秋水仙素对大蒜茎尖试管苗四倍体的诱导

【目的】大蒜为无性繁殖作物,难以采用常规育种方法选育新品种,而化学诱变作为种质创制的重要方法之一,在一些作物上获得了较好的效果。探讨秋水仙素对大蒜茎尖组培试管苗多倍体的诱变效应,旨在为创新大蒜种质提供理论依据和技术方法。【方法】选用山东‘苍山蒲棵’、四川‘正月早’和‘新疆紫皮’3个生态区域的大蒜品种,鳞茎经自然晾干通过休眠后,取鳞芽茎尖为外植体接种到不同处理的培养基上,采用二次饱和-D最优设计方法,研究秋水仙素不同浓度及处理时间对大蒜茎尖试管苗成苗率及染色体加倍率的影响,并建立相关回归模型;通过对回归模型进行解析,确定诱变大蒜四倍体的优化方案;采用流式细胞仪检测幼叶和根尖压片染色体计数相结合的方法进行染色体倍性鉴定。【结果】利用流式细胞仪检测的四倍体大蒜植株叶片DNA相对含量是二倍体对照大蒜‘苍山蒲棵’的2倍;通过染色体计数法鉴定二倍体植株根尖染色体为2n=2x=16,而四倍体植株染色体为2n=4x=32。在秋水仙素处理大蒜茎尖诱变四倍体过程中,随秋水仙素处理浓度的升高及时间的延长,3个大蒜品种试管苗成苗率均逐渐降低,且处理浓度的影响大于处理时间;品种间成苗率存在显著差异,以‘正月早’较高,‘新疆紫皮’次之,‘苍山蒲棵’较低,其处理间平均成苗率分别为48.69%、46.73%和41.83%。秋水仙素对大蒜四倍体的诱变效应以处理浓度大于处理时间,不同大蒜品种对秋水仙素的反应存在显著差异,虽然‘苍山蒲棵’、‘正月早’与‘新疆紫皮’的最高四倍体诱导率分别达15.69%、15.69%和23.53%,但大蒜四倍体平均诱导率则以‘正月早’最高,‘苍山蒲棵’次之,‘新疆紫皮’最低,分别为9.15%、7.84%和6.53%。经计算机模拟寻优,求得的3个大蒜品种试管苗成苗率均超过50%的处理方案为秋水仙素浓度为0.268%—0.694%、处理时间为61.1—113.8 h;3个大蒜品种四倍体诱导率均超过5%的秋水仙素处理浓度和时间分别为0.531%—0.580%和79.8—112.2 h。【结论】不同大蒜品种对秋水仙素处理浓度和处理时间的反应不同,秋水仙素对大蒜四倍体的诱变效应亦存在显著差异,但均以处理浓度的影响大于处理时间,且处理浓度与处理时间存在互作效应。3个大蒜品种成苗率超过50%且四倍体率超过5%的秋水仙素处理浓度为0.531%—0.580%、处理时间为79.8—112.2 h。