紫錐菊多倍體母株子代的染色體變化分析

中圖分類號(hào)：S351.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract： 【Objective】This study aimed to explore the germination of seeds from tetraploid mother plants and the chromosomal changes in the natural progeny of tetraploid and triploid Echinacea purpurea，and obtain aneuploids and meiotic tetraploid plants，so as to lay a solid foundation for the genetic research and variety improvement of Echinacea purpurea.【Method】Seed germination experiments were carried out using the indoor germination method and the tissue-culture sterile method to determine the effects of these two diferent germination methods on the germination rates of the seeds from the tetraploid maternal plants and diploid maternal plants of the same strain of Echinacea purpurea.The root-tip chromosome counting method was employed to identify the ploidy of the offspring's chromosomes.【Result】The germination rate of Echinacea purpurea tetraploid seeds under the indoor germination method was 56.5% ，whichwas 222.9% higher than thatunder the tissue-culture sterile germination method.Evidently，the indoor germination method is superior to the tissue-culture sterile germination method.In the identified progeny plants of tetraploid mother plants，for line 1，the chromosome number ranged from 30 to 35，39，42，44，with a total of 9 different chromosome numbers.Fifty two triploid plants（ 3x=33 ）were obtained，accounting for 71.23% .For line 2，the chromosome number ranged from 31 to 34，43，with a total of 5 different chromosome numbers. Forty six triploid plants（ 3x=33 ）were obtained，accounting for 63.01% Among the identified progeny plants of triploid mother plants，the chromosome number ranged from 21 to 26，with a total of 6 different chromosome numbers.The chromosome number of diploid plants （ 2x=22 ）obtained was 5，accounting for 17.86% . Among the progeny of triploid mother plants，the aneuploids with 23 chromosomes were the most common，accounting for 32.14% .【Conclusion】The conventional tissue-culture sterilization method led to a decrease in the germination rate of tetraploid seeds.Significant variations were observed in the number of aneuploid chromosomes in the progenies derived from tetraploid Echinacea purpurea mother plants with distinct genotypes. New aneuploid materials such as monosomics and trisomics appeared in the progeny of triploid mother plants of Echinacea purpurea. These materials have a great value in genetic improvement and genetic theory research.

Keywords：Echinacea purpurea;tetraploid;triploid;aneuploid

0 引言

【研究意義】紫錐菊（EchinaceapurpureaL.）又名松果菊，自然分布于美國中東部和加拿大南部地區(qū)?，F(xiàn)代藥理研究表明，紫錐菊在提高免疫力、抗炎、抗病毒以及抗菌等方面具有顯著功效（JIANGetal.，2022；李玲蘭等，2023），是北美和歐洲草藥市場上最為暢銷的草藥之一。研究紫錐菊多倍體母株子代的染色體變化特征對(duì)于品種遺傳改良和遺傳理論研究具有重要價(jià)值?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】在植物遺傳育種領(lǐng)域，不同倍性間雜交是培育新品種或新材料的重要途徑。例如，利用三倍體減數(shù)分裂不規(guī)則的特性，通過二倍體和三倍體間雜交能夠得到單體、三體等非整倍體遺傳材料，而這些非整倍體遺傳材料在植物遺傳育種中具有重要的實(shí)踐和理論研究價(jià)值（李樹賢，2003；賈思振等，2023）。在二倍體植物中，初級(jí)三體是基因、分子標(biāo)記定位、建立連鎖群與染色體所屬關(guān)系的重要工具材料。番茄、糖甜菜、大白菜等已成功獲得三體系（申書興等，2002；李樹賢，2003）。在水稻（DONGetal.，2001）、黑麥（BENAVENTEandSYBENGA，2004）、玉米（秦燕等，2019）、小麥（TAKENAKAetal.，2020）、大豆（YAVUZetal.，2024）等作物中，種內(nèi)非整倍體創(chuàng)建的報(bào)道屢見不鮮。近年來，利用紫錐菊不同倍性材料選育新品種（株系）的研究取得了一系列進(jìn)展。本文筆者所在團(tuán)隊(duì)通過花藥培養(yǎng)，成功獲得了紫錐菊的單倍體植株（ZHAOetal.，2006），并對(duì)紫錐菊二倍體種子幼苗進(jìn)行加倍處理獲得了四倍體植株（NILANTHIetal.，2009）。趙佳卉（2020）通過花藥培養(yǎng)，從二倍體紫錐菊單株中篩選出純合二倍體株系，并在離體條件下用秋水仙素加倍獲得了相應(yīng)的純合四倍體株系。李易文（2021）通過花莖外植體培養(yǎng)再生植株的花藥培養(yǎng)，獲得了紫錐菊二倍體、四倍體、非整倍體等17個(gè)再生株系，并用秋水仙素對(duì)各種再生株系進(jìn)行染色體加倍處理，獲得了基因型雜合和純合的四倍體再生植株。李慶玲等（2023）通過紫錐菊二倍體植株與四倍體雜交獲得了染色體數(shù)目為31、32、34的近三倍體非整倍體，并系統(tǒng)研究了其離體擴(kuò)繁能力，黎幸連等（2024）進(jìn)一步利用秋水仙素成功誘導(dǎo)近三倍體非整倍體加倍為近六倍體，揭示了紫錐菊對(duì)染色體數(shù)目變異的強(qiáng)耐受性?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】盡管目前關(guān)于紫錐菊非整倍體創(chuàng)建及應(yīng)用的研究已取得相關(guān)進(jìn)展，但現(xiàn)有研究多集中于藥理活性和加倍技術(shù)方面，對(duì)于紫錐菊子代自然染色體比較的相關(guān)研究相對(duì)較少。此外，現(xiàn)有紫錐菊非整倍體材料主要來源于二倍體與四倍體雜交，而三倍體母株子代的非整倍體類型尚未被系統(tǒng)解析。這使得紫錐菊的品種改良和遺傳理論研究受到一定限制，迫切需要進(jìn)一步深入探索。本研究擬對(duì)2個(gè)株系的四倍體紫錐菊材料進(jìn)行后代染色體組成比較，同時(shí)，對(duì)三倍體紫錐菊材料的染色體組成進(jìn)行比較。【擬解決的關(guān)鍵問題】通過對(duì)2個(gè)株系的四倍體紫錐菊材料的后代進(jìn)行比較，從四倍體母株子代中獲取非整倍體、三倍體和減數(shù)分裂四倍體。同時(shí)，通過對(duì)三倍體紫錐菊材料進(jìn)行比較，了解三倍體母株子代的染色體數(shù)變化情況，以期完善紫錐菊的遺傳信息，為紫錐菊的品種選育和遺傳理論研究提供關(guān)鍵材料和理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

從美國若頓種植公司購入紫錐菊種子并在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)種植，自1年生結(jié)種紫錐菊植株上采收種子作為研究材料。將紫錐菊種子消毒后進(jìn)行無菌萌發(fā)建立無菌系統(tǒng)，種子消毒采用組織培養(yǎng)中的常規(guī)消毒方法。隨機(jī)選取生長期約2個(gè)半月的無菌萌發(fā)苗作為實(shí)驗(yàn)材料，切取葉柄作為外植體進(jìn)行加倍獲得四倍體材料（NILANTHIetal.，2009）。對(duì)四倍體材料進(jìn)行雜交獲得三倍體材料。以上述2種材料為母株，對(duì)其自然結(jié)實(shí)后代進(jìn)行倍性鑒定。

1.2 方法

1.2.1不同發(fā)芽方法對(duì)紫錐菊二倍體、四倍體種子萌發(fā)的影響

以紫錐菊四倍體自然結(jié)實(shí)所得到種子為材料，種子采收后于常溫條件下貯藏3個(gè)月，隨后用于發(fā)芽試驗(yàn)，比較2種不同發(fā)芽方法對(duì)同一株系紫錐菊四倍體母株種子和二倍體母株種子發(fā)芽率的影響。發(fā)芽方法一：組培無菌萌發(fā)法，即常規(guī)組培滅菌處理后，于超凈工作臺(tái)上將種子接種至未添加激素的基本培養(yǎng)基中，培養(yǎng)條件設(shè)定為溫度 24±2）^°C ，光照時(shí)長 12h/d ，全程不進(jìn)行遮光處理，滅菌方法參照ZHAO等（2006）的方法進(jìn)行。發(fā)芽方法二：室內(nèi)萌發(fā)法，首先將種子在 2% 硫酸銅溶液中浸泡 30min 隨后撒播于裝有經(jīng)蒸汽消毒的草炭基質(zhì)的花盆中，種子播于基質(zhì)表面，不進(jìn)行覆土操作，以薄膜覆蓋保濕，在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行萌發(fā)，培養(yǎng)溫度設(shè)置為25^°C ，光照時(shí)間為 12h/d ，同樣不進(jìn)行遮光處理。每個(gè)處理4次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)包含50粒種子。在播種2周后統(tǒng)計(jì)不同處理的發(fā)芽率，以種子胚根突破種皮作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)芽率計(jì)算公式為：發(fā)芽率 （%）% 發(fā)芽粒數(shù)/供檢種子總數(shù) ×100 。

1.2.2紫錐菊多倍體母株自然結(jié)實(shí)子代的倍性鑒定和株率統(tǒng)計(jì)

選取2個(gè)株系的四倍體紫錐菊作為母本，以間隔種植的方式，在其間栽培二倍體紫錐菊植株。紫錐菊管狀花較小，不易去雄。同時(shí)，作為蟲媒異花授粉植物，紫錐菊雜合性高，呈現(xiàn)孢子體型自交不育，其自交不親和性屬于花粉限制（STEPHENS，2008；WAGENIUSandLYON，2010）?；谏鲜鎏匦?，本試驗(yàn)采用自然雜交方式開展雜交工作。針對(duì)二年生的2個(gè)株系四倍體紫錐菊母株的子代，進(jìn)行倍性鑒定。另外，一年生四倍體紫錐菊自然結(jié)實(shí)獲得的三倍體植株，經(jīng)一年栽培開花并自然結(jié)實(shí)后，對(duì)其子代進(jìn)行倍性鑒定。倍性鑒定采用根尖染色體計(jì)數(shù)法（ZHAOetal.，2006）。對(duì)于2個(gè)株系四倍體母株及三倍體母株子代的種子，均采用室內(nèi)萌發(fā)法培育幼苗。待幼苗長出真葉后，取其根尖用于染色體計(jì)數(shù)。其中，株率定義為具有特定染色體數(shù)量的植株數(shù)量占該子代群體鑒定植株總數(shù)的比例。

1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用MicrosoftExcel2007軟件進(jìn)行制表和數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同發(fā)芽方法對(duì)紫錐菊二倍體、四倍體種子萌發(fā)的影響

由表1數(shù)據(jù)可知，采用組培無菌萌發(fā)法時(shí)，紫錐菊四倍體的種子發(fā)芽率為 17.5% ，顯著低于二倍體種子的發(fā)芽率。二倍體種子在此方法下的發(fā)芽率為 69.0% ，相較于四倍體種子的發(fā)芽率約高 294.3% 。在室內(nèi)萌發(fā)方法中，四倍體紫錐菊種子發(fā)芽率為56.5% ，低于二倍體種子的 64.0% ，但相較于組培無菌萌發(fā)法下四倍體紫錐菊種子的發(fā)芽率約高222.9% 。從4個(gè)處理綜合分析，組培無菌萌發(fā)法的四倍體種子發(fā)芽率顯著低于其他3個(gè)處理，而其他3個(gè)處理之間無顯著差異。

2.2紫錐菊多倍體母株自然結(jié)實(shí)子代的倍性鑒定和株率統(tǒng)計(jì)

2.2.1紫錐菊四倍體子代倍性鑒定

對(duì)2個(gè)株系的紫錐菊四倍體母株自然結(jié)實(shí)所產(chǎn)生的子代植株進(jìn)行倍性鑒定，每個(gè)株系各鑒定植株73株。由表2結(jié)果可知，在鑒定的子代植株中，株系1染色體數(shù)目呈現(xiàn)出多樣化，變化范圍為30＼～35、39、42、44，共有9種不同染色體數(shù)目，其中獲得了2個(gè)株系的減數(shù)分裂四倍體，獲得的三倍體（ 3x=33 植株數(shù)量為52株，三倍體的株率達(dá) 71.23% 。株系2的染色體數(shù)的變化范圍則為31＼～34、43，共出現(xiàn)5種不同的染色體數(shù)目，獲得的三倍體（ 3x=33 植株有46株，株率為 63.01% 。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，2個(gè)株系四倍體母株子代中的非整倍體均以染色體數(shù)量為32條的植株居多。值得注意的是，株系1中出現(xiàn)染色體條數(shù)為30、35、39、42、44的植株，這些染色體數(shù)目在株系2中均未發(fā)現(xiàn)；而株系2后代中存在染色體條數(shù)為43條的植株，在株系1中卻未出現(xiàn)。

2.2.2 紫錐菊三倍體母株子代倍性鑒定情況

對(duì)三倍體紫錐菊母株自然結(jié)實(shí)產(chǎn)生的子代植株進(jìn)行倍性鑒定，共鑒定植株28株。結(jié)果（表3）顯示，在鑒定的三倍體子代植株中，染色體數(shù)的變化范圍為21＼～26，共有6種不同染色體數(shù)目類型。其中，獲得的二倍體（ 2x=22 植株共5株，株率為17.86% 。在三倍體子代的非整倍體中，染色體數(shù)量為23條的植株居多，株率為 32.14% ，推測此類植株應(yīng)為三體植株，共得到9株，額外多出的染色體具體歸屬仍有待進(jìn)一步鑒定。染色體條數(shù)為24條的植株占子代總數(shù)的 21.43% 。同時(shí)，還鑒定出2株染色體數(shù)為21條的植株，初步推斷可能為單體，至于2株植株是否缺失同一條染色體還有待研究。

3 討論

3.1紫錐菊四倍體子代種子萌發(fā)特性

在種子萌發(fā)方面，已有研究表明玉米、西瓜、百合等多倍體子代種子發(fā)芽率下降的原因有多種，如籽粒外殼堅(jiān)硬（呂桂華等，2015）、種皮過厚（路緒強(qiáng)等，2017）、胚乳發(fā)育不良（王芷怡，2024）等。LI等（2007）研究發(fā)現(xiàn)，紫錐菊二倍體種子的種皮致密，透氣性差，限制了種子呼吸，導(dǎo)致紫錐菊二倍體種子萌發(fā)率下降。然而，紫錐菊多倍體種子萌發(fā)的研究尚未見系統(tǒng)報(bào)道。本研究對(duì)紫錐菊四倍體子代種子進(jìn)行了觀察與分析，發(fā)現(xiàn)存在子葉發(fā)育不良的現(xiàn)象。從種子外形觀察來看，其種皮呈薄膜狀，與子葉結(jié)合松散，部分種子的先端甚至出現(xiàn)種皮下無子葉的情況。本研究通過對(duì)比不同萌發(fā)方法的發(fā)芽率，發(fā)現(xiàn)當(dāng)采用組培無菌萌發(fā)法處理紫錐菊四倍體種子時(shí)，其發(fā)芽率顯著低于二倍體種子；而在室內(nèi)自然萌發(fā)條件下，紫錐菊四倍體種子的發(fā)芽率較二倍體種子發(fā)芽率稍低但差異不顯著。由此可以推斷，紫錐菊四倍體子代種子發(fā)育不良并非導(dǎo)致其萌發(fā)率下降的主要因素。四倍體種子在采用組培無菌萌發(fā)時(shí)發(fā)芽率下降，可能是由于四倍體種子內(nèi)種皮結(jié)構(gòu)不緊密，易破裂，在沿用二倍體消毒方法的過程中，受消毒藥劑濃度和消毒時(shí)間的影響，種子受到損傷，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)芽率顯著降低。在四倍體種子的萌發(fā)過程中，還出現(xiàn)了個(gè)別種子萌發(fā)后有子葉無胚根、子葉粘連的情況，部分種子在萌發(fā)初期子葉呈現(xiàn)黃白色或紫紅色。在室內(nèi)萌發(fā)環(huán)境下，除無胚根植株成活率較低外，子葉粘連及子葉顏色異常的植株均能陸續(xù)長出真葉，正常生長。綜合本研究中不同萌發(fā)方法對(duì)紫錐菊多倍體子代種子發(fā)芽率的影響，在對(duì)紫錐菊或其他植物的多倍體子代種子進(jìn)行倍性鑒定或育苗時(shí)，建議優(yōu)先采用對(duì)種子損傷較小的室內(nèi)萌發(fā)法，并合理選擇消毒藥劑種類、濃度和消毒時(shí)間，以此最大程度地保存具有不同染色體數(shù)量的育種新材料。

3.2 紫錐菊四倍體母株子代倍性

李樹賢（2008）指出，不同物種甚至同一物種不同居群的同源四倍體，其非整倍體配子能忍耐丟失和附加染色體的數(shù)目不盡相同，多數(shù)物種的染色體數(shù)目變化通常不超過 （n+5） 與 ;水稻中這一變化最大限度為6條；豌豆的人工同源四倍體 C₂ 代中非整倍體株率達(dá) 6% ;糖甜菜四倍體中非整倍體株率為 4%～5% ，多數(shù)為 2n=36±1 ，少數(shù)為 2n=36±2 四倍體配子多1＼～2條或少1＼～2條染色體并不妨礙受精，但差異過大會(huì)導(dǎo)致生活力變?nèi)趸騿适АＴ诒狙芯恐?，?duì)2個(gè)株系的雜合紫錐菊四倍體母株的子代進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)群體以三倍體為主，并存在非整倍體。其中，株系1染色體數(shù)變化范圍為30＼～35、39、42、44；株系2染色體數(shù)變化范圍為31＼～34、43。這表明在紫錐菊四倍體產(chǎn)生的胚囊中，除 n=22 胚囊可以受精結(jié)實(shí)外；非整倍體胚囊如（n-1）、（n-2）、（n-3）、^（n+1）?（n+2） 同樣具備一定受精能力，能夠產(chǎn)生非整倍體植株。此結(jié)果與李樹賢（2008）提出的四倍體配子染色體數(shù)變化對(duì)受精影響的觀點(diǎn)一致，同時(shí)表明紫錐菊四倍體子代耐受染色體丟失和附加的數(shù)目與甜菜相近，低于水稻。對(duì)于染色體條數(shù)為39、42、44的植株，推測應(yīng)為不同四倍體株系間雜交的產(chǎn)物。結(jié)合不同倍性紫錐菊物候期來看，四倍體植株物候期晚于二倍體，二年生紫錐菊二倍體7月份陸續(xù)進(jìn)入果期，9月份依然能夠散粉的管狀花極少，而此時(shí)紫錐菊四倍體仍在陸續(xù)開放。這一特性為本試驗(yàn)中紫錐菊四倍體母株自然結(jié)實(shí)產(chǎn)生減數(shù)分裂四倍體提供了有利條件，據(jù)此推測不同株系紫錐菊四倍體混種將有望增加獲得減數(shù)分裂四倍體的概率。此外，2個(gè)株系紫錐菊四倍體子代的非整倍體染色體數(shù)量類型和株率存在顯著差異，在三倍體和減數(shù)分裂四倍體的出現(xiàn)概率上也有所不同。季樹賢（2008）研究表明，同源四倍體產(chǎn)生非整倍體的類型及個(gè)體的頻率受基因型背景和外界環(huán)境條件的雙重影響，長勢良好的四倍體植株結(jié)實(shí)性更佳，其原因并非不產(chǎn)生豐富的非整倍體類型，而是母株長勢決定了非整倍體的發(fā)育狀況。本試驗(yàn)中紫錐菊2個(gè)不同株系四倍體后代的差異現(xiàn)象，支持這一觀點(diǎn)。綜合來看，本研究觀察到的紫錐菊多倍體子代中非整倍體和整倍體類型的差異，可能與種子萌發(fā)方法、基因型以及母株的生長年份等因素相關(guān)。

3.3紫錐菊三倍體母株子代倍性

三倍體植株因存在染色體不均等分裂、染色體落后或不減數(shù)等現(xiàn)象，產(chǎn)生的非整倍體配子應(yīng)為完全不育（汪格格等，2023）。關(guān)于植物三倍體的育性，各類理論模式也多假定其無活性或不育（RO-DRIGUEZ，1996）。但大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，三倍體常呈現(xiàn)半不育狀態(tài)，且能夠促進(jìn)更高倍性物種的形成，部分植物三倍體得到非整倍體，乃至高倍性物種的特性將對(duì)創(chuàng)造該物種新的種質(zhì)資源以及對(duì)探討該植物的起源演化途徑等研究有著重要的作用（NEEDHAMandERIEKSON，1992；郭啟高和郭晉太，2004；MENGetal.，2024）。種內(nèi)非整倍體包括超倍體（如三體和四體）和亞倍體（如單體和缺體），其中超倍體對(duì)植物的傷害較亞倍體小，在植物的遺傳研究中得到廣泛應(yīng)用，如用于基因的染色體單位定位、著絲粒定位、額外染色體的遺傳連鎖群創(chuàng)建及基因的劑量效應(yīng)研究等（華玉偉等，2006；李慶玲等，2023）。在小麥、玉米、大豆等作物中對(duì)種內(nèi)非整倍體創(chuàng)建常有報(bào)道（秦燕等，2019；TAKENAKAetal.，2020；YAVUZetal.，2024），且三倍體是獲取單體和三體，尤其是三體的重要材料（李樹賢，2003；賈思振等，2023）。在本研究中，紫錐菊三倍體母株自然結(jié)實(shí)得到了染色體數(shù)目為21、23條的植株，推測可能是單體、三體等非整倍體，其具體的染色體組合情況還有待鑒定。

植物非整倍體獲得的途徑較多，不同物種獲得非整倍體的比例也不盡相同，如：褚啟人和張靈南（1985）從基因型純合的二倍體水稻花藥培養(yǎng)中獲得了多倍體和非整倍體；陸瑞菊等（1996）用二倍體栽培大麥品種的花培四倍體植株做花藥供體再進(jìn)行花培，獲得了雙單倍體、四倍體和非整倍體，其中非整倍體的比例為 3.8% 。本研究獲得的紫錐菊三倍體子代中，二倍體株率為 17.86% ，非整倍體株率高達(dá) 82.14% 。5種非整倍體株率按染色體條數(shù)23、24、25、26、21依次排列為 32.14%.21.43%.14.29% 、7.14%.7.14% ，分別對(duì)應(yīng) （n+1）、（n+2）、（n+3）、（n+4） 、（n-1）的非整倍體胚囊。這表明紫錐菊三倍體子代非整倍體染色體數(shù)量類型豐富，且三倍體的胚囊株率在整倍體基礎(chǔ)上隨著染色體數(shù)量的增加而有所降低，而（n-1）胚囊的株率較低，這一現(xiàn)象與超倍體對(duì)植物的傷害小于亞倍體的論點(diǎn)相符。

RAMSEY和SCHEMSKE（1998）通過研究文獻(xiàn)分析認(rèn)為，三倍體所產(chǎn)生花粉的染色體數(shù)目呈正態(tài)分布。SATINA和BLAKESLEE（1935）對(duì)曼陀羅屬三倍體植物產(chǎn)生的卵細(xì)胞觀察也得到了與觀察花粉相類似的結(jié)果。相關(guān)文獻(xiàn)指出，三倍體后代的染色體數(shù)目分布與配子的正態(tài)分布不同，三倍體后代染色體數(shù)目分布呈雙峰分布，峰值出現(xiàn)在整倍體以及接近整倍的非整倍體處，多數(shù)非整倍性配子沒有功能，而超整倍體和亞整倍體育性與整倍體相近（蘇靜等，2012）。本研究中三倍體紫錐菊后代染色體數(shù)目分布也呈雙峰分布，為該觀點(diǎn)提供了有力支持。

減數(shù)分裂四倍體兼具基因劑量優(yōu)勢和雜交優(yōu)勢，故通常被認(rèn)為性狀表現(xiàn)優(yōu)于有絲分裂四倍體（李樹賢，2003）?；诖?，后續(xù)將加大多個(gè)株系四倍體間的雜交，期望擴(kuò)大減數(shù)分裂四倍體的株系數(shù)量，加強(qiáng)對(duì)三倍體后代的鑒定和單體、三體等非整倍體的額外染色體與缺失染色體鑒定，并對(duì)這些非整倍體進(jìn)行加倍、栽培、基因劑量效應(yīng)等遺傳改良實(shí)踐和理論方面的研究工作。

4結(jié)論

本研究結(jié)果表明，紫錐菊四倍體種子在采用組培常規(guī)滅菌方法培養(yǎng)，其發(fā)芽率顯著降低，這可能與四倍體種子內(nèi)種皮不緊密，易破裂有關(guān)。通過對(duì)不同基因型紫錐菊四倍體母株子代的染色體分析，發(fā)現(xiàn)了其非整倍體染色體條數(shù)情況相差較大。此外，紫錐菊三倍體母株的子代中出現(xiàn)了單體、三體等非整倍體新材料。這些結(jié)果為紫錐菊的遺傳研究和品種改良提供了重要材料和理論依據(jù)，也為后續(xù)開展相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)References

褚啟人，張靈南.1985.水稻花粉植株非整倍體的細(xì)胞遺傳 學(xué)[J].遺傳學(xué)報(bào)，12（1）：51-60. CHUQ R，ZHANGL N.1985.Cytogenetics of aneuploids derived from pollen plants of rice[J].Acta GeneticaSinica，12（1）：51-60.

郭啟高，郭晉太.2004.植物三倍體育性的研究進(jìn)展[J].熱帶 農(nóng)業(yè)科技，27（4）：25-27，43. GUOQ G，GUO JT.2004. Study evolving on fertility of triploidy plants[J]. Tropical Agricultural Science amp; Technology，27（4）：25-27，43.

華玉偉，完顏瑞紅，徐晶，李再云.2006.甘藍(lán)型油菜三體、雙 三體和雙四體的形態(tài)和細(xì)胞學(xué)特征[J]作物學(xué)報(bào)，32 （5）：785-786，792. HUAYW，WANYANRH，XUJ，LIZY.2006.Morphoble trisomics and double tetrasomics in Brassca napus [J].Acta Agronomica Sinica，32（5）： 785-786，792.

賈思振，葉丹，劉飛琴，吳歡樂，魏躍.2023.矮牽牛初級(jí)三體 創(chuàng)制、細(xì)胞學(xué)觀察及生理特性[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），43（6）：1-9. JIA S Z，YE D，LIU FQ，WU HL，WEI Y.2023.Primordial trisomy creation，cytology observation，and physiological characteristics of Petunia hybrida Vilm.[J]. Journal of Shanxi Agricultural University （Natural Science Edition），43（6）：1-9. doi： 10.13842/j.cnki.issn1671-8151. 202305041.

李玲蘭，徐玉善，雷玉潔，陳海濤，李支堯，鄭晨宏.2023.紫 錐菊活性成分及其提取物在抗炎作用中的研究進(jìn)展 [J].陜西醫(yī)學(xué)雜志，52（1）：114-117. LILL，XUYS，LEIYJ，CHENHT，LIZY，ZHENGC H.2023.Research progress of active components and extracts of Echinacea purpurea in anti-inflammatory effect [J].Shaanxi Medical Journal，52（1） ： 114-117. doi： 10. 3969/j.issn.1000-7377.2023.01.027.

李樹賢.2003.植物同源多倍體育種的幾個(gè)問題[J].西北植 物學(xué)報(bào)，23（10）：1829-1841. LI S X.2003. Several problems on autopolyploid breeding in plants[J].Acta Botanica Boreali-occidentalia Sinica，23（10） ： 1829-1841. doi： 10.3321/j.issn： 1000-4025. 2003.10.030.

李樹賢.2008.植物染色體與遺傳育種[M].北京：科學(xué)出版 社：260-262. LI S X.20o8. Plant chromosomes and genetic breeding [M].Beijing： Science Press： 260-262.

李慶玲，黎幸蓮，戴倩，楊躍生.2023.紫錐菊近三倍體的非 整倍體離體擴(kuò)繁能力分析[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，35（7）： 60-67. LI Q L，LI X L，DAI Q，YANG Y S. 2023. Analysis of in vitro propagationability of Echinacea purpurea near-triploid aneuploid[J].Acta Agriculturae Jiangxi，35（7）：60- 67. doi： 10.19386/j.cnki.jxnyxb.2023.07.010.

李易文.2021.一株花盤變異紫錐菊的離體培養(yǎng)和遺傳研究 [D].廣州：華南農(nóng)業(yè)大學(xué). LI Y W. 2021. In vitro culture and genetic study of an Echinacea purpurea line with unstable variation in disk type[D]. Guangzhou： South China Agricultural Universtiy. doi： 10.27152/d.cnki.ghanu.2021.001236.

黎幸連，姜偉珍，戴倩，楊東敏，方媛，楊躍生.2024.近三倍 非整倍體紫錐菊的染色體加倍[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，52 （5）：189-194，200. LI X L， JIANG W Z，DAI Q， YANG D M，F(xiàn)ANG Y， YANG Y S. 2024. Chromosome doubling of near-triplex aneuploids in Echinacea purpurea[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences，52（5）： 189-194，200.

陸瑞菊，黃劍華，顏昌敬.1996.大麥四倍體花粉植株的花藥 培養(yǎng)及其再生植株的若干性狀變異[M]/胡道芬.植物 花培育種進(jìn)展.北京：中國農(nóng)業(yè)科技出版社：98-101. LU RJ，HUANG JH，YAN CJ. 1996. Anther culture of barley tetraploid pollen plants and variation of some traits in regenerated plants[M]. In： HU D F. Advances in plant breeding by anther culture.Beijing： China Agricultural Science and Technology Press： 98-101.

路緒強(qiáng)，朱紅菊，趙勝杰，何楠，劉文革.2017.人工誘導(dǎo)的同 源四倍體西瓜種子形態(tài)結(jié)構(gòu)變異研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，31 （6）： 1076-1085. LU X Q，ZHU H J， ZHAO S J，HE N，LIU W G. 2017. Variation of the induced autotetraploid watermelon seeds [J].Journal of Nuclear Agricultural Sciences，31（6）： 1076-1085. doi： 10.11869/j.issn.100-8551.2017.06.1076.

呂桂華，唐祈林，郭國錦，陳堅(jiān)劍，榮廷昭.2015.玉米（Zea may） × 四倍體多年生玉米（Zeaperennis）可育三倍體形 態(tài)學(xué)和細(xì)胞遺傳學(xué)研究[J].植物遺傳資源學(xué)報(bào)，16（6）： 1152-1156. LYU G H，TANG Q L，GUO G J，CHEN JJ，RONG T Z. 2015. Study on morphologic and cytogenetic characterization of fertile triploid from Zea may × Zea perennis[J]. Journal of Plant Genetic Resources，16（6）：1152-1156. doi： 10.13430/j.cnki.jpgr.2015.06.003.

秦燕，余水情，趙永康，楊克誠，唐祈林.2019.玉米初級(jí)三體 的鑒定及傳遞率研究[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，33（11）：2103- 2110. QINY，YUSQ，ZHAOYK，YANGKC，TANGQL. 2019. Identification and transmission rate of primary trisomics in maize[J]. Journal of Nuclear Agricultural Sciences，33（11）：2103-2110.

申書興，李振秋，張成合，王彥華，陳雪平.2002.大白菜3號(hào)、 6號(hào)染色體雙三體及其初級(jí)三體的鑒定[J].園藝學(xué)報(bào)， 29（5）：438-442. SHENSX，LI ZQ，ZHANGCH，WANGYH，CHENX P. 2002.Identification of double triplo-3，6 and acquisition of primary triplo-3 and triplo-6 in Chinese cabbage [J].Acta Horticulturae Sinica，29（5）：438-442. doi： 10.3321/j.issn ： 0513-353X.2002.05.008.

蘇靜，王向東，王俊，郭啟高.2012.植物三倍體育種研究進(jìn) 展[J].南方農(nóng)業(yè)，6（5）：78-80. SU J，WANG X D，WANG J，GUO Q G. 2012. Research progress of plant triploid sports species[J]. South China Agriculture，6（5）： 78-80. doi： 10.19415/j.cnki.1673-890x. 2012.05.034.

王芷怡.2024.食用百合‘紅辣椒'與不同倍性亞洲百合的雜 交分析[D].南昌：江西農(nóng)業(yè)大學(xué). WANG Z Y. 2024. Analysis of hybridizations between ediDie Ily Hong La Jiao Win qiIerent pioiay Ieveis oI Aslatic lilies [D]. Jiangxi： Jiangxi Agricultural University. doi： 10.27177/d.cnki.gjxnu.2024.000594.

汪格格，邱詩蕊，張琳晗，楊國偉，徐小云，汪愛羚，曾淑華，劉 雅潔.2023.異源三倍體普通煙草（SST）減數(shù)分裂期的 分子細(xì)胞學(xué)研究[J].生物技術(shù)通報(bào)，39（2）：183-192. WANGGG，QIUSR，ZHANGLH，YANGGW，XU X Y，WANG A L，ZENG S H，LIU Y J. 2023. Molecular cytological study on meiosis of allotriploid common tobacco （SST）[J].Biotechnology Bulletin，39（2）：183-192. doi： 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2022-0668.

趙佳卉.2020.三倍體雜優(yōu)紫錐菊親本的種質(zhì)創(chuàng)新[D].廣 州：華南農(nóng)業(yè)大學(xué). ZHAO JH. 2020. Germplasm innovation of crossing parents for the production of triploid hybrid seeds with heterosis in purple coneflower[D]. Guangzhou： South China Agricultural Universtiy. doi： 10.27152/d.cnki.ghanu.2020. 000578.

BENAVENTE E，SYBENGA J. 2004.The relation between pairing preference and chiasma frequency in tetrasomics of rye[J]. Genome，47（1） ：122-133.doi： 10.1139/g03- 134.

DONG Y J， TSUZUKI E，TERAO H. 2001. Trisomic genetic analysis of aroma in three Japanese native rice varieties （Oryza sativa L.）[J]. Euphytica，117（3）：191-196. doi： 10.1023/A：1026502115436.

JIANG W，ZHU H，LIU C，HU B，GUO Y，CHENG Y，QIAN H.2022.In-depth investigation of the mechanisms of Echinacea purpurea polysaccharide mitigating alcoholic liverinjury in mice via gut microbiota informaticsand liver metabolomics [J].International Journal of Biological Macromolecules，209：1327-1338.

LIP，WU H，GENG S，WANGX，LUW，YANGY，SHULTZ LM，TANGT，ZHANG N.2007.Germination and dormancy of seeds in Echinacea purpurea （L.）Moench（Asteraceae）[J]. Seed Science and Technology，35（1）：9- 20. doi： 10.15258/sst.2007.35.1.02.

MENG Z， ZHENG Q，SHI S D，WANG W，WANG F， XIE Q L，CHENXF，SHENHT，XIAOGH，LIHB.2024. Whole-chromosome oligo-painting in licorice unveils interspecific chromosomal evolutionary relationshipsand possible origin of triploid genome species[J]. The Plant Journal，120（5）：2089-2100.doi：10.1111/tpj.17102.

NILANTHID，CHENXL，ZHAOFC，YANGYS，WUH. 2009.Induction of tetraploids from petiole explants through colchicine treatments in Echinacea purpurea L [J]. Journal of Biomedicine and Biotechnology，2009： 343485. doi： 10.1155/2009/343485.

NEEDHAMD C，ERICKSON H T. 1992. Fecundity of tetraploid × diploid crosses and fertility of the resultant triploids in Salpiglossis sinuata [J]. HortScience，27（7）： 835-837. doi： 10.21273/hortsci.27.7.835.

RAMSEY J，SCHEMSKE D W. 1998.Pathways，mechanisms， and rates of polyploid formation in flowering plants[J]. Annual Review of Ecology，Evolution，and Systematics， 29： 467-501. doi： 10.1146/annurev. ecolsys.29.1.467.

RODRIGUEZ D J. 1996.A model for the establishment of polyploidy in plants [J]. The American Naturalist，147 （1）： 33-46. doi： 10.1086/285838.

STEPHENS L C. 2008.Self-incompatibility in Echinacea purpurea[J].HortScience，43（5）：1350-1354.doi： 10.21273/ hortsci.43.5.1350.

SATINA S，BLAKESLEE A F. 1935. Cytological effects of a gene in Datura which causes dyad formation in sporogenesis[J]. Botanical Gazette，96（3） ：521-532. doi： 10.1086/ 334498.

TAKENAKA S， JOSHI G P，ENDO T R. 2020. Development of self-fertile deletion homozygous and ditelosomic lines for the long arm of chromosome 2A in common wheat [J].Genes amp; Genetic Systems，95（2） ：95-99. doi：10. 1266/ggs.19-00063.

WAGENIUS S，LYON S P. 2010. Reproduction of Echinacea angustjfolia in fragmented prairie is pollen-limited but not pollinator-limited[J]. Ecology，91（3）： 733-742. doi： 10. 1890/08-1375.1.

YAVUZ C，TEK AL，CALiSKAN M E. 2024.Induction of chromosomal aberrations with ectopic expression of native BABY BOOM1（GmBBM1） in soybean[J].Plant Cell，Tissue and Organ Culture，158（3）： 59. doi： 10.1007/ s11240-024-02853-y.

ZHAO F C，NILANTHI D，YANG Y S，WU H. 2006. Anther culture and haploid plant regeneration in purple coneflower （Echinacea purpurea L.）[J]. Plant Cell，Tissue and Organ Culture，86（1）： 55-62. doi：10.1007/s11240-006- 9096-0.

（責(zé)任編輯 謝紅輝）