乌拉尔甘草同源四倍体诱导技术研究

乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)为豆科(ieguminosae)甘草属(GlycyrrhizaLinn)多年生草本植物,根和根茎中含有甘草酸(Glycyrrhizinic acid、甘草甜素(Glycyrrhizin)等次生代谢物质,具有清热解毒、止咳祛痰、补脾和胃、调和诸药等功效,自古就是一种非常重要的大宗药材。核型研究表明乌拉尔甘草染色体数目为2n=16,倍性变化未见报道。 本试验以二倍体乌拉尔甘草种子及试管苗茎尖为实验材料,以秋水仙素为诱变剂进行染色体加倍处理,研究了变异株在形态学、细胞学等方面的变化,建立了适于乌拉尔甘草茎尖染色体加倍、纯化和鉴定的技术体系,首次获得了乌拉尔甘草的纯合同源四倍体植株,并对四倍体移栽后的田间性状进行了调查。主要研究结果如下: 1.优化了乌拉尔甘草组织培养条件下快速繁殖和生根体系。单节段在MS+6BA1.0mg/L+NAA0.1mg/L培养基增殖倍数可达10.1,在培养基1/2MS+核黄素1.0 mg/L,生根率达100%且根系发育正常。 2.在组织培养条件下进行乌拉尔甘草同源四倍体诱导,茎段浸泡法优于种子浸泡法和混培法。建立的最佳诱导体系为将茎尖预培养3d后,用添加1%DMSO的0.1%秋水仙素溶液浸泡处理24h,成活率可达到67%,变异率可达到33%。 3.对诱导后的材料进行了形态学鉴定,同工酶鉴定和细胞学鉴定,建立了同源四倍体鉴定技术体系,并有效地应用于四倍体株系的检测。 4.建立了乌拉尔甘草诱导嵌合体的纯化体系。对诱导出的嵌合体材料进行单腋芽茎段培养可有效纯化嵌合体。 5.获得了乌拉尔甘草纯合四倍体植株,并选择了根茎粗大、枝叶繁茂、生长旺盛的四倍体植株进行了离体快繁。 6.和二倍体植株相比,四倍体植株的株高、叶长、叶宽、叶面积、总节数、分支数、茎粗、根粗、根重都显著提高,显示了一般多倍体植株所表现的典型性状—巨型性。 本研究不仅创新了甘草属种质资源类型,并为开展多倍体育种、选育出产量高且药用成分含量高的优良品种奠定了物质和技术基础。