Oryzalin在西番蓮多倍體育種中的應(yīng)用

劉娟+肖鑫麗+劉京宏+彭磊+姜睿+王家艷+周余

摘 要：西番蓮屬多年生藤本植物，有很高的開發(fā)利用價(jià)值，且市場(chǎng)前景十分廣闊，但傳統(tǒng)的種植方式及西番蓮品種本身已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)需要，因此，西番蓮育種及其育種的改良尤為重要。由于西番蓮染色體數(shù)目少，且未發(fā)現(xiàn)有自然的多倍體變異，所以西番蓮多倍體育種是可能的。傳統(tǒng)的多倍體育種依靠秋水仙素來(lái)完成，但秋水仙素存在很大的不足，許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者在這方面已進(jìn)行了不少探索，如用除草劑類的Oryzalin取代秋水仙素作為誘導(dǎo)劑來(lái)誘導(dǎo)植物多倍體，并取得了一些進(jìn)展。本研究對(duì)Oryzalin在西番蓮多倍體育種中的應(yīng)用進(jìn)行探索，以期望取得預(yù)期的目的。

關(guān)鍵詞：西番蓮；雜交育種；Oryzalin；多倍體育種

中圖分類號(hào)：S682.2+61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.01.005

Application of Oryzalin on Polyploid Breeding of Passiflora edulis

LIU Juan，XIAO Xin-li， LIU Jing-hong，PENG Lei，JIANG Rui， WANG Jia-yan， ZHOU Yu

（College of Horticulture and Landscape， Yunnan Agricultural University， Kunming， Yunnan 650000， China）

Abstract： Passiflora edulis belongs perennial liana， it has high value of exploitation and utilization， and the market prospect is very broad. But the traditional way of planting and Passiflora edulis varieties itself cannot meet the needs of the market， the improvement of Passiflora edulis breeding and breeding is particularly important. Passionflower chromosome number is little， and polyploid variation has not been found in nature， so passionflower polyploid breeding is possible. Traditional polyploid breeding relied on colchicine， but there is a big lack of colchicine， and many scholars at home and abroad has made a lot of exploration in this aspect， with a herbicide such as Oryzalin replace colchicine as inducers to induce polyploid plants， and achieved the expected purpose. This paper explored the application of Oryzalin in Passiflora edulis polyploid breeding to expect to achieve purpose.

Key words： Passiflora edulis；cross breeding；Oryzalin；Polyploid breeding

收稿日期：2013-10-08；修訂日期： 2013-11-24

基金項(xiàng)目：云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)行動(dòng)（2013ZK047）；國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目（201310676006）

作者簡(jiǎn)介：劉娟（1985—），女，山東泰安人，在讀碩士生，主要從事果樹遺傳育種與資源利用研究。

通訊作者簡(jiǎn)介：彭磊（1969—），男，云南元江人，副教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事果樹育種及栽培生理研究。

西番蓮（Passiflora edulis）俗稱‘百香果、‘雞蛋果，學(xué)名西番蓮，為西番蓮科（Passifloraceae）西番蓮屬（Passiflora L.）的多年生常綠木質(zhì)藤本植物，該科包括12個(gè)屬600余種，該屬有400多種[1]，其中果實(shí)可食用的約60種。目前作為商業(yè)性栽培的主要有紫果西番蓮（Passiflora edulis Sims）（2n=2x=18）、黃果西番蓮（Passiflora edulis var. flavicarpa Degener）（2n=2x=18）及其雜交種。我國(guó)有2屬，西番蓮屬的有19種[2-3]，其果實(shí)為典型的熱帶、亞熱帶漿果。原產(chǎn)于南美洲，現(xiàn)盛行于歐洲、美洲和澳洲，我國(guó)主要分布在臺(tái)灣、廣東、福建、廣西、云南、浙江、四川等省區(qū)。我國(guó)栽培西番蓮具有悠久歷史，在唐代、清代作為觀賞植物，稱玉蕊花。西番蓮花果俱美，適于觀賞，果實(shí)自家加工成果汁的方法簡(jiǎn)單，且風(fēng)味獨(dú)特，在國(guó)際上享有盛譽(yù)。

實(shí)踐中，西番蓮栽培中的病害防治未突破，栽培管理較難，種植一兩年后，易犯一種土傳性根莖腐爛病，尤其是在高溫多雨季節(jié)。另外，西番蓮的種植面積增加雖然很快，但種植品種單一（一般為紫果種）、管理粗放、良種少及品種多樣性差的現(xiàn)象也十分突出。

目前通過引種、選種和雜交育種方法，西番蓮的育種已取得了很大的進(jìn)展，但仍然有一些無(wú)法克服的缺陷。西番蓮作為異交作物，株與株之間變異極大，如果有目的地進(jìn)行選種，可選出優(yōu)良的品種[4]。但雜交育種進(jìn)展緩慢，沒有大的突破。在誘變育種方面，雖有一些研究，但并無(wú)實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展，而且具有極大優(yōu)勢(shì)的多倍體育種在西番蓮上的應(yīng)用也很少有報(bào)道。

1 西番蓮的多倍體育種現(xiàn)狀

自從1937年Blackeslee 和Avery [5]利用秋水仙素人工誘導(dǎo)蔓陀羅四倍體獲得了成功以來(lái)，多倍體的誘導(dǎo)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。到目前為止，已在梨、杏、桃、栗、蘋果、香蕉、葡萄、草莓、柑橘、菠蘿、棗、獼猴桃、核桃等果樹上成功誘導(dǎo)出多倍體植株，大大豐富了果樹種質(zhì)資源[6]。西番蓮多倍體育種，能夠培育自交親和、抗病蟲、抗逆性強(qiáng)、優(yōu)質(zhì)、大果和無(wú)籽或少籽的新品種，很有發(fā)展?jié)摿?。另外，西番蓮染色體數(shù)目少，可食用種以2n=18為主[7-9]。未發(fā)現(xiàn)有自然的多倍體變異，而且對(duì)染色體進(jìn)行核型分析，西番蓮是較原始的類型。西南農(nóng)業(yè)大學(xué)的張琴[10]利用秋水仙素處理西番蓮種子、愈傷組織、不定芽誘導(dǎo)產(chǎn)生了四倍體植株，用胚乳培養(yǎng)直接獲得三倍體植株。所以，西番蓮多倍體育種是可能的，也可取得大的成效。

但是秋水仙素一方面價(jià)格昂貴，另一方面在處理材料過程中對(duì)外植體有毒害作用，常使材料在處理過程中死亡，還抑制種子的萌發(fā)和根的生長(zhǎng)。在與組織培養(yǎng)結(jié)合時(shí)，不但使離體組織受害，明顯抑制不定芽分化，再生植株生長(zhǎng)緩慢，甚至還可使外植體在繼代培養(yǎng)中褐化死亡。

為了克服秋水仙素在植物離體染色體加倍上的缺點(diǎn)，尋找更加有效的誘導(dǎo)劑，國(guó)外已經(jīng)做了大量的研究。研究表明，除草劑[11]，如氨氟樂靈（Pronamide）、氨磺樂靈 （Oryzalin）[12-13]、甲酰胺草磷 （Amiprophose methyl，APM）和氧樂靈（Trifluralin），對(duì)一些植物中的離體多倍體誘導(dǎo)程度比秋水仙素高，藥害程度比秋水仙素輕微，除草劑類藥劑的應(yīng)用正在擴(kuò)大。所以，利用除草劑類藥物為誘導(dǎo)劑，通過各種方法來(lái)處理西番蓮?fù)庵搀w，對(duì)西番蓮多倍體育種能有一定的促進(jìn)作用，可彌補(bǔ)秋水仙素誘導(dǎo)多倍體的不足。

2 Oryzalin的概述

2.1 Oryzalin的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)

Oryzalin中文名稱為胺磺靈、氨磺樂靈 ，英文通用名稱Oryzalin，商品名稱Dirimal、Ryzelan、Surflan；化學(xué)名稱為3，5-二硝基 N4，N4-丙基磺胺（3，5-dintro-N4，N4-dipropyl sulfanilamide）。分子式：C12H18N4O6S ，分子量：346.4。

Oryzalin原藥為淡黃色結(jié)晶固體，熔點(diǎn)141～142 ℃，蒸氣壓（25 ℃）為0.001 3 MPa，水中溶解度（25 ℃）2.4 mg·L-1。52 ℃下穩(wěn)定（高溫存儲(chǔ)試驗(yàn)），pH值為3，6，9時(shí)，穩(wěn)定期為28 d。遇紫外光分解，對(duì)皮膚有輕微刺激，對(duì)眼無(wú)刺激。易溶于CCl4、石油醚、乙醇、二甲基亞砜等有機(jī)溶劑，基本不溶于水。Oryzalin在歐美等國(guó)家作為一種播前除草劑使用，商品包裝有效含量為40%。

Oryzalin由美國(guó)Dow AgroSciences公司的Bartels和Hilton于1973年選出[14]。該類除草劑主要用于播前土壤處理，對(duì)一年生禾本科雜草有特效，對(duì)多年生種子繁殖的禾本科雜草也有效，并能防除某些闊葉雜草。其主要作用機(jī)理為除草劑與細(xì)胞微管蛋白結(jié)合，抑制小管生長(zhǎng)端的微管聚合，從而導(dǎo)致微管的喪失，抑制細(xì)胞的有絲分裂[14-15]。

2.2 Oryzalin在植物多倍體中的應(yīng)用

Oryzalin被認(rèn)為是誘變四倍體的新型誘變劑，正逐漸成為多倍體育種領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。表1、表2介紹了國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)Oryzalin在植物多倍體應(yīng)用中的研究成果。

3 結(jié)論與展望

Oryzalin 被認(rèn)為是誘變四倍體的新型誘變劑，具有與秋水仙素類似的染色體加倍功效，使用濃度低、毒性小、效果好等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)正逐漸成為多倍體育種領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

建議以紫果西番蓮為試驗(yàn)材料，以O(shè)ryzalin為誘變劑，研究Oryzalin 誘導(dǎo)濃度、處理時(shí)間對(duì)離體誘導(dǎo)西番蓮多倍體的誘變效果，并對(duì)變異植株進(jìn)行形態(tài)學(xué)比較、氣孔測(cè)定及染色體數(shù)鑒定，采用不同處理方法探尋較佳方法及效果，為今后四倍體誘變找尋新的途徑，既可避免秋水仙素的弊端，又可為西番蓮的育種工作找尋一條新路。

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