离体组织细胞染色体加倍技术在牧草育种中的应用进展

离体组织细胞染色体加倍育种是获得植物新品种 的一 条重要 途径 ，在 牧草 育种 中具有 重 大意义 ：一是
利 用 同源 多倍体 器官 巨大 型 的特点 ，产生 植株 高大 的 牧草 ，可 以提 高产草 量或 改善 牧草 的品质 ；二 是通过
诱 导是 提高 现有 品种 草产量 和牧 草 品质 的有 效 方 法 。一 般多倍体牧 草 比二倍体 牧草的结实率 降低 、
收 稿 日期 ：２ １－ ５ ２ ０ １０—７
１３ 年 Ｂａｅ 和 Ａ ｅｙ ９７ ｌ ｓ ｒｎ 从原 产 于地 中海一 带 的秋 ｋ 水仙植 物 中提纯 出一种 生 物碱 ，并发 现秋水 仙碱 可诱
导植物染色体数 目 加倍 ｂ 。从此 ，这一诱变剂已被广 泛地应用于植物育种研究。 秋 水仙 素 （ｏｃｉ ｍ）是一 种生物碱 ，因最初 从 Ｃ ｌｈｃ ｕ 百合科植物秋水仙 （ｏ ｈ ｕ ｔｍ ａ ）的种子和 Ｃｌ ｉ ｍａ ｕ ｎｌ ｃｃ ｕ ｅ 球 茎 中提取 出来 ，故名 。分子式 为 Ｃ ： 。它是 白 ： Ｎ Ｈ０ 色 或淡 黄色 的粉 末 或针状 结 晶 ，熔 点 １７ ，易溶 于 ５℃ 水 、乙醇和氯仿 ，味苦，有剧毒 阻 。 秋水仙素是一种微管解聚剂，是最重要的微管工 具药物。当秋水仙素与正在进行有丝分裂的细胞接触 时 ，秋水仙素就与微管蛋 白异二聚体结合 ，从而阻断 微管蛋白组装成微管 ，并引起原有微管解聚 Ｅ，使细 ５ ３
况，并展 望 了离体组织染色体加倍技术在牧草育种 中的应用和发展前景 。 关键词 ：离体组织 ；秋水仙素 ；染色体加倍 ；牧草育种
中图分类号：Ｓ ４０ ５ ５ ．３
文献标识码 ：Ａ
文章编号 ：１ ７ — ４ ３２ １ ）９ ０ ２ — ４ ６ ３ ８ ０ （０ ０ — ０ １ ０ １
现象较严重 。
后的细胞分裂进程。当秋水仙素被洗掉，细胞恢复正 常分裂 功能后 ，这 个受影 响 的细胞 的染色体 就加 了一 倍 ，产生染色体数加倍的核 。因此 ，秋水仙素是一 种诱 发 多倍体 的药剂 。各 种植物 和不 同组织 中的微管 蛋 白与秋水仙素结合能力不同 口 ］ ，因此处理植物细胞 时，秋水仙素不同浓度 、不同时间、不同处理及恢复 期的温度等等都会对植物细胞产生不同程度的影响。
亲本或杂种 的染 色体加倍 ，可 以克服远缘 杂交 的困 难 ；三是诱导 出的多倍体可 以起基 因转移 载体 的作
用 。随着生 物技 术 的迅速发 展 ，离体 状态 下秋 水仙素
籽粒产量较低 、营养生 长旺盛 ，这恰好可以提高鲜 草产量 。因此 ，为更好 地发挥牧 草多倍体 的优 势 ， 现就离体组织细胞染色体加倍技术在牧草育种 中的
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草业 与畜牧 ２ １ 第 期 总 １ 期 ０ 年 ９ 第９ １ ０
吉仁花 ，慈忠玲 ，于林清 ，刘曙娜。 ，陈世茹
（． １内蒙古 农 业 大 学林 学 院 ， 内蒙古 呼和 浩 特 ０ ０ １ ；２中 国农 业科 学 院 草原 研 究 所 １０９ ． 内蒙古 呼 和 浩特 ００ １； １０ ０
３内蒙古大学生态学院 ，内蒙古 ．
呼和浩特
０ ０ １ ；４内蒙古农业大学农学院，内蒙古 １０ ０ ．
呼和浩特
００ １ １０ ９）
摘要 ：通过对牧草 离体组织细胞 染色体加倍 育种 中的诱 导剂的介绍 ，进一步概述 了诱 变剂的浓度和处理 时间、染 色 体加倍 时的选材等 因素对染 色体加倍 的影响及 倍性鉴定技 术 ，初 步探 讨 了牧草 离体组织细胞染 色体加倍技 术的研 究概
应用 进 行简 要综 述 。 ｌ 牧 草离体组 织细胞染 色体加倍 育种 中的诱 导剂及 其诱导 形成 多倍体的细胞 学机理
诱导染色体加倍的报道较多 Ⅲ， 通过植物离体组织人 工诱导多倍体 已经成为获得多倍体植株 的有效途径 ， 但 是在牧 草化学诱 变方面研 究 尚较欠 缺 ］ 。 多倍 体牧 草 比二倍 体 牧 草植 株高 大 、茎 叶繁 茂 ，对 于 以生 产 茎 叶 为 主 的 牧 草 品种 来 说 ，多 倍 体
胞 中百度文库微 管相 关 的功能受 到阻碍 和丧失 ，不 能形成 纺
缍丝。没有纺缍丝牵引 ，染色体不能排在赤道板上 ，
也 不能使 已经 复制 的染色 体分 向两极 ，阻碍 了中期 以
株 ，这样也 比较容易获得纯合的四倍体植株。如吴 清 “ 在金养麦（ａ ＠ｙｕ ｍ ｓ ） Ｆ ｇ ｒｍｃ ｏ ｍ 的离体陕繁结合秋 ｙ ｕ 水仙碱诱导同源四倍体的试验中，分别选用无菌芽和 愈伤组织作为诱导材料 ，结果发现在相同的处理条件 下，愈伤组织的诱导率 、 存活率都明显高于前者。 种 子 ：秋水仙 碱处理 种子后 ，种 子的部 分体细胞 已加倍 ，该种子的胚轴、子叶诱导成的愈伤组织也有 部分体细胞是加倍 ，由此可分化成多倍体再生植株 。 如张秀丽等 用 ０２ ．％的秋水仙素分不 同处理 时间对二 倍 体 新麦 草 萌动 种子 进 行 了染 色体 加倍 ，结果 表 明 ， 在室温用０ ％ ． 秋水仙素溶液处理３ ５ ，诱导加倍的成 ２ ～ｈ 功率最高， 加倍植株均为二倍体和四倍体的混倍体。 茎段 ： 采用茎段作为诱导材料诱导率较低 ，嵌合
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基金项 目：国家科技支撑项 目 “ 干旱、半干旱地 区抗旱牧草新
品 种 选 育及 产 业 化 示 范” ２ ０ Ｂ Ｄ ３ Ｏ ； 中 央级 公 益 性 科 研 Ｏ８Ａ ＢＢ６
院所基本科研业务 费专项资金 （ 中国农 业科 学院草原研 究所 ） ； 科技 部农业科技成果转化资金 项 目 “ 耐旱 紫花 苜蓿新品种 中草
３ 中试 与 示 范” （０ １ Ｂ ３６ ０ ７ 号 ２ １ ）Ｇ ２ ２ ０ １
作者简介 ：吉仁花 （９ ６ ，女 （ １ ８ 一） 蒙古族 ） 内蒙古鄂 尔多斯 ， 人 ，在读硕士，研究方向为林木生物技术。 通讯作者
牧 草科 学
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