秋水仙素诱导桉树染色体加倍技术体系的研究

1历史与综述1.1多倍体的概念一般所讲的多倍体（ppolyploid）是指染色体的数目在3（3x）或3以上（>3x）的个体。

多倍体在生物界广泛存在,常见于高等植物中,由于染色体组来源不同,可分为同源多倍体和异源多倍体。

前者指增加的染色体来源于同一物种，在植物界中常见，如马铃薯、西瓜、长山药、葡萄等；后者则是不同的种杂交产生的杂种后代,经过染色体加倍形成的多倍体，常通过人工方法进行培育，如红花、苹果、梨、樱桃、菊、水仙、郁金香等等。

植物界中多倍体是极为常见的，藻类和真菌中都掌握了存在多倍体的例证。

在高等植物中，苔藓植物53%是多倍体，蕨类植物约97%是多倍体，裸子植物约5%是多倍体，被子植物约70%是多倍体。

自1937年Blakelee和Avery发现秋水仙素（colchicine）诱导染色体加倍的效果后，掀起了植物诱变多倍体的热潮，1937年也被称为“多倍体新时代的开始”。

杂交和多倍化是高等植物物种形成和进化的最重要途径之一，约70%的被子植物在其进化过程中曾经经历过一次或多次多倍化事件，而多倍化育种是植物育种的新途径。

1.2多倍体诱导方法多倍体诱导就是利用人工的方法使植物的染色体加倍的方法。

因为多倍体植株的一些特性对生产有利，而自然界产生多倍体的过程相当漫长，因此人们经常需要通过人工诱导的方法来获得多倍体植株。

人工诱导方法目前大致可分为以下三种:(1) 物理诱变：最早是通过打顶来实现的，后来让人们相继采用高温、低温、γ—射线、β—射线、中子、激光等辐射获得了多倍体。

(2) 化学诱变：它是以化学药剂如秋水仙素、萘骈乙烷、异生花素、氧化亚氮(N20)、甲基黄酸乙酯等处理植物组织最活跃、最旺盛的部分。

这种方法具有经济方便、诱导作用专一性强等优点，成为目前应用最普遍的方法。

化学诱变处理方法有浸渍、涂抹、滴液和注射等。

其中，以秋水仙素诱导效果最好。

因其在浓度适宜时具有诱导频率高、所得性状稳定、对植物材料及染色体损伤相对较小，对染色体结构无显著影响等优点。

实验二十一多倍体的人工诱发和鉴定【实验目的】1、通过实验掌握诱导植物多倍体的方法和技术，观察多倍体的特点及染色体加倍后的细胞学表现；2、学习植物材料的固定方法和常规压片技术；3、利用染色体分析的方法对多倍体的细胞做出准确判断。

【实验原理】各种生物细胞中的染色体数目一般是恒定的，在自然因素和人工诱变因素（物理的、化学的）作用下，生物体细胞中的染色体数目也会发生变异，从而导致生物性状、育性、生活力等一系列改变。

多倍体是指具有了三套或三套以上完整染色体组的个体，分为三类。

同源多倍体（autoploid）：是指增加的染色体组来自同一物种（如水稻的同源三倍体、同源四倍体等）。

异源多倍体：是指增加的染色体组来自不同的物种（如普通栽培小麦）。

同源异源多倍体；是指使异源多倍体的染色体数再加倍所得个体，如人工合成的八倍体小粒野生稻。

自然发生多倍体的概率很低，如水稻中发生同源三倍体的频率为1/50000~1/30000。

利用一些诱发因素可以人工诱变植物产生多倍体，这些因素包括物理的温度剧变、机械损伤、各种射线处理等，还有化学因素，如植物碱、麻醉剂、植物生长激素等处理方法。

其中，秋水仙素（colchicine）是诱导多倍体形成最为有效和常用的药品之一。

它是从百合科植物秋水仙属秋水仙（Colchicum autumnale）的种子和鳞茎中提炼出来的一种植物碱，对植物种子、幼芽、花蕾、花粉、嫩枝等都可产生诱变作用，其分子式C22H25NO6。

商品秋水仙素为淡黄色粉末，易溶于冷水、酒精、氯仿和甲醛，但在热水中溶解度较低，不易溶于苯和乙醚。

毒性极强，可导致眼睛暂时失明及使中枢神经系统麻痹而导致呼吸困难。

使用时要注意安全并需做好药品管理工作。

一般认为，秋水仙素的主要作用是抑制细胞分裂时纺锤体的形成，使染色体不能向两极移动而被阻止在中期，染色体数目加倍，当秋水仙素处理停止后，细胞继续分裂，就形成多倍体的组织。

若多倍体组织分化产生的是性细胞，则所产生的配子也是多倍性的，因而可以通过有性生殖途径把多倍体特性遗传下去。

菘蓝体细胞染色体加倍的研究（生命科学技术学院生物** ** ****** ）摘要：利用秋水仙素结合组织培养技术对菘蓝不同外植体（子叶、下胚轴）进行了胚状体诱导和染色体加倍的研究，实验结果表明：1）子叶是胚状体诱导的最佳材料，且在MS+ BAP 2.0 mg/L+ NAA 2.0mg/L培养基中获得的胚状体频率最高。

2）低浓度秋水仙素短期处理不会影响子叶胚状体的形成频率，但随着秋水仙素浓度的逐渐升高，子叶所形成的胚状体数急剧下降。

3）200mg/L秋水仙素处理6d获得的加倍胚状体植株数最多，其加倍频率达到41.1%。

4）当秋水仙素浓度高于500mg/L时将对子叶产生毒害作用，不利于胚状体的形成。

关键词：崧蓝秋水仙素胚状体染色体加倍菘蓝(Isatis indigoticaFort.)属于十字花科菘蓝属植物,其干燥根医学上称之为板蓝根,具有清热解毒、凉血利咽之功效,医学上用板蓝根治疗伤风感冒、发热、头痛、咽喉肿痛、扁桃体炎、急性腮腺炎、咳嗽痰多等多种上呼吸道感染疾病[1]。

利用组织培养技术人工诱导多倍体，是获得新品种的重要途径之一，方法简单，实验条件容易控制，重复性好，处理植株量大，诱导率高，繁殖快。

多倍体药用植物一般具有根、茎、叶和花果的巨型性，抗逆性强，药用成分含量高等特性，这正是药材优质、高产育种所期望达到的目标[2]。

本研究对菘蓝进行多倍体诱导，从秋水仙碱浓度和处理时间对诱导多倍体的效应及多倍体鉴定等方面进行了研究。

1材料、试剂和方法1.1 材料以成熟、饱满、品质优良的去夹菘蓝种子做实验的材料。

1.2 无菌实生苗的获得去夹的崧蓝种子用清水冲洗30～40min，先用75%乙醇浸泡种子1min，再用20%“84消毒液”溶液浸泡种子10min，然后再用40%消毒液溶液浸泡种子10min，最后用无菌水冲洗3～5次。

接种于不含任何激素的MS培养基上发芽。

1.3 确定最佳培养基和最佳外植体将生长旺盛的崧蓝无菌外植体（子叶、下胚轴）分别剪成约0.3cm2 的小块和0.5cm的小段并分别接种于以下含不同浓度激素的MS培养基中，每种浓度5个重复。

化生学院生物科学教研室一、实验目的1、了解多倍体植物及其在植物遗传与进化中的重要作用。

2、了解人工诱导植物多倍体的原理、方法及其在植物育种中的应用。

3、应用植物染色体制片技术，鉴别诱导后染色体数目的变化。

二、实验原理●自然界各种生物的染色体数目一般是相当稳定的，这是物种的重要遗传学特征。

●n ：配子中的染色体数目，也指一个配子带有的全部基因，所以在不同的场合也称作基因组。

●x ：单倍体染色体数目，即染色体基数。

（单倍体：细胞核内含有一套完整染色体组）同源多倍体生物体内染色体异源多倍体数目变化的途径●对于二倍体生物来说，x ＝n ，对于多倍体生物来说，x≠n 。

染色体组(X)整倍的增减染色体组内个别染色体的增减—非整倍体多倍化是形成物种的一种重要方式，二倍体在自然界中较普遍，几乎全部的动物和过半数的高等植物均是二倍体，多倍体在植物中广泛存在，在动物中较少见。

多倍体植物在形态上比二倍体植物个体大，叶片上的气孔也很大，容易辨认。

多倍体的研究在育种中非常重要，可以改良作物的某些经济性状，还可利用多倍体克服远缘杂交过程中的障碍。

利用一些诱发因素可以人工诱导植物产生多倍体，包括物理因素，如温度的剧变，射线处理，嫁接和切断等，还有化学因素，如植物碱，植物生长激素，秋水仙素、茶嵌戊烷、异生长素、富民农等等。

秋水仙素的作用是抑制纺锤丝的形成，使细胞有丝分裂中期纺锤丝断裂或纺锤体的形成受到抑制，在有丝分裂后期染色体不能移向两极，细胞加大而不分裂，着丝粒分裂后的染色体仍在一个细胞中，故细胞中的染色体数目加倍。

如果用秋水仙素处理根尖，则在根尖分生区内可以检测到大量染色体加倍的细胞，如处理植物幼苗的芽，则可以得到染色体加倍的植株。

三、实验材料洋葱（2n=2x=16）、大蒜（2n=2x=16）四、实验仪器设备显微镜、恒温培养箱、恒温水浴锅、镊子、载玻片和盖玻片五、实验步骤1、大蒜幼根的培养：提前3~5天进行培养，将大蒜瓣剥去外边膜质枯皮，下端可见许多微微凸起的根原体，将蒜瓣架在烧杯（大小与蒜瓣适宜）口上，杯中盛满清水，使蒜瓣的下部浸入水中，置温暖处，注意每天换水，经3~5天后，即可长出嫩根。

各地亮点两市两县试行“林长制”蔡道利2018年我区在河池、崇左两市和金秀、容县两县组织“林长制”试点，目前各试点单位共任命各级林长4709名，树立林长公示牌1127块，一些地方设置“林长办”并配置工作人员。

2018年初，自治区林业局印发的第1号文件是《广西壮族自治区林长制试点方案》，同时成立了林长制试点工作领导小组及其办公室，组织开展试点工作。

其后，组织试点单位派员前往江西省武宁兰 俊 王建忠东门林场诞生世界首株三倍体桉树广西国有东门林场参与的桉树倍性育种研究项目成功获得世界首个桉树三倍体，此项成果于2018年11月21日在国际知名林业开源期刊《Forests》在线发表。

初步测定显示，相较于桉树二倍体对照，桉树三倍体的株高、地径生长提高约1.3倍，叶面积增大1.8倍，光合速率高1.6倍，表现出显著的营养生长优势。

据北京市林木分子设计育种高精尖创新中心PI、林木育种国家工程实验室主任康向阳介绍，北京林业大学桉树倍性育种研究工作始于2008年，青年教师杨珺作为主要研发人员，自硕士研究生入学便投入到该项技术攻关之中，通过持续10年研究，克服了桉树生殖发育周期长、生物学基础研究薄弱、树体高大需高空作业以及台风暴雨影响等困难，取得了桉树多倍体育种技术的重大突破。

世界桉树栽培以杂交品种为主，连续多年未见突破性品种诞生，攻克桉树遗传改良技术瓶颈，是实现良种选育发展的关键。

东门林场建场于1965年，是亚洲最大桉树基因库、广西最大桉树苗木科研和生产基地。

（作者单位：东门林场）县考察学习。

同时，自治区林业局2018年5月至10月先后3次召开林长制试点工作推进会（座谈会）。

6月下旬至12月，自治区林业局分管领导带队，先后6次到两市两县督导，研究解决林长制试点过程中遇到的困难和问题，指导制定林长制实施方案及各类配套制度。

目前，各试点单位基本搭建起林长制组织体系，按照属地管理与权属管理相结合、分级分类负责的原则，建立了适合本地实际的林长体系。

云南农业大学学报Journal of Yunnan Agricultural University，2013，28（2）：251－256http：// ISSN1004－390X；CODEN YNDXAX E-mail：xb@DOI：10.3969/j.issn.1004－390X（n）.2013.02.019组织培养结合秋水仙素诱导滇杨多倍体的研究*陈杰1，2，周军1，2，孙正海1，唐军荣1，段安安1，2，王俊峰1，2＊＊，辛培尧1，2＊＊（1.西南林业大学国家林业局西南地区生物多样性保育重点实验室，云南昆明650224；2.西南林业大学，西南山地森林资源保育与利用省部共建教育部重点实验室，云南昆明650224）摘要：利用组织培养结合秋水仙素对滇杨进行多倍体诱导，以期获得滇杨多倍体植株。

结果表明：组织培养结合秋水仙素诱导滇杨产生多倍体的较优组合为秋水仙素浓度为80mg/L下处理30d或在90mg/L下处理20 30d，此时，多倍化诱导率最高可达18.6%。

对滇杨多倍体植株与正常植株进行外部形态、染色体数目及单位叶面积内气孔数目的观察，发现多倍体植株与正常株形态差异明显，染色体数目增加为76条，叶表皮气孔变大，同时，叶片中叶绿素含量约为二倍体的1.5倍。

关键词：滇杨；组织培养；秋水仙素；多倍体；诱导中图分类号：S792.118文献标志码：A文章编号：1004－390X（2013）02－0251－06Study on Polyploid Induction of Populus yunnanensis Dode byTissue Culture Combined with ColchicineCHEN Jie1，2，ZHOU Jun1，2，SUN Zheng-hai1，TANG Jun-rong1，DUAN An-an1，2，WANG Jun-feng1，2，XIN Pei-yao1，2（1．Key Laboratory for Forest Resources Conservation and Use in the Southwest Mountains of China，Ministry of Education，Southwest Forestry University，Kunming650224，China；2．Key Laboratory of Biodiversity Conservation inSouthwest China，State Forestry Administration，Southwest Forestry University，Kunming650224，China）Abstract：Populus yunnanensis Dode was employed to induce polyploid by tissue Culture combined with colchicine in order to obtain new polyploid P．yunnanensis Dode．The result showed that the better com-binations were80mg/L colchicine treated for30days or90mg/L colchicum treated for20 30days during tissue culture，and gotten the highest inducing rate was18.6%．The morphological difference，chromosome number，and stomas size were also observed between normal and various P．yunnanensis．The morphological difference was very clearer between normal and variant P．yunnanensis．The chromo-some number increased to76，and the size of stomas increased in variant P．yunnanensis．The chloro-phyll content in leaves was1.5times higher in variant P．yunnanensis than that in normal plants．Key words：Populus yunnanensis Dode；tissue culture；colchicine；polyploid；inducement收稿日期：2012－09－25修回日期：2012－10－31网络出版时间：2013－03－2109ʒ13*基金项目：云南省教育厅科学研究基金重点项目（2012Z066）；云南省应用基础研究基金资助项目（2009CD071）；国家自然基金项目（30960320）；西南林业大学校级重点学科林木遗传育种学（XKX200904）。

《利用秋水仙素诱导黑果枸杞多倍体研究》一、引言黑果枸杞作为一种具有重要经济价值和药用价值的植物，其多倍体研究对于提高其产量和品质具有重要意义。

秋水仙素作为一种有效的染色体加倍剂，被广泛应用于植物多倍体诱导研究中。

本文旨在探讨利用秋水仙素诱导黑果枸杞多倍体的方法及其在黑果枸杞育种中的应用。

二、材料与方法1. 材料本研究所用材料为黑果枸杞种子。

2. 方法（1）种子处理：选取健康、饱满的黑果枸杞种子，进行消毒、浸泡等预处理。

（2）秋水仙素处理：将预处理后的黑果枸杞种子置于含有不同浓度秋水仙素的溶液中，进行不同时间的处理。

（3）培养与观察：将处理后的种子转移至培养基中，进行培养，并观察其生长情况。

（4）染色体数目检测：采用流式细胞术等方法检测黑果枸杞染色体数目，确定多倍体的比例和类型。

三、实验结果与分析1. 秋水仙素对黑果枸杞生长的影响实验结果表明，适当浓度的秋水仙素处理能够显著促进黑果枸杞的生长，提高其成活率和生长速度。

然而，过高浓度的秋水仙素处理会对黑果枸杞产生抑制作用，甚至导致其死亡。

因此，在实验过程中需要控制好秋水仙素的浓度和处理时间。

2. 黑果枸杞多倍体的诱导与检测通过流式细胞术等方法检测，我们发现秋水仙素处理后的黑果枸杞中出现了多倍体细胞。

其中，以二倍体和四倍体为主，同时也检测到了少量六倍体和其他高倍体细胞。

这表明秋水仙素能够有效地诱导黑果枸杞多倍体的产生。

3. 多倍体黑果枸杞的遗传稳定性分析通过对多倍体黑果枸杞的遗传稳定性分析，我们发现多倍体黑果枸杞的遗传物质相对稳定，没有出现明显的染色体变异和基因丢失等现象。

这为多倍体黑果枸杞的育种和应用提供了有力的支持。

四、讨论与结论本研究利用秋水仙素成功诱导了黑果枸杞多倍体的产生，并对其生长、遗传稳定性等方面进行了探讨。

实验结果表明，适当浓度的秋水仙素处理能够促进黑果枸杞的生长，并有效地诱导其产生多倍体细胞。

同时，多倍体黑果枸杞的遗传物质相对稳定，具有较高的应用价值。

秋水仙素处理甘草种子染色体加倍研究
杨振华
【期刊名称】《山西农业科学》
【年(卷),期】2016(44)3
【摘要】在低温下,用0.05％,0.20％,0.40％秋水仙素水溶液分别处理甘草的萌动
种子1,2,3d,干种子4,6,8d,比较不同质量分数处理和不同处理时间对种子的萌发率、加倍率及嵌合率的影响.结果表明,用0.40％秋水仙素处理萌动种子3d染色体加倍
效果最好,加倍率可达66.67％;萌发率随处理时间的延长有降低的趋势;嵌合率因秋水仙素质量分数和时间的不同而各异,最高可达34.62％.
【总页数】3页(P294-296)
【作者】杨振华
【作者单位】杨凌职业技术学院生物工程分院,陕西杨凌712100
【正文语种】中文
【中图分类】R282
【相关文献】
1.秋水仙素处理甘草种子诱导多倍体的研究 [J], 鲍智娟;邢秀芹
2.秋水仙素诱导高丹草杂种F1种子染色体加倍效应研究 [J], 周亚星;周伟;梁爽;王佳旭;时国栋
3.秋水仙素处理山丹新麦草幼苗的染色体加倍研究 [J], 张秀丽;张利军
4.秋水仙素处理山丹新麦草幼苗的染色体加倍研究 [J], 张秀丽;张利军;
5.秋水仙素处理番茄幼苗染色体加倍的研究 [J], 饶升土;徐根娣
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秋水仙素的作用人教2019版高中生物学必修二提到了“秋水仙素”：使用秋水仙素是使染色体数目加倍的常用方法。

秋水仙素是一种生物碱，最初从百合科植物秋水仙中提取出来。

秋水仙素有剧毒，能诱发基因突变。

秋水仙素能抑制微管蛋白的聚合，从而阻止纺锤体的形成，或解体已形成的纺锤体。

秋水仙素能将动植物细胞阻断在中期，从而使细胞周期同步化。

有资料认为在较高浓度的秋水仙素的作用下，细胞周期被阻断在中期。

这是因为，分裂中期存在检验点，检验纺锤体是否组装完成，着丝点是否正确连接到纺锤体上。

如果不能通过检验，细胞周期将停止在检验点处。

此处所说的中期并非典型意义的中期，此时，染色体高度浓缩，但是因为没有纺锤丝的牵引和推动，着丝粒并没有位于赤道面上。

动物的染色体组型图的制作就利用了这个原理。

秋水仙素能使动植物细胞染色体数加倍。

有资料认为在较低浓度的秋水仙素的作用下，着丝粒照常断裂。

这是因为，着丝粒处的DNA是在分裂后期才启动复制，然后着丝粒一分为二。

在较低浓度的秋水仙素作用下，这个进程依旧进行，但是细胞无法进入末期，细胞无法一分为二，导致染色体数目加倍。

接下来，细胞重新进入间期，染色体又开始进行复制。

如果秋水仙素没有除去，染色体将可能再次加倍；如果秋水仙素被除去，细胞内秋水仙素被代谢掉，细胞将进入正常的细胞分裂进程。

如果秋水仙素处理时，细胞刚刚通过了纺锤体检查点，姐妹染色单体分离导致染色体数目加倍。

而纺锤体微管由于秋水仙素的作用发生解聚，加倍后的染色体不能移向两极而留在了细胞中央。

这样的染色体数目加倍的细胞在细胞周期这条环形高速公路上继续前行（只是染色体都留在了一个细胞中），直至再次被抑制在下一次分裂的中期。

也就是说被抑制在中期的细胞按照染色体数目可以分为两种类型（非整倍体不计）：未加倍的和加倍一次的。

当秋水仙素除去之后，纺锤体重建，有丝分裂继续进行，最终就会产生两种细胞：染色体数目未加倍的（为主）和染色体数目加倍一次的（很少）。