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秋水仙素對(duì)‘根莖型清水紫花苜?！酌缱儺惵屎统苫盥实挠绊?/h1>
2015-02-27 05:39李悅師尚禮
關(guān)鍵詞：秋水仙素成活率

李悅，師尚禮

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)

發(fā)展研究中心,甘肅 蘭州　730070)

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秋水仙素對(duì)‘根莖型清水紫花苜?！酌缱儺惵屎统苫盥实挠绊?/p>

李悅，師尚禮

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)

發(fā)展研究中心,甘肅 蘭州730070)

摘要：通過(guò)秋水仙素誘變對(duì)‘清水紫花苜蓿’萌動(dòng)種子誘變后幼苗變異率的測(cè)定，并觀察其幼苗成活率及部分生長(zhǎng)指標(biāo)的變化情況，結(jié)果表明：采用秋水仙素不同質(zhì)量濃度(0.05%、0.10%、0.20%)溶液對(duì)清水紫花苜蓿萌動(dòng)種子分別處理4、8、12 h，0.10%的秋水仙素溶液處理幼苗變異率較高，8 h處理時(shí)間產(chǎn)生較大變異.總體上幼苗變異率隨著秋水仙素質(zhì)量濃度的提高和時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，質(zhì)量濃度與時(shí)間互作處理0.1%+8 h苜蓿幼苗變異率最大為35.73%；其次0.2%+4 h處理，為30.6%；再次0.1%+12 h處理，為28.80%.而苜蓿幼苗成活率與處理質(zhì)量濃度及處理時(shí)間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系.秋水仙素處理后苜蓿幼苗的生長(zhǎng)速度、葉寬、葉厚、莖粗與真葉數(shù)出現(xiàn)不同程度增加；苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、葉型指數(shù)、節(jié)間距與節(jié)間數(shù)則出現(xiàn)不同程度減??；處理苗第30 d的株高在0.05%、0.1%質(zhì)量濃度處理4 h時(shí)較對(duì)照苗增加.苜蓿幼苗變異的秋水仙素最適劑量為0.1%+8 h.

關(guān)鍵詞：秋水仙素；變異率；成活率

第一作者：李悅(1989-)，女，碩士研究生,研究方向?yàn)椴莘N質(zhì)資源與育種.E-mial:807653824@qq.com

‘紫花苜?！?MedicagosativaL)是具有世界栽培意義，產(chǎn)量高，營(yíng)養(yǎng)豐富[2]，干旱半干旱地區(qū)固氮改土不可缺少[1]的多年生優(yōu)質(zhì)豆科牧草[2-3]，是蛋白質(zhì)含量很高的牧草飼料，在全球范圍內(nèi)種植利用非常廣泛[4].不僅是畜牧業(yè)生產(chǎn)的主要飼草資源，而且也是生態(tài)環(huán)境治理的先鋒草種[5]，在西部生態(tài)環(huán)境建設(shè)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中日趨重要[6].‘根莖型紫花苜?！恰匣ㄜ俎！囊粋€(gè)變型，其根頸部較長(zhǎng)，形成根莖混雜區(qū)，根頸距地表相對(duì)較深，并從其根頸區(qū)發(fā)育出類似根狀的莖，萌發(fā)新芽與幼根，出土形成新的植株，是培育放牧型苜蓿的良好材料，耐牧、耐寒、耐旱，具有較強(qiáng)固土護(hù)坡和水土保持能力[7]，及分枝能力強(qiáng)及具有根莖等特點(diǎn)[8-9]，有許多栽培苜蓿所不具有的植物學(xué)和生物學(xué)特征特[10-11]，因此，具有潛在的飼用栽培和良好的種質(zhì)資源價(jià)值[8-9].

秋水仙素是誘導(dǎo)生物體遺傳物質(zhì)變異中使用最廣泛的化學(xué)誘變劑，其作用機(jī)制是能夠與分裂期細(xì)胞中的微管蛋白異二聚體相結(jié)合，從而抑制微管的組裝，阻礙紡錘絲的形成，進(jìn)而影響細(xì)胞分裂中期后的進(jìn)程[12]，使細(xì)胞染色體數(shù)增加.其劑量(濃度和時(shí)間)根據(jù)不同物種、不同部位而有所不同.一般來(lái)說(shuō)，濃度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)植物組織的抑制程度越大，而抑制程度過(guò)大，植株生長(zhǎng)緩慢甚至死亡；濃度過(guò)低，時(shí)間過(guò)短，誘變效果不明顯.因此，秋水仙素劑量的選擇也成為誘變成功與否的關(guān)鍵.秋水仙素的誘變特點(diǎn)為：在一定范圍內(nèi)，變異率隨著秋水仙素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高和處理持續(xù)時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，超過(guò)一定范圍，變異率與時(shí)間及質(zhì)量濃度呈負(fù)相關(guān)，這是由秋水仙素毒害作用加重導(dǎo)致的.高效的試驗(yàn)方法是用臨界范圍內(nèi)的高質(zhì)量濃度和短時(shí)間處理法，以使誘變實(shí)現(xiàn)高的多倍體誘變率及高的成活率的結(jié)果.研究表明與大多數(shù)物種變異類似，‘紫花苜?！l(fā)生變異產(chǎn)生多倍體外部形態(tài)各個(gè)器官出現(xiàn)“巨大性”，并且倍數(shù)性水平越高，其植株生長(zhǎng)速度越快[13]，此外，植株變異后在其他農(nóng)藝性狀，生理生化特性，產(chǎn)量品質(zhì)等方面也產(chǎn)生不同變化.因此，在世界范圍內(nèi)苜蓿資源利用及育種過(guò)程中誘變其產(chǎn)生多倍體將成為今后苜蓿育種工作的一個(gè)重要而廣泛的研究方向.

本試驗(yàn)在以往學(xué)者研究的基礎(chǔ)上，以‘清水紫花苜?！贩N為材料，采用秋水仙素不同質(zhì)量濃度溶液對(duì)苜蓿萌動(dòng)種子進(jìn)行不同時(shí)間長(zhǎng)短的處理，并測(cè)定其苗期的變異率、及在誘變基礎(chǔ)上成活率及生長(zhǎng)指標(biāo)的變化，旨在研究并獲得苜蓿幼苗最大變異率和較高成活率的秋水仙素最適劑量，進(jìn)而克服‘清水紫花苜?！~小、莖細(xì)等缺點(diǎn)，進(jìn)而開發(fā)適宜的育種方法，為進(jìn)一步選育多倍體新品種奠定基礎(chǔ).

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試品種由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院育成的國(guó)審品種‘根莖型清水紫花苜蓿，(MedicagosativaL cv.Qingshui)，種子由草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供.

1.2種子發(fā)芽處理

挑選大小均勻飽滿的種子用蒸餾水浸泡一段時(shí)間，選擇吸脹的種子整齊地?cái)[放在鋪有濾紙的9 cm直徑培養(yǎng)皿中(80粒/皿)，加入適量蒸餾水至不能流動(dòng)為宜，之后放到25 ℃左右恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)并及時(shí)補(bǔ)給水分，待種子露白時(shí)，用質(zhì)量濃度為0.05%、0.1%、0.2%的秋水仙素溶液分別浸泡4、8、12 h后放入25 ℃左右恒溫培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)，以蒸餾水處理作為對(duì)照，待80%的種子發(fā)芽后進(jìn)行盆栽.秋水仙素處理質(zhì)量濃度與時(shí)間組合如表1.

1.3盆栽試驗(yàn)

將等量沙子分裝到塑料杯中(高7.8 cm，口徑8.0 cm)，然后將處理后的幼苗根尖用濾紙吸干移至花盆，于室溫下培養(yǎng)，并定期澆灌霍格蘭氏(Hoagland’s)營(yíng)養(yǎng)液，以防幼苗缺素而影響其正常生長(zhǎng)，在此期間觀察各處理幼苗的生長(zhǎng)狀況.

表1　秋水仙素處理質(zhì)量濃度與時(shí)間組合

共9個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù).

1.4測(cè)量指標(biāo)和方法

1.4.1變異率和成活率的測(cè)定生長(zhǎng)30 d后，根據(jù)外部形態(tài)變異特點(diǎn)(與對(duì)照苗相比較)：植株矮小，莖干短縮且粗壯，葉片變厚，變皺，葉色加深等判定為變異苗，并計(jì)錄變異苗數(shù)，同時(shí)記錄成苗數(shù)，從而計(jì)算出變異率及成苗率，分別求其平均值.

1.4.2株高和生長(zhǎng)速度的測(cè)定幼苗生長(zhǎng)至10、15、20、25、30 d時(shí)用直尺(cm)每個(gè)重復(fù)隨機(jī)量取記錄8株幼苗株高，并且計(jì)算出各處理幼苗這30 d內(nèi)的生長(zhǎng)速度，取平均值.

1.4.3幼苗苗長(zhǎng)和根長(zhǎng)的測(cè)量生長(zhǎng)至30 d時(shí)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取15株幼苗，將栽培基質(zhì)和苜蓿苗從杯中整體取出用清水沖洗，直至全株幼苗完全沖洗干凈，用濾紙吸干表面水分，然后用直尺測(cè)量根長(zhǎng)和苗長(zhǎng)，取平均值.

1.4.4葉長(zhǎng)、葉寬、葉厚的測(cè)量生長(zhǎng)至60 d時(shí)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取10株并共選取同部位葉片10片，用0.02 mm的游標(biāo)卡尺測(cè)量葉長(zhǎng)與葉寬，并計(jì)算出葉型指數(shù)(葉長(zhǎng)/葉寬)，選取10組葉片，每組均為10片(同部位)，同樣用游標(biāo)卡尺測(cè)量葉厚，取各平均值.

1.4.5莖粗、節(jié)間數(shù)、節(jié)間距及真葉數(shù)的測(cè)量及觀察每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取10株苜蓿苗用游標(biāo)卡尺測(cè)量距枝條基部2 cm處直徑，并計(jì)算幼苗的真葉數(shù)及節(jié)間數(shù)，并從該10株中根據(jù)其葉片增大，增厚的特征挑選出3株用直尺測(cè)量各節(jié)間距，取平均值.

1.5數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，用SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及差異顯著性檢驗(yàn).

2結(jié)果與分析

2.1秋水仙素不同處理質(zhì)量濃度對(duì)苜蓿幼苗變異率的影響

在不同處理質(zhì)量濃度處理下幼苗變異率、成活率的差異性如表2所示.從表2可以看出，當(dāng)處理時(shí)間同為8 h時(shí)，幼苗變異率隨著處理質(zhì)量濃度的增加發(fā)生相應(yīng)變化，且各處理間差異極顯著(P<0.01)，在處理質(zhì)量濃度從0.05%增加到0.10%時(shí)，幼苗變異率增加98.83%，但在質(zhì)量濃度從0.10%增加到0.20%時(shí)，幼苗變異率降低20.35%，因此在0.10%處理質(zhì)量濃度時(shí)幼苗變異率最大為35.73%.幼苗成活率在0.05%處理質(zhì)量濃度下與其他處理間差異極顯著(P≤0.01)，而0.10%和0.20%處理質(zhì)量濃度間差異不顯著(P>0.05)，因此可得出，0.1%質(zhì)量濃度下幼苗成活率開始趨于穩(wěn)定趨勢(shì)，而此質(zhì)量濃度下秋水仙素溶液對(duì)幼苗變異效果最好.

表2　秋水仙素不同處理下的 幼苗變異率和成活率

同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05).

2.2秋水仙素不同處理時(shí)間對(duì)苜蓿幼苗變異率的影響

在不同處理時(shí)間下幼苗變異率、成活率的差異性如表3所示.從表3可以看出，當(dāng)秋水仙素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10%時(shí)，3個(gè)處理時(shí)間對(duì)幼苗變異率產(chǎn)生一定影響，在處理4、8、12 h時(shí)變異率分別為22.00%、35.73%、28.80%，三者之間差異極顯著(P<0.01)，且在處理8 h時(shí)變異率最大.由此說(shuō)明處理8 h時(shí)對(duì)幼苗變異產(chǎn)生較大的影響.而幼苗成活率在處理8 h時(shí)分別與處理4 h和12 h時(shí)差異不顯著，而后兩者之間差異顯著(0.01

表3　秋水仙素不同處理時(shí)間下幼苗的變異率和成活率

同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05).

2.2秋水仙素處理質(zhì)量濃度與時(shí)間的組合對(duì)苜蓿幼苗變異率與成活率的影響

從圖1可以看出苜蓿幼苗的變異率隨著秋水仙素處理時(shí)間與處理質(zhì)量濃度的增加整體呈現(xiàn)增加趨勢(shì).并且在0.10%+8 h劑量下幼苗變異率達(dá)到最大值35.73%，且與其他處理間差異均極顯著(P<0.01)；其次0.20%+4h劑量下變異率為30.6%，除與0.10%+12 h、0.20%+8 h劑量差異不顯著外，與其他處理間差異均極顯著(P<0.01)；再次0.10%+12 h劑量下變異率為28.8%，與0.20%+4 h、0.20%+8 h、0.20%+12 h三劑量差異不顯著，而與其他處理間差異均極顯著(P<0.01).

圖1　秋水仙素不同質(zhì)量濃度與時(shí)間組合處理對(duì)幼苗變異率的影響Fig.1　The effect of differents with colchicinesconcentration and time on the strain ofseedling in the mutation rate

從圖2可以看出苜蓿幼苗的成活率隨著秋水仙素處理時(shí)間和處理質(zhì)量濃度的增加出現(xiàn)降低趨勢(shì).其中，0.10%+8 h時(shí)的成活率與0.05%+4 h、 0.05%+8 h、0.05%+12 h、0.20%+12 h劑量間的差異均較顯著；與其他4個(gè)劑量差異不顯著.因此幼苗的成活率也不同程度的響應(yīng)了各秋水仙素劑量.

2.2秋水仙素質(zhì)量濃度與時(shí)間互作效應(yīng)下幼苗株高及生長(zhǎng)速度的變化

如圖3所示，幼苗第30 d的株高在0.05%、0.1%、0.2%質(zhì)量濃度秋水仙素處理4 h時(shí)均與對(duì)照苗相比有一定變化，其中0.2%質(zhì)量濃度下株高顯著低于對(duì)照苗(0.01

圖2　秋水仙素不同質(zhì)量濃度與時(shí)間組合處理對(duì)幼苗成活率的影響Fig.2　The effect of differents with colchicinesconcentration and time on the strain ofseedling in the survival rate

圖3　第30天幼苗株高的變化Fig.3　The change of seedling height in The 30th day

如圖4所示，幼苗處理4 h時(shí)在其生長(zhǎng)的30 d內(nèi)，處理苗在第15天、20天、25天及30天的生長(zhǎng)速度均整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，并且在第30天時(shí)生長(zhǎng)速度與前期相比有明顯提高，并且0.1%質(zhì)量濃度下較對(duì)照有所增加，第15天、20天、25天時(shí)各質(zhì)量濃度處理下生長(zhǎng)速度均較對(duì)照小，其中第15天與20天時(shí)各處理苗的生長(zhǎng)速度均與對(duì)照苗之間無(wú)差異(P>0.05)，而第25天與30天時(shí)0.2%質(zhì)量濃度處理下的生長(zhǎng)速度均與對(duì)照苗有差異，且前者差異不顯著(P>0.05)，后者差異極顯著(0.01

圖4　30 d內(nèi)幼苗生長(zhǎng)速度的變化Fig.4　The change of seedling growth speedwithin 30 days

2.3秋水仙素質(zhì)量濃度與時(shí)間互作效應(yīng)下幼苗苗長(zhǎng)和根長(zhǎng)的變化

如圖5～6所示，苜蓿幼苗生長(zhǎng)至30 d時(shí)，各處理幼苗苗長(zhǎng)和根長(zhǎng)均明顯比對(duì)照苗短，而且整體都隨著處理質(zhì)量濃度及處理時(shí)間的增加呈緩慢縮短趨勢(shì).在處理4 h及8 h時(shí)各處理苗苗長(zhǎng)與根長(zhǎng)均與對(duì)照苗無(wú)差異(P>0.05)，而其中幼苗苗長(zhǎng)在0.1%處理12 h下與對(duì)照苗有差異但不顯著，幼苗苗根長(zhǎng)則在0.05%、0.1%分別處理12 h與對(duì)照間有極顯著差異(0.01

圖5　幼苗苗長(zhǎng)的變化Fig.5　The change of seedlings length

圖6　幼苗根長(zhǎng)的變化Fig.6　The change of root length

2.4秋水仙素質(zhì)量濃度與時(shí)間互作效應(yīng)下幼苗葉長(zhǎng)、葉寬、葉型指數(shù)及葉厚的變化

如表4所示，經(jīng)過(guò)外觀初選的變異幼苗與對(duì)照幼苗相比，隨著秋水仙素溶液處理質(zhì)量濃度及處理時(shí)間的增加，苜蓿苗生長(zhǎng)至60 d 時(shí)葉形發(fā)生變化，其中葉長(zhǎng)、葉厚呈緩慢增長(zhǎng)趨勢(shì)，而葉長(zhǎng)及葉型指數(shù)則出現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì).葉長(zhǎng)、葉寬、葉型指數(shù)在3個(gè)不同處理質(zhì)量濃度分別處理4、8、12 h時(shí)各處理間、與對(duì)照之間均有極顯著差異(P<0.01)，并且在0.1%+8 h下葉長(zhǎng)與葉型指數(shù)出現(xiàn)最小值10.458 mm與1.034，葉寬出現(xiàn)最大值10.118 mm.幼苗葉厚在處理4、8、12 h時(shí)3個(gè)不同質(zhì)量濃度處理間、與對(duì)照苗間均有極顯著差異，并且在0.1%+8 h下出現(xiàn)其最大值1.240 mm.

2.5秋水仙素質(zhì)量濃度與時(shí)間互作效應(yīng)下幼苗莖粗、節(jié)間數(shù)、節(jié)間距及真葉數(shù)的變化

如表5所示，不同劑量秋水仙素處理下，苜蓿幼苗的莖粗、節(jié)間距、節(jié)間數(shù)、真葉數(shù)均發(fā)生了相應(yīng)的變化.其中，幼苗莖粗與真葉數(shù)隨處理質(zhì)量濃度與時(shí)間的增加整體緩慢增加，而節(jié)間數(shù)與節(jié)間距均整體出現(xiàn)降低趨勢(shì).如表可知，在0.1%+8 h出來(lái)劑量下莖粗、真葉數(shù)達(dá)最大值，分別為1.161 mm與56，且與對(duì)照苗之間的差異極顯著(P<0.01).在0.2%+12 h處理下幼苗節(jié)間距出現(xiàn)其最小值2.506 cm，但與對(duì)照苗之間無(wú)較顯著差異；在0.1%+4 h處理下幼苗節(jié)間數(shù)出現(xiàn)最小值8.4，與對(duì)照苗之間也有顯著差異(0.01

3討論

3.1秋水仙素劑量對(duì)幼苗變異的影響

近年來(lái)，隨著生物技術(shù)的迅速發(fā)展，秋水仙素誘使植物發(fā)生變異產(chǎn)生多倍體的方法已廣泛得到人們的關(guān)注，這種方法既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單.目前已有許多利用秋水仙素成功誘變出多倍體植物的報(bào)道[14-20].人們對(duì)于誘變植物多倍體的秋水仙素最適劑量問(wèn)題有著不同的看法[21-23]，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為在某個(gè)劑量范圍內(nèi)變異率隨秋水仙素質(zhì)量濃度的升高而升高，但當(dāng)超過(guò)某一臨界劑量時(shí)，有效變異率反而下降.而對(duì)于植物經(jīng)誘變后是否產(chǎn)生多倍體首先要從外部形態(tài)特征鑒定，經(jīng)誘變的處理苗是否發(fā)生變異，并通過(guò)試驗(yàn)得出使其發(fā)生較明顯變異的秋水仙素的適宜劑量.探究質(zhì)量濃度與時(shí)間的組合是偏向高質(zhì)量濃度短時(shí)間還是低質(zhì)量濃度長(zhǎng)時(shí)間[24]，應(yīng)根據(jù)材料的不同選擇適宜劑量以獲得更多理想的多倍體材料.秋水仙素通常對(duì)正在分裂的細(xì)胞產(chǎn)生影響，因而常選用萌動(dòng)或萌發(fā)的種子、幼苗、正在生長(zhǎng)的嫩梢及芽為處理材料.其中處理萌動(dòng)種子、幼嫩組織、器官時(shí)質(zhì)量濃度不宜過(guò)高[25].一般而言，質(zhì)量濃度高時(shí)處理時(shí)間短一些，質(zhì)量濃度低時(shí)處理時(shí)間可長(zhǎng)些.劉麗萍等誘導(dǎo)菘藍(lán)種子的研究結(jié)果認(rèn)為較高質(zhì)量濃度的秋水仙素在短時(shí)間內(nèi)的誘變效果較好[26].武曉陽(yáng)等通過(guò)對(duì)烏拉爾甘草的誘變研究也認(rèn)為高質(zhì)量濃度短時(shí)間的處理有較好的誘變效果，通過(guò)繼代培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)變異后的植株還會(huì)發(fā)生畸變，表明秋水仙素在植物組織細(xì)胞內(nèi)是有殘留的，會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生加倍作用[27].因此，隨著秋水仙素加倍法操作技術(shù)的日益成熟，利用秋水仙素誘導(dǎo)植物變異并獲得多倍體群體，可為多倍體育種提供基礎(chǔ)材料.本試驗(yàn)結(jié)果表明秋水仙素質(zhì)量濃度越高，處理時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)材料產(chǎn)生的傷害也較大，變異率整體呈增加趨勢(shì)，但質(zhì)量濃度越低時(shí)間越短，變異率較低，誘變效果不明顯.在不同處理質(zhì)量濃度下幼苗變異率在0.10%秋水仙素溶液下較高，在不同處理質(zhì)量濃度處理下幼苗變異率在處理8h時(shí)產(chǎn)生較大的影響.幼苗秋水仙素處理時(shí)間與質(zhì)量濃度互作下，變異率尤以0.1%+8 h最高，為35.37%，是秋水仙素最適劑量，其次是0.2%+4 h，為30.60%，再次是0.1%+12 h，為28.80%.而苜蓿幼苗成活率與處理質(zhì)量濃度及處理時(shí)間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系.在以前的多倍體研究中，很多報(bào)道認(rèn)為多倍體誘導(dǎo)具有秋水仙素質(zhì)量濃度越高處理時(shí)間越短，質(zhì)量濃度越低處理時(shí)間越長(zhǎng)的顯著特征.本試驗(yàn)中秋水仙素處理材料的誘導(dǎo)效果也表現(xiàn)出類似的特征.因此，掌握合適的處理質(zhì)量濃度和時(shí)間對(duì)獲得較好的誘變效果至關(guān)重要.綜上所述，從外部形態(tài)特征鑒定經(jīng)秋水仙素誘變的苜蓿苗是否發(fā)生變異對(duì)之后的細(xì)胞學(xué)鑒定階段起到非常重要的前提作用.

表4　經(jīng)初選的變異幼苗部分外部形態(tài)指標(biāo)

同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母為差異顯著(P<0.05)

表5　經(jīng)初選的變異幼苗部分外部形態(tài)指標(biāo)

同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同字母為差異顯著(P<0.05).

3.2秋水仙素處理后幼苗外部形態(tài)特征的變化

秋水仙素誘導(dǎo)后幼苗外部形態(tài)特征的變化主要以形態(tài)學(xué)鑒定法來(lái)觀察，這是一種粗放、直觀的方法，在植株的整個(gè)生育期都可以用此方法進(jìn)行判斷.植物細(xì)胞和各器官體積在植物經(jīng)秋水仙素誘變后一般都表現(xiàn)為增大的趨勢(shì)，所以通過(guò)觀察葉片的葉色、厚度、長(zhǎng)寬、及根長(zhǎng)、根粗等的變化進(jìn)行初步判斷.如果用肉眼能夠觀察到有明顯的不同，說(shuō)明植株很有可能是多倍體植株，然后對(duì)可疑植株進(jìn)行染色體分析，以提供最直接的證據(jù).石蔭坪等通過(guò)觀察蘋果多倍體植株發(fā)現(xiàn)，多倍體植株的外觀與對(duì)照比較，其莖短縮、粗壯，節(jié)間變短，葉片變寬變厚，而且葉色濃綠、葉脈突起等[28].張蜀敏等對(duì)新疆雪蓮的莖段進(jìn)行誘變，發(fā)現(xiàn)變異株外觀與對(duì)照株相比變化顯著，變異株的植株矮小，莖干短縮，葉片肥厚、葉形也有很大變化[29].還有研究表明，形態(tài)學(xué)的觀察和細(xì)胞學(xué)鑒定的結(jié)果有較好的一致性.李立志等通過(guò)觀察處理后的黃皮西瓜植株，發(fā)現(xiàn)器官的形態(tài)與對(duì)照比較發(fā)生了明顯的變異，憑借經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行外部形態(tài)判斷出四倍體植株，并有較高的準(zhǔn)確率[30].本研究結(jié)果表明，不同劑量的秋水仙素對(duì)苜蓿幼苗形態(tài)特征產(chǎn)生了一定的作用，其中苜蓿幼苗的生長(zhǎng)速度、葉寬、葉厚、莖粗與真葉數(shù)均隨處理質(zhì)量濃度的增加，處理時(shí)間的延長(zhǎng)整體呈增加趨勢(shì)；而苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、葉型指數(shù)、節(jié)間距與節(jié)間數(shù)則整體呈降低趨勢(shì).利用形態(tài)學(xué)特征鑒定植物是否發(fā)生誘變的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便、快速，不需要任何儀器測(cè)定，便可以在苗期做出鑒定，大大減輕了育種工作者的工作量，但是其缺點(diǎn)是存在著很大的經(jīng)驗(yàn)因素，所以鑒定結(jié)果一般僅作為初步判斷的結(jié)果，要得到比較準(zhǔn)確的結(jié)論還需進(jìn)一步更深刻地進(jìn)行后續(xù)階段的細(xì)胞學(xué)鑒定.

4結(jié)論

0.10%秋水仙素處理下幼苗變異率較高；8 h處理時(shí)間下幼苗產(chǎn)生較大變異.秋水仙素質(zhì)量濃度與時(shí)間互作效應(yīng)在0.1%+8 h處理下幼苗變異率最大，為35.73%；其次0.2%+4 h處理，為30.6%；再次0.1%+12 h處理，為28.80%.使苜蓿幼苗變異的秋水仙素最適劑量為0.1%+8 h.

隨處理質(zhì)量濃度與處理時(shí)間的增加，苜蓿幼苗的生長(zhǎng)速度、葉寬、葉厚、莖粗與真葉數(shù)整體增加；苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、葉型指數(shù)、節(jié)間距與節(jié)間數(shù)整體減小；處理苗第30 d的株高在0.05%、0.1%質(zhì)量濃度處理4 h時(shí)較對(duì)照苗增加.

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(責(zé)任編輯李辛)

Effects of colchicine treatment on mutation rate and survival

rate of seedling ofMedicagosativa

LI Yue,SHI Shang-li

(College of Pratuculture,Gansu Agricultural University,Key Laboratory of Grassland

Ecosystem of Ministry of Education,Sino-U.S.Centers for Grazingland Ecosystem

Sustainability,Lanzhou 730070,China)

Abstract：The study was conducted by determining the seeding survival rate and the growth index ofM.sativa(cv.Qingshui) treated with different colchicine concentration at 0.05%,0.10% and 0.20%,and different duration for 4 h,8 h and 12 h.The results showed that the maximum mutation rate of seedling was observed the treatment at 0.10% of colchicine for 8 h.The mutation rate of seedlings increased along with the increase of colchicine treatment concentration and duration.The maximum mutation rate of seedling was 35.73%,treated with 0.1% for 8 h;then the mutation rate 30.6%,treated with 0.2% for 4 h;and the mutation rate 28.80%,treated with 0.1% for 12 h.The survival rate of seedlings was negatively correlated with treatment concentration and duration.After treatment,the growth speed,blade width,thickness,stem diameter and leaf number of seedling increased at different levels;and seedling length,root length,leaf length,leaf index,the spacing and number of section reduced at different degree.The height of seedlings increased treated at 0.05% and 0.1% for 4 h after 30 days of treatment.The optimum dose for mutation of seedling was colchicine at 0.1% for 8 h.

Key words：colchicine;mutation rate;survival rate

收稿日期：2014-12-18；修回日期：2015-03-03

基金項(xiàng)目：農(nóng)業(yè)部牧草種質(zhì)資源保護(hù)項(xiàng)目(NB2130135).

通信作者：師尚禮，男，博士，教授，研究方向?yàn)椴莘N質(zhì)資源與育種.E-mail:shisl@gsau.edu.cn

中圖分類號(hào)：S 541+.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1003-4315(2015)06-0104-08

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