不同秋水仙素濃度對(duì)橡膠樹(shù)無(wú)性系腋芽抽芽率的影響

趙 祺，張鳳良，楊 湉，吳 裕

（云南省熱帶作物科學(xué)研究所，云南景洪 666100）

在橡膠樹(shù)品種選育過(guò)程中，以橡膠和木材產(chǎn)量為雙重目標(biāo)的膠木兼優(yōu)品種是世界橡膠樹(shù)育種的一大新方向［1］。研究表明，植物細(xì)胞核內(nèi)染色體組加倍以后常常帶來(lái)一些形態(tài)和生理上的變化，在提高生長(zhǎng)速度、增進(jìn)遺傳品質(zhì)以及提高目的代謝物含量等方面具有優(yōu)勢(shì)，因此多倍體在自然界具有更強(qiáng)的適應(yīng)性和競(jìng)爭(zhēng)力，特別是異源多倍體在染色體加倍后可帶來(lái)營(yíng)養(yǎng)器官的巨大變化，在自然界中表現(xiàn)為花葉碩大、莖粗、抗逆性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，符合膠木兼優(yōu)的橡膠樹(shù)育種方向［2-3］。在橡膠樹(shù)育種過(guò)程中，可嘗試通過(guò)多倍體育種培育出速生優(yōu)質(zhì)的橡膠樹(shù)品種。

前人研究表明，秋水仙素能夠抑制紡錘絲的形成，并能使已形成的紡錘絲解聚，從而抑制紡錘體的形成，導(dǎo)致細(xì)胞不能正常形成紡錘絲，進(jìn)而導(dǎo)致染色體數(shù)目加倍［4-5］。國(guó)內(nèi)外曾多次利用秋水仙素處理植株種子、子葉、生長(zhǎng)點(diǎn)等部位來(lái)人工誘導(dǎo)、培育多倍體植株，這種途徑方法簡(jiǎn)單，技術(shù)要求低，處理量大，可直接從優(yōu)良植株上獲得多倍體。橡膠樹(shù)中主要通過(guò)種子、幼苗、頂芽誘導(dǎo)獲得多倍體植株［6］。馬來(lái)西亞橡膠研究院（RRIM）普蘭沙伯研究站于20 世紀(jì)60 年代用秋水仙堿處理橡膠樹(shù)實(shí)生苗，獲得了多倍體植株［7］。劉陽(yáng)平［8］用不同濃度秋水仙堿溶液處理實(shí)生苗和無(wú)性系苗，獲得了倍性穩(wěn)定的多倍體植株。凌緒柏等［9］用秋水仙堿溶液處理無(wú)性系萌動(dòng)芽，獲得了穩(wěn)定的多倍體。

本文通過(guò)比較以不同濃度的秋水仙素對(duì)橡膠樹(shù)腋芽進(jìn)行處理的效果，選出最有利于橡膠樹(shù)腋芽萌生的濃度，旨在為今后利用秋水仙素對(duì)橡膠樹(shù)進(jìn)行人工誘導(dǎo)時(shí)選定適宜的秋水仙素濃度梯度奠定基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)地位于“農(nóng)業(yè)部景洪市橡膠樹(shù)種質(zhì)資源圃”（100°40′-100°50′E，21°59′-22°01′N，海拔580 m）內(nèi)的苗圃地內(nèi)。以橡膠樹(shù)無(wú)性系品種RRIM600 的一年生苗木為試驗(yàn)材料（以GT1品種開(kāi)放授粉種子做砧木，于2018 年9 月份嫁接），株行距1 m×1 m，共計(jì)200 株，2019 年3 月份鋸干，使其抽生芽條形成植株。常規(guī)管理，苗木生長(zhǎng)良好。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2019 年5 月，分別以濃度0.05%、0.075%、0.1%、0.125%、0.15%、0.175%共6 個(gè)濃度梯度的秋水仙素溶液對(duì)參試植株的腋芽進(jìn)行處理。其中，每個(gè)濃度梯度處理3 株，不處理的3 株作為對(duì)照。7 月1 日統(tǒng)計(jì)出芽率，并進(jìn)行對(duì)比。

為有利于篩選更精確的秋水仙素濃度范圍，根據(jù)前階段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，第二階段試驗(yàn)對(duì)秋水仙素濃度范圍進(jìn)行調(diào)整。在2019 年7 月間，分別以濃度0.035%、0.05%、0.065%、0.08%、0.095%、0.11%共6 個(gè)濃度梯度的秋水仙素溶液對(duì)橡膠樹(shù)腋芽進(jìn)行處理，每個(gè)濃度處理3 株，不處理的3 株作為對(duì)照。11 月4 日統(tǒng)計(jì)其出芽率。

1.2.2 試驗(yàn)方法

選發(fā)育狀況良好的試驗(yàn)植株，每株留兩個(gè)分枝。分枝葉蓬成型后，為更利于腋芽發(fā)芽，選擇發(fā)育良好的分枝，剪掉葉片，保留葉柄，并剪掉葉蓬以上部分多余的枝干。用無(wú)菌棉球飽和吸取事先配置好的秋水仙素（生工生物工程（上海）股份有限公司，100 mg/支）處理液，置于剪去葉片的葉柄基部的腋芽上，然后用封口膜將無(wú)菌棉球密封包裹于枝干上，做好標(biāo)記。10 d 后去掉包裹。

1.2.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003 軟件整理，并用SPSS 20 軟件進(jìn)行差異分析。

2 結(jié)果與分析

2019 年5 月進(jìn)行的不同濃度秋水仙素對(duì)橡膠樹(shù)腋芽抽芽率的影響試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。從中可以看出，秋水仙素濃度為0.050%的抽芽率與對(duì)照（CK）相當(dāng)，無(wú)顯著差異；當(dāng)濃度提高到0.075%時(shí)，與對(duì)照存在極顯著差異（P<0.01）；而當(dāng)濃度進(jìn)一步提高后，抽芽率急劇下降，濃度0.100%時(shí)的抽芽率僅為31.4%，且與濃度為0.075%時(shí)的抽芽率差異達(dá)極顯著水平（P<0.01），說(shuō)明當(dāng)秋水仙素濃度超過(guò)0.100%時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響橡膠樹(shù)腋芽抽生。

表1 不同濃度秋水仙素對(duì)橡膠樹(shù)腋芽抽芽率的影響（2019年5-7月）

結(jié)合表1 的測(cè)定結(jié)果，于當(dāng)年7 月進(jìn)一步驗(yàn)證了秋水仙素濃度在0.035%～0.110%對(duì)橡膠樹(shù)腋芽抽生的影響情況。結(jié)果（表2）表明，秋水仙素在0.035%～0.050%的抽芽率與對(duì)照（CK）無(wú)顯著差異，而濃度為0.065%的抽芽率與對(duì)照（CK）存在極顯著差異（P<0.01）；且濃度為0.035%～0.050%的抽芽率與濃度為0.080%～0.110%的抽芽率差異達(dá)極顯著水平（P<0.01），這與表1 結(jié)果基本一致。

表2 不同濃度秋水仙素對(duì)橡膠樹(shù)腋芽抽芽率的影響（2019年7-9月）

3 小結(jié)

研究表明，秋水仙素是一種劇毒物質(zhì)，濃度過(guò)高會(huì)對(duì)植株造成嚴(yán)重的毒害作用，抑制甚至損害植物的生長(zhǎng)和發(fā)育。利用秋水仙素對(duì)植物進(jìn)行多倍體誘導(dǎo)時(shí)，秋水仙素處理濃度過(guò)高、處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)對(duì)處理材料產(chǎn)生抑制作用甚至引起傷害，處理濃度太低、時(shí)間過(guò)短則起不到作用［10-12］。因此，選用合理的秋水仙素處理水平及處理時(shí)間是染色體成功加倍的關(guān)鍵［13］。

針對(duì)本次試驗(yàn)結(jié)果，認(rèn)為秋水仙素濃度為0.035%和0.050%時(shí)，抽芽率相對(duì)較高，說(shuō)明此濃度范圍內(nèi)秋水仙素對(duì)橡膠樹(shù)腋芽抽芽的破壞不大，進(jìn)一步說(shuō)明這個(gè)濃度區(qū)間的秋水仙素濃度相對(duì)較低，可能對(duì)橡膠樹(shù)腋芽的突變沒(méi)有起到作用；而濃度位于0.080%～0.110%時(shí)，腋芽抽芽率逐漸降低，但又不至于完全對(duì)其抽芽造成毀滅性破壞。故后期在利用秋水仙素對(duì)橡膠樹(shù)進(jìn)行多倍體人工誘導(dǎo)時(shí)，可選擇秋水仙素濃度為0.080%～0.110%進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，再結(jié)合處理時(shí)間的長(zhǎng)短，爭(zhēng)取達(dá)到較好的誘導(dǎo)效果。

本研究中選取了一年生橡膠樹(shù)苗木的腋芽進(jìn)行處理，是因其細(xì)胞分裂旺盛，有利于藥劑吸收及提高誘導(dǎo)幾率。而用秋水仙素處理植株時(shí)，還應(yīng)注意對(duì)溫度條件的控制，低溫會(huì)阻礙細(xì)胞有絲分裂，過(guò)高的溫度則會(huì)使秋水仙素對(duì)植物細(xì)胞的損害加大，同時(shí)也會(huì)使秋水仙素變性［14］。因此在確定了秋水仙素處理濃度之后，后續(xù)需對(duì)處理的溫度、處理時(shí)間等條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究和探討。