全 文 ：新 疆 农 业 大 学 学 报　２０１４，３７（２）：１１９～１２２
Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
文章编号：１００７－８６１４（２０１４）０２－０１１９－０４
秋水仙素处理对新疆紫草无菌苗生长的影响
潘　颀，魏　欢，王　芳，郝爱花，班　娜
（新疆农业大学 农学院，乌鲁木齐　８３００５２）
摘　要：　采用秋水仙素溶液浸泡方法处理新疆紫草无菌苗。结果表明，秋水仙素浓度为１００ｍｇ／Ｌ时浸泡新疆紫
草种子，明显促进下胚轴的膨大（４２．１％～５２．６％），抑制根的形成，但对种子萌发影响不大；无菌苗浸泡时间不宜
超过４８ｈ；苗龄为２５ｄ、处理温度为２０℃、秋水仙素浓度为２５ｍｇ／Ｌ、浸泡１２～２４ｈ时的萌发率为６６％～８０％，变
异率为１２．５０％～２８．７８％；通过秋水仙素浸泡处理产生了丰富的形态变异。
关键词：　新疆紫草；秋水仙素；无菌苗
中图分类号：Ｓ５６７．２３９　　　　　　文献标识码：Ａ　
Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　Ｃｏｌｃｈｉｃｉｎｅ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｎ　Ａｓｅｐｔｉｃ　Ｓｅｅｄｌｉｎｇ　Ｇｒｏｗｔｈ　ｏｆ
Ａｒｎｅｂｉａ　ｅｕｃｈｒｏｍａ（Ｒｏｙｌｅ）Ｊｏｈｎｓｔ
ＰＡＮ　Ｑｉ，ＷＥＩ　Ｈｕａｎ，ＷＡＮＧ　Ｆａｎｇ，ＨＡＯ　Ａｉ－ｈｕａ，ＢＡＮ　Ｎａ
（Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｇｒｏｎｏｍｙ，Ｘｉｎｊｉａｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ　８３００５２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｃｏｌｃｈｉｃｉｎｅ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｓｏａｋｉｎｇ　ｗａｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｔｏ　ｔｒｅａｔ　Ａｒｎｅｂｉａ　ｅｕｃｈｒｏｍａ （Ｒｏｙｌｅ）
Ｊｏｈｎｓｔ　ａｓｅｐｔｉｃ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｈｙｐｏｃｏｔｙｌ　ｅｘｐａｎｄｓ（４２．１％－５２．６％）ｐｒｏｍｏｔｅｄ　ｏｂｖｉ－
ｏｕｓｌｙ　ａｎｄ　ｉｎｈｉｂｉｔｅｄ　ｔｈｅ　ｒｏｏｔｓ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｗｈｅｎ　Ａｒｎｅｂｉａ　ｅｕｃｈｒｏｍａ （Ｒｏｙｌｅ）Ｊｏｈｎｓｔ　ｓｅｅｄｓ　ｗｅｒｅ　ｓｏａｋｅｄ　ｉｎ　ｃｏｌ－
ｃｈｉｃｉｎｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　１００ｍｇ／Ｌ，ｂｕｔ　ｉｔ　ｉｓ　ｎｏｔ　ｍｕｃｈ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｓｅｅｄｓ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ａｓｅｐｔｉｃ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｓｏａ－
ｋｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｓｈｏｕｌｄｓ　ｎｏｔ　ｂｅ　ｍｏｒｅ　ｔｈａｎ　４８ｈ．Ｔｈｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｗａｓ　６６％～８０％ａｎｄ　ｔｈｅ　ｍｕｔａｔｉｏｎ　ｒａｔｅ　ｗａｓ
１２．５０％－２８．７８％，Ｍｕｔａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　２５ｍｇ／Ｌ　ｃｏｌｃｈｉｃｉｎｅ　ａｔ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆ　２０℃ｆｏｒ　１２ｈｔｏ　２４ｈ．Ａｆｔｅｒ
ｓｏａｋｉｎｇ　ｂｙ　ｃｏｌｃｈｉｃｉｎｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ　ａｂｕｎｄａｎｔ　ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ　ｖａｒｉａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　Ａｒｎｅｂｉａ　ｅｕｃｈｒｏｍａ（Ｒｏｙｌｅ）Ｊｏｈｎｓｔ；ｃｏｌｃｈｉｃｉｎｅ；ａｓｅｐｔｉｃ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ
　　多倍体植株具有叶片大而厚、叶色深，根、茎、叶
和花果的巨型性，抗性强［１］等优良性状，因而具有较
高的观赏价值和商品价值。此外多倍体植物较二倍
体植物具有更强的适应性。半支莲、沉香虎头兰、沙
漠肉苁蓉、黄芪、连翘等植物采用秋水仙素溶液作为
诱变剂，均获得了多倍体植株［２－６］。但目前未见国
内外关于新疆紫草秋水仙素处理的研究报道。新疆
紫草作为传统中药，具有显著的杀菌抗病毒、抗肿
瘤、消炎、抗生育、保肝和免疫调节等特殊的药用价
值［７］，其开发、利用有着广阔的前景。本试验以新疆
紫草种子及无菌苗为试材，考察了秋水仙素浓度、浸
泡时间、处理温度对无菌生长的影响，旨在为今后获
得多倍体奠定技术基础。
１　材料与方法
１．１　材 料
新疆紫草种子采自新疆博乐温泉县哈夏林场。
秋水仙素（Ｓｉｇｍａ公司）、二甲基亚砜、乙醇等均为分
析纯。
１．２　方 法
１．２．１　无菌苗制备
种子剥壳后，无菌条件下用７０％乙醇消毒种子
１ｍｉｎ，再用０．１％升汞溶液消毒５ｍｉｎ，无菌水冲洗
３次，再用１　０００ｍｇ／Ｌ青霉素钠溶液振荡３０ｍｉｎ。
收稿日期：２０１４－０１－１２
基金项目：国家自然科学基金项目（３１０６０２０５）
通讯作者：王　芳，Ｅ－ｍａｉｌ：Ｗａｎｇｆａｎｇ１ｈａｏ＠１２６．ｃｏｍ
新　疆　农　业　大　学　学　报 ２０１４年　
种子置于灭菌的吸水纸上沾干，接种于１／２ＭＳ培养
基上萌发。
１．２．３　秋水仙素过滤除菌及处理无菌苗方法
用孔径０．２μｍ的滤膜和１００ｍＬ的注射器，将
配制好的秋水仙素溶液在无菌条件下过滤除菌。将
饱满的种子或长势良好、均一的无菌苗淹没在一定
浓度的秋水仙素溶液中，并于黑暗处、摇床上振荡一
定时间。摇床转速为９０～１００ｒ／ｍｉｎ。处理完成后，
用无菌水将种子或无菌苗冲洗２～３遍，转接入 ＭＳ
＋６－ＢＡ　０．５ ｍｇ／Ｌ＋ ＮＡＡ　０．１ ｍｇ／Ｌ＋ ＧＡ３
０．１ｍｇ／Ｌ＋碳粉０．５ｇ／Ｌ的培养基中培养。对照
为无菌水浸泡。秋水仙素溶液中均添加２％二甲基
亚砜。每个处理１０瓶，每瓶接种５棵幼苗或２０～
３０粒种子。若不做特殊说明，本研究中新疆紫草无
菌苗的苗龄均为２０～２５ｄ。
秋水仙素浸泡处理对新疆紫草种子萌发的影
响：秋水仙素浓度为１００ｍｇ／Ｌ，处理温度２０℃，分
别浸泡种子４８，７２ｈ。
无菌水浸泡时间对无菌苗成活的影响：无菌水
浸泡时间２，４，６，８，１０，１２，４８，７２ｈ。
秋水仙素浸泡处理对新疆紫草无菌苗的影响：
①秋水仙素浓度１００ｍｇ／Ｌ，处理温度２０℃，处理时
间２４，４８，７２ｈ。② 秋水仙素浓度为 ０，２５，５０，
１００ｍｇ／Ｌ，处理温度为４，２０，２５℃，处理时间１２，
２４，３６ｈ。
１．２．４　培养条件
培养基中均添加水解酪蛋白０．５ｇ／Ｌ，肌醇
１ｇ／Ｌ，蔗糖３０ｇ／Ｌ，琼脂６ｇ／Ｌ，ｐＨ值５．８，温度为
２５℃±２℃，光照时间１２ｈ／ｄ，光强２　５００ｌｘ。
１．２．５　指标计算
成活率（％）＝〔成活幼苗（茎尖）数／接种总幼苗
（茎尖）数〕×１００
变异率（％）＝〔变异幼苗（茎尖）数／接种总幼苗
（茎尖）数〕×１００
以新生真叶呈“十”字交叉型、叶片厚、叶片匍匐
生长、植株矮小、茎粗等形态变化为变异界定标准。
萌发率（％）＝新叶长出的茎尖数／接种总茎尖
数×１００
２　结果与分析
２．１　秋水仙素浸泡对种子萌发的影响
秋水仙素浓度为１００ｍｇ／Ｌ时分别浸泡种子
４８，７２ｈ。经过秋水仙素处理的种子萌发率与对照
相比差异不大（表１），但浸泡７２ｈ的萌发率明显较
４８ｈ的低，与对照相比，下胚轴膨大率增长十分明
显，且均未生根，子叶短而厚，新叶萌发缓慢或不萌
发，表明秋水仙素处理对新疆紫草种子根的形成有
明显抑制作用。
表１　秋水仙素浸泡处理对新疆紫草种子萌发的影响
Ｔａｂｌｅ　１　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｏｌｃｈｉｃｉｎｅ　ｓｏａｋｉｎｇ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｎ　Ａｒｎｅｂｉａ　ｅｕｃｈｒｏｍａ（Ｒｏｙｌｅ）Ｊｏｈｎｓｔ　ｓｅｅｄｓ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
处理
浸泡４８ｈ
萌发率（％） 生根率（％） 下胚轴膨大率（％）
浸泡７２ｈ
萌发率（％） 生根率（％） 下胚轴膨大率（％）
ＣＫ　 ６８　 ４４．４　 ０　 ６９　 ４０．２　 ４．５
秋水仙素处理 ６５　 ０　 ４２．１　 ５８　 ０　 ５２．６
２．２　无菌水浸泡时间对新疆紫草无菌苗成活的影响
随无菌水浸泡时间的延长，无菌苗茎尖及子叶
的成活率均呈下降趋势（图１），无菌苗浸泡时间不
易超过４８ｈ，这与新疆紫草不耐涝一致。
２．３　秋水仙素浸泡对新疆紫草无菌苗生长的影响
２．３．１　秋水仙素浸泡时间对新疆紫草无菌苗生长
的影响
当秋水仙素诱变处理时间不同，处理温度
２０℃、浓度１００ｍｇ／Ｌ时（表２），经秋水仙素浸泡处
理后无菌苗的成活率明显下降，且随处理时间的延
长，变异率及成活率均呈降低趋势，浸泡２４ｈ的变
异率最大为５０．８％。秋水仙素诱变处理时间过长，
无菌苗在之后的培养过程中生长缓慢、死亡率较高，
因此，处理时间以２４ｈ较为适宜。
图１　无菌水浸泡时间与幼苗成活的关系
Ｆｉｇ．１　Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｓｔｅｒｉｌｅ　ｗａｔｅｒ　ｉｍｍｅｒｓｉｏｎ　ｔｉｍｅ
ａｎｄ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｓｕｒｖｉｖａｌ
０２１
　第２期 潘　颀，等：秋水仙素处理对新疆紫草无菌苗生长的影响
表２　秋水仙素浸泡时间对新疆紫草无菌苗生长的影响
Ｔａｂｌｅ　２　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｏｌｃｈｉｃｉｎｅ　ｓｏａｋｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｏｎ　Ａｒｎｅｂｉａ　ｅｕ－
ｃｈｒｏｍａ（Ｒｏｙｌｅ）Ｊｏｈｎｓｔ　ａｓｅｐｔｉｃ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ
处理时间（ｈ） 变异率（％） 成活率（％）
２４　 ５０．８　 ３０．０
４８　 ４１．１　 ３３．８
７２　 ４５．７　 ２５．２
２．３．２　秋水仙素浓度、处理时间、处理温度对新疆
紫草无菌苗生长的影响
由表３知，各处理的无菌苗下胚轴膨大率均为
１００％，而对照的下胚轴膨大率为２０％。当秋水仙
素浓度及处理时间一定时，随处理温度的升高，茎尖
萌发率呈先升高后降低趋势，处理温度为２０℃时茎
尖萌发率最高为８０％。当温度一定时，随秋水仙素
浓度的增大及处理时间的延长，茎尖萌发率呈下降
趋势，与对照比降低幅度为２０％～６７％。随温度的
升高变异率呈下降趋势，当温度和秋水仙素浓度均
一定时，随浸泡时间的延长，变异率呈下降趋势，且
下降幅度较大。表明无菌苗对秋水仙素浸泡时间的
反应较敏感。
当秋水仙素浓度２５ｍｇ／Ｌ、处理温度为２０℃
时，萌发率及变异率均最高，其中浸泡时间为１２ｈ
的萌发率最高达８０％，变异率为１２．５０％，浸泡２４ｈ
的萌发率为６６％，变异率为２８．７８％。表明高浓度
秋水仙素、长时间及在较高的温度下处理，对无菌苗
的萌发具有明显抑制作用。
表３　不同秋水仙素浓度、时间及温度对新疆紫草无菌苗生长的影响
Ｔａｂｌｅ　３　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｌｃｈｉｃｉｎｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｎ　ａｓｅｐｔｉｃ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ　ｏｆ　Ａｒｎｅｂｉａ　ｅｕｃｈｒｏｍａ
（Ｒｏｙｌｅ）Ｊｏｈｎｓｔ
温度
（℃）
秋水仙素浓度
（ｍｇ／Ｌ）
处理时间
（ｈ）
下胚轴膨大率
（％）
茎尖萌发率
（％）
变异率
（％）
成活变
异株数
变异株
成活率（％）
４　 ２５　 １２　 １００　 ６０　 ０　 ０ －
４　 ２５　 ２４　 １００　 ４９　 ２．０４　 ０　 ０
４　 ２５　 ３６　 １００　 ４８　 １６．６７　 １　 １２．５０
２０　 ２５　 １２　 １００　 ８０　 １２．５０　 ２　 ２０．００
２０　 ２５　 ２４　 １００　 ６６　 ２８．７８　 ５　 ２６．３２
２０　 ２５　 ３６　 １００　 ５４　 ５．５６　 ０　 ０
２０　 ５０　 １２　 １００　 ７１　 １５．４９　 １　 ９．０９
２０　 ５０　 ２４　 １００　 ６０　 １８．３３　 ２　 １８．１８
２０　 ５０　 ３６　 １００　 ４４　 ２．２７　 ０　 ０
２０　 １００　 １２　 １００　 ６１　 １３．１１　 ０　 ０
２０　 １００　 ２４　 １００　 ３３　 ０　 ０ －
２０　 １００　 ３６　 １００　 １７　 ０　 ０ －
２５　 ２５　 １２　 １００　 ４７　 ２．１３　 ０　 ０
２５　 ２５　 ２４　 １００　 ３６　 １３．８９　 ０　 ０
２５　 ２５　 ３６　 １００　 ３２　 ９．３８　 ０　 ０
２５　 ０　 ０　 ２０　 １００　 ０　 ２０ －
２．４　无菌苗形态变化
与正常植株相比，变异表现为叶片基部变红，叶
片宽而短，生长点不萌发及叶片褐化死亡，白化苗，
畸形叶，叶片扇形且表面糙毛多，糙毛变长，糙毛密
度增加，真叶缺裂，真叶匍匐且呈十字形，真叶长椭
圆形等，这为今后从中选择变异材料奠定了基础。
３　讨 论
采用秋水仙素与组织培养相结合获得多倍体已
有许多报道［２－６］，但不同材料及不同方法所得结果
有所不同。李丽琴等［９］采用三种不同浓度的秋水仙
素液体培养基悬浮培养的方法诱导紫杉醇，秋水仙
素浓度为７５０ｍｇ／Ｌ处理３ｄ时，可以得到稳定传代
比例为６２．５％的四倍体细胞系。李富雄等［１０］通过
在培养基中添加不同浓度的秋水仙素培养带有绿色
芽点的黄芪愈伤组织，均产生了多倍体。张蜀敏
等［１１］采用秋水仙素浸种、浸根等方法诱导雪莲，获
得了四倍体细胞比例高达９０％以上的植株。本试
验采用不同秋水仙素溶液振荡浸泡的方法，获得了
大量形态各异的无菌材料，此结果为今后获得新疆
紫草多倍体奠定了物质基础。
许多研究表明，秋水仙素浓度、处理时间及温度
１２１
新　疆　农　业　大　学　学　报 ２０１４年　
是影响染色体加倍的重要因素，一般而言，秋水仙素
浓度越高、处理时间越长、处理温度越高，幼苗成活
率就越低。由于植物种类及外植体来源不同，对秋
水仙素的反应、耐受能力及敏感程度不同，因而导致
不同植物有其适宜的组合［１２］。此外，秋水仙素在诱
发染色体加倍时，会对细胞产生毒副作用，导致生长
发育受阻，茎尖萌发率下降［１３］。张海凤［１４］采用秋水
仙素诱变杜仲籽苗，最佳处理组合为１００ｍｇ／Ｌ秋水
仙素处理生长点１２ｈ，变异株率和四倍体株率分别
为６３．３％和３６．７％。童俊等［１５］、王丽艳等［１６］、胡玉
林等［１７］的研究认为５００ｍｇ／Ｌ秋水仙素处理诱变率
最高。本研究用浓度为２５～１　５００ｍｇ／Ｌ的秋水仙
素处理新疆紫草，结果发现新疆紫草无菌苗在秋水
仙素浓度为２５ｍｇ／Ｌ的存活率较高，而浓度过大，
虽然有不同程度的存活及变异，但在随后的继代培
养中逐渐死亡。因此，笔者认为新疆紫草与其他植
物相比，对秋水仙素较为敏感。
本研究发现保证变异株的存活是获得多倍体的
前提和基础。新疆紫草无菌种子苗在无菌水中浸泡
的时间不宜超过４８ｈ，而且之后反复采用秋水仙素
浸泡的结果也证明，浸泡时间不宜过久，否则叶片和
茎尖大量死亡，此结果与新疆紫草怕涝习性相一致，
表明变异株也对水分较为敏感。此外试验还发现，
几次重复试验的结果往往有所不同，有的还出现秋
水仙素浓度越大成活率越高的现象。可能是新疆紫
草为异花授粉植物，其种子及植株的遗传背景较复
杂，并且种子成熟时呈陆续开花、陆续成熟状况，因
而使得新疆紫草的种子成熟度差异较大，以及之后
的种子发芽及幼苗的整齐度较低，生理状态也有差
异，从而造成规律不明显或相反的情况。
进行秋水仙素处理的目的是为了获得多倍体，
而判定形成多倍体的方法有形态学鉴定、细胞学鉴
定、染色体计数法及流式细胞仪分析法等。其中形
态鉴定法简单、直观，是多数研究者早期进行筛选、
提高工作效率的首选方法，也是一个必要的环节。
因此本研究对秋水仙素处理后的植株首先进行了形
态鉴定，发现通过秋水仙素处理的新疆紫草无菌苗
发生了丰富的变异，有的变异在继代培养中很快回
复，有的持续保持，至于这些持续保持变异的植株是
否为多倍体有待下一步诱导生根，利用根尖进行染
色体数目的鉴定。
４　结 论
采用秋水仙素溶液浸泡的方法处理新疆紫草无
菌苗，结果表明，秋水仙素浓度为１００ｍｇ／Ｌ时浸泡
新疆紫草种子，明显促进下胚轴的膨大（４２．１％～
５２．６％）、抑制根的形成，但对种子萌发影响不大；无
菌苗浸泡时间不宜超过４８ｈ；苗龄为２５ｄ、处理温度
为２０℃、秋水仙素浓度为２５ｍｇ／Ｌ、浸泡１２～２４ｈ
时的萌发率为６６％～８０％，变异率为１２．５％～
２８．７８％；通过秋水仙素浸泡处理后产生了丰富的形
态变异。此技术组合为今后获得变异植株奠定了物
质基础。
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倍体诱导［Ｊ］．草业学报，２００９，１８（１）：９４－９９．
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－１１９香蕉多倍体［Ｊ］．果树学报，２００６，２３（３）：４６２－
４６４．
２２１