氨磺灵和秋水仙素诱导橡胶草四倍体效果的比较研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0581

中国农学通报 ›› 2021, Vol. 37 ›› Issue (20): 35-41.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0581

所属专题：生物技术

氨磺灵和秋水仙素诱导橡胶草四倍体效果的比较研究

杨玉双¹(), 覃碧¹, 张继川², 张立群², 聂秋海³, 刘实忠¹()

¹中国热带农业科学院橡胶研究所,海口 571101
²北京化工大学材料科学与工程学院,北京 100029
³北京玲珑蒲公英科技发展有限公司,北京 101102

收稿日期:2020-10-22 修回日期:2021-02-19 出版日期:2021-07-15 发布日期:2021-08-06
通讯作者: 刘实忠
作者简介:杨玉双,男,1983年出生,山东淄博人,助理研究员,博士,研究方向：橡胶草种质创新与遗传育种。通信地址：571101 海南省海口市龙华区学院路四号,Tel：0898-66961276,E-mail：yangyushuang56@163.com。
基金资助:
北京玲珑蒲公英科技发展有限公司研发课题“橡胶草种质收集,创新与良种繁育”;国家自然科学基金青年基金项目“基于全基因组重测序技术的橡胶草高密度遗传图谱构建及含胶量QTL定位”(31801436)

Comparative Study on Tetraploid Induction of Taraxacum kok-saghyz Rodin with Oryzalin and Colchicine

Yang Yushuang¹(), Qin Bi¹, Zhang Jichuan², Zhang Liqun², Nie Qiuhai³, Liu Shizhong¹()

¹Rubber Research Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Science, Haikou 571101
²College of Materials and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029
³Beijing Linglong Dandelion Technology and Development Ltd., Beijing 101102

Received:2020-10-22 Revised:2021-02-19 Online:2021-07-15 Published:2021-08-06
Contact: Liu Shizhong

摘要/Abstract

摘要：

为探讨不同诱变剂对橡胶草四倍体的诱导效果,以橡胶草幼芽为材料,采用浸芽法,比较分析氨磺灵和秋水仙素2种诱变剂不同浓度和处理时间对橡胶草多倍体的诱导效果及多倍体橡胶草的形态特征变化。结果表明：氨磺灵处理橡胶草的成苗率(60%~75%)和最高诱变率(14.08%)均高于秋水仙素处理（0~59%和5.56%）,其嵌合体率(27.27%)低于秋水仙素处理(75.00%),其中0.04 mmol/L氨磺灵处理 30 min,成苗率为71.00%,变异率14.08%,为最佳诱变条件。可见,氨磺灵比秋水仙素更适合用于橡胶草多倍体诱导。诱导后获得的四倍体橡胶草叶片厚度、气孔大小、花和种子大小均显著大于野生型二倍体植株,气孔密度则显著低于野生型植株,这些形态特征可辅助多倍体橡胶草快速筛选和鉴定。本研究初步探明了2种诱变剂对橡胶草染色体加倍的诱导效果,为今后橡胶草多倍体育种提供理论依据和技术支持。

关键词: 橡胶草, 氨磺灵, 秋水仙素, 四倍体, 多倍体诱导

Abstract:

To explore the induction effect of different mutagens on Taraxacum kok-saghyz Rodin (TKS), the seedlings of TKS were used as materials, the polyploid induction effects of different concentrations and treatment time of oryzalin and colchicine on TKS were analyzed, and the changes of morphological characteristics of polyploid TKS were studied using the buds soaking method. The results showed that, the seedling rate (60%-75%) and the highest mutation rate (14.08%) of the TKS treated with oryzalin were both higher than those of colchicine (0-59% and 5.56%), respectively. The chimera rate (27.27%) treated with oryzalin was lower than that of colchicine (75.00%). The treatment with 0.04 mmol/L oryzalin for 30 min was the optimal condition for TKS tetraploid induction, the seedling rate was 71.00% and the induction rate was 14.08%. Therefore, colchicine was more suitable for TKS polyploid induction than colchicine. The leaf thickness, stomata size in the lower epidermis, flower size and seed size of tetraploid TKS plants were significantly larger than those of wild-type diploid plants, and stomatal density was significantly less than that of wild-type plants. These morphological characteristics could assist the rapid screening and identification of polyploid TKS. The induction effect of two mutagens on TKS was preliminarily explored in this study, which could provide a theoretical basis and technical support for TKS polyploid breeding in the future.

Key words: Taraxacum kok-saghyz Rodin (TKS), oryzalin, colchicine, tetraploid, polyploid induction

中图分类号:

S576

杨玉双, 覃碧, 张继川, 张立群, 聂秋海, 刘实忠. 氨磺灵和秋水仙素诱导橡胶草四倍体效果的比较研究[J]. 中国农学通报, 2021, 37(20): 35-41.

Yang Yushuang, Qin Bi, Zhang Jichuan, Zhang Liqun, Nie Qiuhai, Liu Shizhong. Comparative Study on Tetraploid Induction of Taraxacum kok-saghyz Rodin with Oryzalin and Colchicine[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(20): 35-41.

图/表 5

参考文献 30

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处理药剂	处理浓度	处理时间	处理株数	成苗株数	成苗率/%	变异株数		诱导率/%	嵌合体率/%
处理药剂	处理浓度	处理时间	处理株数	成苗株数	成苗率/%	四倍体数	嵌合体数	诱导率/%	嵌合体率/%
CK		30 min	100	100	100.00	0	0	0.00	0.00
秋水仙素	0.05%	30 min	100	59	59.00	1	1	3.39	75.00
		1 h	100	50	50.00	0	1	2.00
		2 h	100	51	51.00	0	1	1.96
		4 h	100	46	46.00	0	0	0
		8 h	100	39	39.00	0	0	0
	0.10%	30 min	100	36	36.00	0	2	5.56
		1 h	100	38	38.00	1	0	2.63
		2 h	100	41	41.00	0	1	2.43
		4 h	100	28	28.00	0	0	0
		8 h	100	25	25.00	0	0	0
	0.20%	30 min	100	37	37.00	0	0	0
		1 h	100	0	0.00	0	0	0
		2 h	100	0	0.00	0	0	0
		4 h	100	0	0.00	0	0	0
		8 h	100	0	0.00	0	0	0
氨磺灵	0.01 mmol/L	30 min	100	75	75.00	2	1	4.00	27.27
		1 h	100	70	70.00	1	1	2.84
		2 h	100	70	70.00	1	0	1.42
		4 h	100	69	69.00	1	0	1.45
		8 h	100	60	60.00	0	0	0
	0.02 mmol/L	30 min	100	71	71.00	2	1	4.23
		1 h	100	69	69.00	2	0	2.90
		2 h	100	63	63.00	1	0	1.59
		4 h	100	63	63.00	1	0	1.59
		8 h	100	60	60.00	0	0	0
	0.04 mmol/L	30 min	100	71	71.00	8	2	14.08
		1 h	100	71	71.00	3	2	7.04
		2 h	100	69	69.00	1	2	4.35
		4 h	100	69	69.00	1	1	2.90
		8 h	100	68	68.00	2	0	2.94
	0.08 mmol/L	30 min	100	72	72.00	3	1	5.56
		1 h	100	71	71.00	2	1	4.23
		2 h	100	70	70.00	2	1	4.17
		4 h	100	68	68.00	0	0	0
		8 h	100	61	61.00	0	0	0

处理药剂	处理浓度	处理时间	处理株数	成苗株数	成苗率/%	变异株数		诱导率/%	嵌合体率/%
处理药剂	处理浓度	处理时间	处理株数	成苗株数	成苗率/%	四倍体数	嵌合体数	诱导率/%	嵌合体率/%
CK		30 min	100	100	100.00	0	0	0.00	0.00
秋水仙素	0.05%	30 min	100	59	59.00	1	1	3.39	75.00
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氨磺灵	0.01 mmol/L	30 min	100	75	75.00	2	1	4.00	27.27
		1 h	100	70	70.00	1	1	2.84
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		4 h	100	69	69.00	1	0	1.45
		8 h	100	60	60.00	0	0	0
	0.02 mmol/L	30 min	100	71	71.00	2	1	4.23
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		2 h	100	63	63.00	1	0	1.59
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	0.04 mmol/L	30 min	100	71	71.00	8	2	14.08
		1 h	100	71	71.00	3	2	7.04
		2 h	100	69	69.00	1	2	4.35
		4 h	100	69	69.00	1	1	2.90
		8 h	100	68	68.00	2	0	2.94
	0.08 mmol/L	30 min	100	72	72.00	3	1	5.56
		1 h	100	71	71.00	2	1	4.23
		2 h	100	70	70.00	2	1	4.17
		4 h	100	68	68.00	0	0	0
		8 h	100	61	61.00	0	0	0

形态特征	参数	二倍体(2×)	四倍体(4×)
气孔	气孔密度/(No/mm²)	39	30^**
	气孔长/μm	16.87	20.67^**
	气孔宽/μm	6.77	9.07^*
叶片形态	叶片长度/cm	14.64	14.39
	叶片宽度/cm	2.51	2.48
	叶厚度/mm	0.77	1.43^**
	叶型指数	5.89	5.82
花	花苞长度/cm	1.72	1.75
	花苞直径/cm	2.68	3.31^**
	花柄直径 /mm	1.55	2.12^**
种子	粒长/cm	0.48	0.66^**
种子	粒宽/cm	0.12	0.17^**

形态特征	参数	二倍体(2×)	四倍体(4×)
气孔	气孔密度/(No/mm²)	39	30^**
	气孔长/μm	16.87	20.67^**
	气孔宽/μm	6.77	9.07^*
叶片形态	叶片长度/cm	14.64	14.39
	叶片宽度/cm	2.51	2.48
	叶厚度/mm	0.77	1.43^**
	叶型指数	5.89	5.82
花	花苞长度/cm	1.72	1.75
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	花柄直径 /mm	1.55	2.12^**
种子	粒长/cm	0.48	0.66^**
种子	粒宽/cm	0.12	0.17^**

氨磺灵和秋水仙素诱导橡胶草四倍体效果的比较研究

Comparative Study on Tetraploid Induction of Taraxacum kok-saghyz Rodin with Oryzalin and Colchicine

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