及长期接触放射线
或药物所致或原因不明的低白细胞症具有较好的治
疗效果[3 ] 。因此 ,培育高精油量 ,特别是高反式2茴
香脑茴香新品种具有重要的实际意义。多倍体植物
由于染色体的增加 ,使植株器官常表现巨大性 ,同
时 ,也使染色体基因上调控的有效化学成分量比正
常二倍体增加 ,从而可增加初生代谢和次生代谢产
物量[ 4～6 ] 。所以茴香多倍体育种工作的开展 ,可望
大幅度提高茴香的精油产量和药用价值。
1 　材料与方法
111 　材料 :采用 2007 年内蒙古巴彦淖尔产的内蒙
古茴香的种子。
112 　方法 :实验于 2008 年 9 月至 2008 年 12 月在
韶关学院英东生物工程实验室进行。用不同质量浓
度秋水仙素溶液浸泡种子 ;将在无菌水中浸泡 16 h
的吸水膨胀的种子取出 , 用滤纸拭干 , 浸泡在
0109 %、0111 %、0113 %、0117 %的秋水仙素溶液中 ,
分别处理 8、16、24 h。以蒸馏水浸泡为对照 ,各设 3
次重复 ,每个重复 100 粒种子 ,然后置于无菌的培养
盘中 ,在 25 ℃培养箱中培养。每天换水 1 次 ,观察
和统计发芽率和诱变率。
113 　多倍体鉴定
11311 　形态学鉴定法 :形态学鉴定法是最直观的鉴
定方法。发生突变的多倍体外部形态特征发生了明
显变化。
11312 　染色体数观察[7 ,8 ] :将胚根用蒸馏水洗干净
后 ,用 Carnoy 固定液[无水乙醇2冰醋酸 (3 ∶1) ] ,在
4 ℃的冰箱中固定 4 h。水洗后 ,放入已在 60 ℃的
干燥箱中预热的解离液中 ,在 60 ℃恒温条件下处理
5～10 min ,当根尖的伸长区透明而分生区成米黄色
或乳白色时即可取出 ,然后将解离好的材料用蒸馏
水洗干净后 ,取一根软化好的根尖放在载玻片上 ,用
刀片切去伸长区 ,只留下 1～2 mm 的分生组织 ,滴
一滴改良石炭酸品红染色液 ,染色 10～30 min ,压
片 ,镜检。
11313 　精油提取 :以质量浓度 0113 %、处理时间 24
h、截取大约 2 cm 长的胚根进行精油的提取和成分
分析 ,3 次重复。方法 :称量 (各称取 013 g) →浸泡
在正己烷溶液中 ( 3 mL , 30 min) →超声波 ( 30
min) →离心 (15 min ,0～4 ℃,5 000 r/ min) →取液
于磨口试管中 (取液体部分即可) →GC/ MS 分析 ,
具体方法参照文献报道[9 ] 。
11314 　内部组织构造的观察 :采用徒手切片法对胚
根进行切片 ,厚度 8～10μm ,番红染色 ,德国莱卡
L EICA DM L S2 显微镜观察 , Nikon COOL PIX
4500 数码相机进行显微成像。
2 　结果与分析
·982·中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
211 　植物形态鉴定 :秋水仙素处理的茴香种子发芽
慢 ,发出的胚根粗而短 ,且胚轴明显膨大 ;根尖分生
区变成棕褐色 ,部分胚轴基部有转绿现象。未经处
理的茴香种子发芽率高 ,胚根细而长 ,生长快 ,根尖
细长且正常 (图 1) 。
212 　染色体数检测 :茴香二倍体 2 n = 2X = 22[10 ] ,
本实验采用压片法也观察到茴香染色体数是 22 条
(图 22A) ,但是经秋水仙素处理的染色体数目较多 ,
无法精确统计其数字 ,但可以看出比未经处理的数
目明显增多 (图 22B) 。
图 1 　秋水仙素处理后发芽小茴香种子的形态学比较
Fig11 　Morphologic comparison of germinating fennel
seed after treated by colchicine
图 2 　小茴香染色体观察比较
Fig12 　Comparison of fennel chromosome
213 　秋水仙素浓度和处理时间对种子萌发率和诱
变率的影响 :由表 1 可见 ,清水浸泡 8、16、24 h 的对
照组的萌发率在 8116 %～8617 % ,与秋水仙素处理
的相比差异均达到了极显著水平。秋水仙素处理时
间相同时 ,萌发率随着秋水仙素质量浓度的增加而
呈降低趋势 ,而诱变率随着处理质量浓度的增加而
增加。当处理质量浓度相同时 ,萌发率随着处理时
间的延长而降低 ,诱变率随着处理时间的延长而提
高。其中 ,处理时间 24 h ,质量浓度 0113 %的诱变
率最高 ,达 43134 % ,除处理时间 24 h ,质量浓度
0117 %的组合之外 ,与其他组合相比差异均达到了
显著性水平 ,且除了处理质量浓度 0117 % ,时间 8、
16、24 h 的 3 个组合之外 ,其余均达到了极显著水
平 ,而且萌发率也达到 4211 %。萌发率和诱变率是
衡量秋水仙素诱变植物多倍体效果的两个重要指
标 ,寻找一个诱变率较高 ,而萌发率又不会受到太大
影响的适宜的秋水仙素溶液质量浓度和处理时间很
重要 ,本实验认为秋水仙素溶液 0113 % ,处理时间
24 h 这一组具有较高实用性。
表 1 　秋水仙素处理浓度和时间对茴香种子萌发率
和诱变率的影响
Table 1 　Effects of colchicine in different concentration
and times on germination and induction rate
of fennel seeds
处理时
间/ h
秋水仙
素/ %
萌发率
/ %
处理时
间/ h
秋水仙
素/ %
萌发率
/ %
16 0 861 70 a A 24 01 13 43137 a A
8 0 851 50 a A 24 01 17 40147 ab AB
24 0 811 60 a A 16 01 17 36159 b ABC
8 0109 641 93 b B 8 01 17 35147 b ABC
16 0109 611 93 bc B 8 01 13 28177 c BCD
24 0109 591 60 bc BC 16 01 13 26143 cd CDE
8 0111 571 27 cd BCD 24 01 11 26137 cd CDE
16 0113 511 13 de CDE 16 01 11 26123 cd CDE
16 0111 501 49 e CDE 8 01 11 23160 cd DE
8 0113 501 30 e CDE 24 01 09 20150 de DE
24 0111 491 60 e CDE 8 01 09 18120 e E
8 0117 481 50 ef DE 16 01 09 17153 e E
16 0117 451 93 ef EF 8 01 09 0100
24 0113 421 10 fg EF 16 01 00 0100
24 0117 361 50 g F 24 01 00 0100
　　诱变率是以萌发率为基数 ;各列数字后字母表示 Duncan′s 检测
的差异水平 ,小写字母表示 0105 水平显著 ;大写字母表示 01 01 水平
显著
Inducton rate is based on germination rate ; Means wit hin a co2
lumn followed by different letter show Duncan′s difference level ,
small letters are 0105 level significant difference , and capital let ters
are 01 01 level significant difference among t reat ment s
214 　秋水仙素诱导后精油成分和量的比较 :经过分
析测试 ,茴香品种胚根精油主要成分为反式2茴香
脑、莰烯、柠檬烯和莳萝芹菜脑。经秋水仙素处理的
茴香精油成分的相对量除莳萝芹菜脑之外 ,均与对
照差异较显著 ,分别是对照的 179 %、157 %、138 % ,
特别是药用价值较高的反式2茴香脑增加最显著 ,是
对照的 179 %(表 2) 。
表 2 　秋水仙素诱导后小茴香胚根精油
主要成分相对质量分数的比较
Table 2 　Comparison of relative contents of four main
components in essential oil of fennel radicle
after induced by colchicines
名称
精油成分/ %
反式2茴香脑 莰烯 柠檬烯 莳萝芹菜脑
处理　　　14147 ±31 62 3188 ±0102 32156 ±2135 7154 ±61 22
对照　　　 8108 ±21 06 2147 ±0141 23165 ±0105 10176 ±11 86
对照的倍数 179 157 138 70
·092· 中草药　Chinese Traditional and Herbal Drugs 　第 41 卷第 2 期 2010 年 2 月
215 　秋水仙素处理后胚根内部组织构造的观察比
较 :由图 3 可见 ,茴香根的基本构造由表皮、皮层、内
皮层和中柱构成 ,维管束呈二原型。而经秋水仙素
处理的胚根诱变体的细胞较对照排列紧密且多 ,细
胞壁较厚 ,细胞形状较扁 ,内含物较多。但由于到目
前为止 ,从解剖学角度研究秋水仙素诱导植物多倍
体的效果尚未见报道 ,所以 ,没有参考文献支撑 ,其
原因也无法进行分析 ,尚有待于进一步深入研究 ,找
到其理论依据。
图 3 　秋水仙素处理后茴香胚根横切面比较
Fig13 　Comparison of transverse section of fennel
radicle after treated by colchicine
3 　讨论
311 　实验表明 ,用不同质量浓度的秋水仙素 ,不同时
间处理膨胀的茴香种子 ,产生的诱导效果不同。秋水
仙素的质量浓度相同 ,处理的时间越长 ,其诱导率越
高 ;处理时间相同 ,秋山仙素的质量浓度越高 ,其诱导
率也越高。但是随着处理时间的延长和处理质量浓
度的增加 ,种子萌发率受到的抑制也越大。因此 ,要
想筛选出最佳的诱导方法应该把诱导时间和诱变剂
量组合起来 ,本实验结果显示 :以秋水仙素溶液质量
浓度 0113 % ,处理时间 24 h 的诱导效果最好。
312 　用膨胀的种子进行秋水仙素多倍体诱导的研
究 ,具有简单、操作方便等优点 ,然而有关这方面的
报道却很少。本实验将为种子繁殖植物用种子进行
秋水仙素诱导多倍体的研究提供依据。
313 　染色体是遗传信息的载体 ,染色体数目与结构
的变化对植物的表型特征、初生代谢物及次生代谢
物量及成分产生很大影响 ,常表现巨大性 ,大多数多
倍体的次生代谢物高于二倍体[4～6 ] 。本研究表明经
秋水仙素处理后 ,茴香胚根精油的主要成分的相对
质量分数明显提高 ,特别是药用价值较高的反式2茴
香脑的相对质量分数是对照的 179 % ,这将为培育
高精油量的植物多倍体新品种提供理论依据。
314 　常用的形态鉴定法是外部形态和染色计数法 ,
本实验在此基础上 ,又对胚根的内部组织构造进行
了观察比较 ,观察到经秋水仙素处理的胚根内部组
织构造与对照明显不同 ,为从解剖结构上探索鉴定
多倍体的依据提供了很好的依据。
315 　经秋水仙素诱导的茴香多倍体植物的精油量
和成分的变化、遗传稳定性等对提高茴香精油的量
和改进茴香精油质量具有重要的实用意义 ,有待进
一步研究。
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