許興澤，趙桂琴，柴繼寬，茍智強(qiáng)

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅省草業(yè)工程實(shí)驗(yàn)室，中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州 730070)

二倍體燕麥?zhǔn)呛瘫究蒲帑湆僖荒晟荼局参?，一般按其外稃形狀可分為帶稃?皮燕麥)和裸粒型(裸燕麥)兩類[1]，具有抗旱、耐冷、耐瘠薄等優(yōu)良性狀[2]，經(jīng)細(xì)胞學(xué)鑒定染色體組數(shù)類型為(2n=2x=14)[3]。與普通栽培燕麥(2n=6x=42)相比，具有植株矮小、葉量少、種子小等特點(diǎn)，是種質(zhì)創(chuàng)新和育種的重要材料來(lái)源。

1916年Gates[4]通過(guò)人工嫁接的方法，從野生龍葵(Solanumnigrum)的愈傷組織中得到了四倍體，由此引入了多倍體的概念。多倍體比二倍體具有對(duì)寬廣生境更優(yōu)越的適應(yīng)潛能以及對(duì)不穩(wěn)定氣候條件更好的生存能力[5]。多倍體通過(guò)自然加倍獲得，但其數(shù)量少，頻率低[6]。利用人工誘導(dǎo)獲得多倍體誘變頻率高，效果好。通過(guò)各種加倍方法獲得的多倍體植物已達(dá)1 000余種。我國(guó)在多倍體育種方面的研究報(bào)道集中在農(nóng)作物和花卉方面[7-14]，在海濱雀稗(Paspalumvaginatum)[15]、扁蓿豆(Melilotoidesruthenica)[16]、高丹草(Sorghumbicolor×Sorghumsudanenes)[17]、新麥草(Psathyrostachysjuncea)[18]、紫花苜蓿(Medicagosativa)[19]等牧草上也有相關(guān)研究。

秋水仙素作為一種優(yōu)良的化學(xué)誘變劑被廣泛應(yīng)用于培育多倍體植物新品種。它可使細(xì)胞有絲分裂過(guò)程中細(xì)胞分裂中期紡錘絲的形成受阻，使已經(jīng)分裂了的染色體不能走向兩級(jí)，染色體分裂而細(xì)胞沒(méi)有分裂，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)染色體加倍[18]。由于秋水仙素對(duì)不同物種、不同部位誘導(dǎo)染色體加倍的濃度和時(shí)間不同，導(dǎo)致誘變效果差異較大。房永雨等[17]以二倍體散穗高粱(Sorghumbicolor)×紅殼蘇丹草(S.sudanense)和散穗高粱×黑殼蘇丹草兩個(gè)雜交組合F1的種子為材料，對(duì)其在不同秋水仙素濃度和處理時(shí)間下的誘變效果進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)散穗高粱×紅殼蘇丹草雜種F1的適宜秋水仙素濃度為0.1%、處理時(shí)間為24 h；散穗高粱×黑殼蘇丹草雜種F1適宜秋水仙素濃度和時(shí)間處理組合為0.05%、36 h。在此處理組合下兩個(gè)雜種F1的誘變效果最佳。張秀麗[18]采用秋水仙素處理山丹新麥草的不同部位和組織，篩選了不同材料的適宜處理濃度和時(shí)間，并獲得了多倍體植株。李悅和師尚禮[19]對(duì)經(jīng)秋水仙素誘變后的紫花苜蓿種苗變異率和成活率研究發(fā)現(xiàn)，隨濃度和時(shí)間的增加苜蓿幼苗變異率呈增加趨勢(shì)。Jefferson等[20]利用秋水仙素處理二倍體新麥草萌動(dòng)種子，獲得了四倍體新麥草(2n=4x=28)，并被注冊(cè)為栽培品種(Tetracan)。目前，在燕麥誘導(dǎo)多倍體方面研究報(bào)道較少。因此，以二倍體燕麥為研究材料，采用不同濃度的秋水仙素溶液對(duì)二倍體燕麥種子進(jìn)行不同時(shí)間的誘變處理，研究種苗的變異率和存活率以及種苗胚根和胚芽等的變化，篩選最佳處理組合，為下一步的育種提供原始材料。

1 材料與方法

供試材料為二倍體小粒裸燕麥(Avenanudibrevis)和Zy003619(A.hispanica),由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室提供。

1.1 試驗(yàn)方法與設(shè)計(jì)

選取大小一致、籽粒飽滿的二倍體燕麥種子，用清水洗凈后轉(zhuǎn)入雙層濕潤(rùn)濾紙的發(fā)芽盒中，25 ℃暗培養(yǎng)48 h，并直至種子露白。秋水仙素濃度設(shè)為A因素，設(shè)0.05%、0.1%、0.15%和0.2%共4個(gè)水平；處理時(shí)間設(shè)為B因素，設(shè)3、6、9、12、24、36、48 h共7個(gè)水平(表1)。將露白的萌動(dòng)種子在25 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行避光浸漬處理，每處理50粒種子，3次重復(fù)，清水處理為對(duì)照。

1.2 種苗變異率、存活率觀測(cè)

將處理過(guò)的燕麥種子用清水洗3～5次，在25 ℃人工光照培養(yǎng)箱中繼續(xù)進(jìn)行室內(nèi)萌發(fā)，期間通過(guò)觀察種苗的變異特征初步篩選出具有變異現(xiàn)象的種苗，以胚芽鞘棒狀、胚根端部膨大為變異標(biāo)志，觀察變異種苗的胚根胚芽直徑及長(zhǎng)度的變化，篩選出變異種苗[20]。統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理組合下的變異種苗數(shù)，計(jì)算種苗變異率。

種苗變異率=每處理組合的變異種苗數(shù)/每處理組合的種子總數(shù)×100%。

留取變異種苗繼續(xù)培養(yǎng)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理組合下變異種苗的存活數(shù)，計(jì)算變異種苗的存活率。

種苗存活率=每處理組合的變異存活數(shù)/每處理組合的種子總數(shù)×100%。

1.3 根尖染色體數(shù)目

待種苗根尖長(zhǎng)至1～2 cm時(shí)，從每個(gè)處理的變異種苗中剪取2～3 mm根尖進(jìn)行染色體倍性鑒定。具體步驟如下：

1)取材：在09:00-11:00時(shí)，選取幼苗新生的長(zhǎng)至1～2 cm白色幼嫩根尖，將根系洗凈，剪取新鮮、光滑、白色透明的長(zhǎng)度2～3 mm的根尖，將其置于試管內(nèi)。

2)預(yù)處理：將裝有根尖的試管放于0.002 mol·L-1的8-羥基喹啉預(yù)處理液中，放于4 ℃的冰箱中處理3 h。

3)固定：將試管中的溶液倒出，將卡諾氏固定液(無(wú)水乙醇∶冰乙酸 =3∶1，V/V)加入管中(加至離管口1/3處)，放入4℃箱固定24 h。

4)解離：倒出試管中的固定液，加入1 mol·L-1鹽酸溶液，放入60 ℃的恒溫水浴鍋中解離10 min。

5)染色與壓片：將解離好的根尖用蒸餾水沖洗3～4次，置于干凈的載玻片上，用刀片切取0.2 mm左右的根尖，加約1/3滴的苯酚品紅染液，染色2 h，用解剖針針尖將材料完全壓碎，并使其分散均勻，加一滴45%的乙酸分離和軟化，蓋上蓋玻片。

6)鏡檢：鏡檢觀察根尖細(xì)胞的染色體數(shù)目。采用李懋學(xué)和陳瑞陽(yáng)[21]的方法統(tǒng)計(jì)染色體數(shù)，對(duì)30個(gè)染色體分散較均勻的有絲分裂中期細(xì)胞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。將分散相好的片子用顯微攝影儀照相記錄，統(tǒng)計(jì)不同倍性細(xì)胞染色體所占比例，計(jì)算加倍率。

四倍體細(xì)胞誘變率=具28條染色體細(xì)胞數(shù)/具清晰中期分裂細(xì)胞相細(xì)胞總數(shù)×100%。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

采用Microsoft excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理。采用SPSS17.0專業(yè)版數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示測(cè)量結(jié)果。秋水仙素濃度與處理時(shí)間的交互作用對(duì)二倍體燕麥的誘變效果研究采用多因子方差分析(P<0.01)，并用Duncan方法對(duì)處理間進(jìn)行多重分析比較(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 變異種苗形態(tài)特征

當(dāng)秋水仙素處理時(shí)間延長(zhǎng)至24 h時(shí)，露白的種子因浸漬時(shí)間過(guò)長(zhǎng)受毒害嚴(yán)重而停止生長(zhǎng)，最后腐爛死亡。因此，本研究只對(duì)3 h至12 h的處理進(jìn)行了胚芽、胚根變化以及染色體方面的分析。

經(jīng)過(guò)秋水仙素處理后，小粒裸燕麥和Zy003619變異種苗的胚根和胚芽發(fā)生明顯變化。胚根呈短棒狀，胚芽增粗呈鼓錘狀，生長(zhǎng)極為緩慢(圖1)。

秋水仙素處理后，兩個(gè)二倍體燕麥的誘變效果非常明顯(表2)。小粒裸燕麥種苗的平均胚芽直徑比對(duì)照增加了1.02 mm，增幅達(dá)93.58%；Zy003619種苗的平均胚芽直徑比對(duì)照增加了0.82 mm，增幅達(dá)75.23%。兩個(gè)材料的種苗平均胚根直徑分別較對(duì)照增大了78.72%和51.11%。

秋水仙素處理明顯縮短了種苗的平均胚芽長(zhǎng)度。小粒裸燕麥和Zy003619變異種苗的平均胚芽長(zhǎng)度分別較對(duì)照縮短了78.85%和78.68%；種苗的平均胚根長(zhǎng)度也明顯縮短，小粒裸燕麥胚根長(zhǎng)度比對(duì)照縮短了22.28 mm(66.15%)，Zy003619比對(duì)照縮短了36.36 mm(74.54%)。

材料Material組別Group胚芽直徑Radicle diameter/mm胚芽長(zhǎng)度Germ length/mm胚根直徑Germ diameter/mm胚根長(zhǎng)度Radicle length/mm小粒裸燕麥A. nudibrevis對(duì)照組Control group1.09±0.02b45.49±4.14a0.47±0.06b33.68±4.08a處理組Treatment group2.11±0.11a9.62±3.12b0.84±0.09a11.40±1.18bZy003619A. hispanica對(duì)照組Control group1.09±0.19a63.29±2.08a0.45±0.02b48.78±4.85a處理組Treatment group1.91±0.67b13.49±2.84b0.68±0.04a12.42±1.50b

同列不同小寫字母表示同一材料對(duì)照組和處理組之間差異顯著(P<0.05)。

Different lowercase letters within the same column for the same material indicate significant difference between treatment and control at the 0.05 level.

2.2 不同秋水仙素處理對(duì)二倍體燕麥變異率和存活率的影響

2.2.1不同秋水仙素處理對(duì)二倍體燕麥的誘變效果 多因素方差分析結(jié)果(表3)表明，秋水仙素濃度、處理時(shí)間、材料及其兩兩交互作用對(duì)燕麥變異種苗變異率和存活率的影響均達(dá)到極顯著(P<0.01)水平；三因素交互作用僅對(duì)燕麥變異種苗變異率有極顯著(P<0.01)影響，對(duì)存活率的影響不顯著(P>0.05)。

2.2.2不同秋水仙素處理對(duì)小粒裸燕麥種苗變異率與存活率的影響 秋水仙素處理對(duì)小粒裸燕麥的種苗變異率均有影響(圖2)。隨著秋水仙素處理時(shí)間的延長(zhǎng)，小粒裸燕麥種苗的變異率總體呈逐漸增加的趨勢(shì)。同一時(shí)間下不同濃度的處理效果差異明顯。處理3 h時(shí)，以0.15%秋水仙素濃度下的種苗變異率最大(74.67%)，其次為0.2%處理；0.05%處理下變異率最小(43.33%)，顯著低于其他處理(P<0.05)，說(shuō)明短時(shí)間處理下秋水仙素濃度越高變異率越大。隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，這一趨勢(shì)發(fā)生了變化，從處理6 h起到12 h，均以 0.1%濃度下的變異率最大，兩個(gè)高濃度處理次之。從24 h到48 h，除了24 h下0.05%處理的變異率顯著降低外，其他濃度間的差異均不顯著(P>0.05)。

表3 秋水仙素不同濃度和處理時(shí)間對(duì)種苗變異率和存活率的影響Table 3 Mutation and survival rate of seedlings under different colchicines concentration and treatment time

**表示極顯著(P<0.01)。

**indicate significant difference at the 0.01 level.

圖2 秋水仙素不同濃度和時(shí)間處理對(duì)小粒裸燕麥種苗變異率的影響Fig. 2 Effect of different colchicines concentration and treatment time on seedling mutation rate of A. nudibrevis

不同小寫字母表示不同秋水仙素濃度和時(shí)間處理間差異顯著(P<0.05)，下同。

Different lowercase letters indicate significant difference between the different colchicines concentrations and different treatment times at the 0.05 level; similarly for the following figures.

小粒裸燕麥種苗存活率的變化與變異率恰好相反(圖3)。秋水仙素處理24 h以后種苗存活率降為0。在3～12 h內(nèi)，每個(gè)處理時(shí)間下不同秋水仙素濃度對(duì)種苗存活率的影響不盡相同。處理3 h時(shí)，4個(gè)濃度下的存活率沒(méi)有顯著差異(P>0.05)，基本維持在41%左右。處理6 h后，種苗存活率顯著升高(P<0.05)，其中以最低濃度下的存活率最高(60%)，然后隨著秋水仙素濃度的增加逐漸降低。處理9 h后種苗存活率的變化又有所不同，隨處理濃度的增加呈先降后升的趨勢(shì)，0.05%濃度下存活率進(jìn)一步顯著增加至最大值(71.33%)，0.1%濃度下的存活率高于3 h 但顯著低于6 h的值；0.15%和0.2%濃度下小粒裸燕麥的種苗存活率與6 h相比無(wú)明顯變化。當(dāng)處理時(shí)間延長(zhǎng)至12 h時(shí)，種苗存活率隨秋水仙素濃度的增加急劇下降。以最低濃度0.05%下的存活率最高，與9 h下無(wú)顯著差異；其次為0.1%處理；0.2%濃度下種苗存活率降至最低值(36.33%)。

2.2.3不同秋水仙素處理對(duì)Zy003619燕麥種苗變異率與存活率的影響 不同秋水仙素處理下Zy003619的種苗變異率與小粒裸燕麥不同(圖4)。種苗變異率隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)有所增大，但增幅不及小粒裸燕麥。3～9 h內(nèi)，Zy003619的種苗變異率隨秋水仙素濃度的增加而增大，0.15%濃度下均為最大值，其中又以9 h處理的變異率為所有處理中最高(90.67%)，到最高濃度0.2%時(shí)顯著下降(P<0.05)。12～36 h，除24 h時(shí)變異率以0.15%處理下最大外，12和36 h均以0.2%處理下變異率最大；到48 h，則以0.15%處理的值最大(88%)，0.1%處理次之。就每一個(gè)濃度而言，0.05%濃度下的變異率隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)大體顯著上升；0.1%處理在48 h達(dá)到最大(80%)。0.15%濃度下的變異率在9 h即達(dá)到最大值(90.67%)，隨后顯著下降，從36 h開始回升，至48 h時(shí)(88%)與9 h無(wú)明顯差異。0.2%濃度下Zy003619的種苗變異率隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸上升，至12 h達(dá)到83.33%，隨后回落，到36 h達(dá)到最大值(86%)，48 h時(shí)又顯著下降。

圖3 秋水仙素不同濃度和時(shí)間處理對(duì)小粒裸燕麥種苗存活率的影響Fig. 3 Effect of different colchicines concentration and treatment time on seedling survival rate of A. nudibrevis

種苗變異率越高，其存活率越低。Zy003619燕麥種苗存活率在不同秋水仙素濃度和處理時(shí)間下的變化明顯(圖5)。除處理3 h時(shí)種苗存活率隨秋水仙素濃度的增加呈先升后降的趨勢(shì)外，在6～12 h內(nèi)種苗存活率隨秋水仙素濃度的增加而顯著下降，處理24～48 h下種苗存活率均為0。另外，3～12 h內(nèi)隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，0.05%濃度下種苗存活率顯著增加并在12 h時(shí)達(dá)到所有處理的最高值(32%)；0.10%濃度下Zy003619的種苗存活率基本未變，在17.33%～24.00%;0.15%秋水仙素處理下種苗存活率從3 h的14%下降至6 h的10.67%，然后在9 h 時(shí)回升至16.67%，到12 h時(shí)又降至7.33%；0.20%濃度下的存活率在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)均為各處理最低，3～12 h內(nèi)變化幅度不大。

2.3 不同秋水仙素處理下根尖各倍性細(xì)胞所占比例

通過(guò)顯微鏡觀察變異種苗的根尖染色體時(shí)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)秋水仙素處理過(guò)后的根尖細(xì)胞出現(xiàn)了不同程度的變異，體細(xì)胞中包含有2n=2x=14、2n=3x=21和2n=4x=28的3種染色體類型(圖6、圖7)。

圖4 秋水仙素不同濃度和時(shí)間處理對(duì)Zy003619種苗變異率的影響Fig. 4 Effect of different colchicines concentration and treatment time on seedling mutation rate of A. hispanica

圖5 秋水仙素不同濃度和時(shí)間處理對(duì)Zy003619種苗存活率的影響Fig.5 Effect of different colchicines concentration and treatment time on seedling survival rate of A. hispanica

圖6 未經(jīng)秋水仙素處理的根尖細(xì)胞染色體Fig. 6 The chromosome of root tip cells without colchicine treatment

由于24、36和48 h處理下兩份燕麥材料的種苗存活率均為0，因此在進(jìn)行根尖染色體計(jì)數(shù)和各倍性細(xì)胞分析時(shí)，只有3～12 h的數(shù)據(jù)(表4)?？梢钥闯?，小粒裸燕麥在不同秋水仙素處理下，2n=14類染色體細(xì)胞占35%～55%；2n=21類染色體細(xì)胞占24%～52%；而2n=28類染色體細(xì)胞僅占12%～22%。秋水仙素各濃度處理下，0.2%(A4)的2n=21類染色體細(xì)胞所占比例最高(46.67%～52.33%)，其次為0.1%(A1)和0.15%(A3)，0.1%(A2)的最低(24.67%～29.00%)。各個(gè)組合中以0.2%處理3 h(A4B1)的2n=21類染色體細(xì)胞所占比例最高(52.33%)。對(duì)于2n=28類染色體細(xì)胞所占比例而言，各處理組合間的差異比較小，0.1%處理12 h(A2B4)的比例最高(22.33%)，0.2%處理3 h(A4B1)的最低(12.22%)。

圖7 經(jīng)過(guò)秋水仙素處理后根尖染色體數(shù)的變化情況Fig. 7 Change of root tip cells chromosomes number with colchicine treatment

處理組合Treatment combination小粒裸燕麥 A. nudibrevis2n=142n=212n=28Zy003619 A. hispanica2n=142n=212n=28A1B143.00±0.01cdef42.33±0.02bcd14.33±0.03bc73.33±0.02a17.67±0.02e9.00±0.01efA1B241.00±0.01def44.67±0.02bcd14.33±0.03bc72.33±0.04a17.67±0.02e10.00±0.02efA1B343.33±0.02cdef44.33±0.03bcd12.33±0.02c71.00±0.02a16.67±0.02e12.00±0.01deA1B441.33±0.04def46.67±0.02abc12.33±0.03c69.67±0.03a15.67±0.01e14.33±0.03cdA2B155.33±0.04a27.67±0.02g17.00±0.01bc56.67±0.02bc35.33±0.02cd8.00±0.01fA2B255.67±0.04a27.67±0.03g16.67±0.02bc57.67±0.04b31.33±0.04d11.00±0.01defA2B351.33±0.04abc29.00±0.02fg20.00±0.04ab51.00±0.04cd37.67±0.02bc11.00±0.01defA2B453.00±0.04ab24.67±0.02g22.33±0.02a45.33±0.04de42.33±0.03b12.00±0.01deA3B144.67±0.02bcdef40.00±0.04cde15.33±0.02bc39.00±0.02e40.00±0.04bc20.67±0.01abA3B243.33±0.05cdef43.33±0.04bcd13.33±0.03c41.33±0.03e39.00±0.02bc20.33±0.03abA3B346.33±0.03bcd34.67±0.04ef15.67±0.01bc39.00±0.02e37.67±0.02bc23.00±0.01aA3B445.67±0.03bcde37.67±0.05de16.67±0.01bc42.33±0.03e39.00±0.01bc19.00±0.01bA4B135.67±0.03f52.33±0.02a12.22±0.01c43.33±0.02e52.00±0.02a12.00±0.01deA4B243.67±0.07cdef49.00±0.02ab16.00±0.02bc25.67±0.01f52.00±0.01a17.67±0.03bcA4B340.00±0.05def49.33±0.02ab15.67±0.03bc32.00±0.05f53.33±0.04a14.33±0.01cdA4B436.67±0.02ef46.67±0.02abc16.00±0.01bc26.33±0.03f53.33±0.02a17.67±0.02bc

同列不同小寫字母表示不同處理組合間差異顯著(P<0.05) 。

Different lowercase letters within the same column indicate significant difference between the treatment combinations at the 0.05 level.

Zy003619的變化與小粒裸燕麥相比幅度更大。2n=14類染色體細(xì)胞占細(xì)胞總數(shù)的25%～73%；2n=21類染色體細(xì)胞約占15%～53%；2n=28類染色體細(xì)胞占8%～23%。4個(gè)秋水仙素濃度下，以0.2%處理(A4)的2n=21類染色體細(xì)胞所占比例最高(52.00%～53.33%)，0.1%處理(A2)和0.15%處理(A3)次之，0.05%處理(A1)最低(15.67%～17.67%)。2n=28類染色體細(xì)胞所占比例以0.15%處理(A3)最高(19%～23%)，0.2%處理(A4)次之，0.05%處理(A1)和0.1%處理(A2)較低。就處理組合而言，以0.15%處理9 h(A3B3)的2n=28類染色體細(xì)胞所占比例最高(23.00%)，0.1%處理3 h(A2B1)的最低(8.00%)。

3 討論

3.1 秋水仙素處理下種苗形態(tài)的變化

秋水仙素處理后染色體加倍，細(xì)胞變大，因此處理后的各個(gè)組織器官也會(huì)變大。所以,先通過(guò)觀察種苗形態(tài)特征的變化進(jìn)行初步判斷，然后對(duì)變異種苗進(jìn)行根尖染色體分析，便可較為準(zhǔn)確地判斷其倍性。張秀麗[18]用秋水仙素處理新麥草萌動(dòng)種子后，發(fā)現(xiàn)其幼苗與未處理對(duì)照相比，胚芽鞘膨大呈棒狀，幼根尖端呈鼓錘狀或圓球狀。馮政東[22]用秋水仙素處理藍(lán)薊(Echiumvulgare)幼苗時(shí)，發(fā)現(xiàn)其根部生長(zhǎng)粗壯膨大，幼苗生長(zhǎng)緩慢、長(zhǎng)勢(shì)減弱。房永雨等[17]用秋水仙素處理高丹草雜種F1種子，發(fā)現(xiàn)變異種苗的胚根呈球狀或短棒狀，胚芽增粗呈鼓錘狀，生長(zhǎng)極為緩慢。本研究中，經(jīng)秋水仙素處理后，二倍體燕麥種苗的胚根呈短棒狀，胚芽增粗呈鼓錘狀。小粒裸燕麥的總體變化幅度大于Zy003619，其平均胚芽直徑比對(duì)照增大了93.58%，胚根直徑增大了78.72%，胚芽長(zhǎng)度縮短了78.85%，胚根長(zhǎng)度縮短了66.15%。

3.2 不同秋水仙素處理對(duì)燕麥種苗的誘變效果

秋水仙素作為一種化學(xué)誘變劑，其不同誘導(dǎo)濃度和處理時(shí)間對(duì)誘導(dǎo)變異至關(guān)重要。對(duì)高丹草雜種F1種子誘變時(shí)，0.1%秋水仙素濃度處理24 h，其變異率可達(dá)59%[17]。不同秋水仙素濃度和時(shí)間處理下紫花苜蓿的變異率差異顯著，濃度與時(shí)間互作處理0.1%+8 h苜蓿幼苗變異率最大，為35.73%；幼苗成活率與處理濃度及處理時(shí)間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[19]。本研究中，二倍體燕麥的種苗變異率隨秋水仙素濃度的增加和處理時(shí)間的延長(zhǎng)總體呈上升趨勢(shì)，但兩個(gè)材料之間有明顯差異。Zy003619的種苗變異率隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)有所增大，但增幅不及小粒裸燕麥，而且同一時(shí)間下的變化趨勢(shì)也有所不同。小粒裸燕麥在6 h到12 h，均以0.1%濃度下的變異率最大(0.1%+12 h處理下最大，為95.33%)，兩個(gè)高濃度處理次之；Zy003619則以0.15%濃度下的變異率最大(0.15%+9 h處理下最大，為90.67%)。從24 h到48 h，小粒裸燕麥除了24 h下0.05%處理的變異率顯著降低外，其他濃度間的差異不顯著；而Zy003619在各個(gè)濃度處理下的種苗變異率差異仍然非常顯著，呈現(xiàn)出隨濃度增加而升高的趨勢(shì)。

種苗存活率的變化趨勢(shì)與變異率相反；變異率越高，存活率越低。隨著秋水仙素處理時(shí)間的延長(zhǎng)，種苗存活率顯著降低，24 h種苗存活率降為0。另外，隨著秋水仙素濃度的增加，種苗存活率呈明顯下降趨勢(shì)。3～12 h內(nèi)，小粒裸燕麥以0.05%+9 h處理效果最佳，存活率為71.33%；Zy003619在0.05%+12 h處理下，種苗存活率最高，達(dá)到32%，其次在0.05%+9 h處理下存活率為31.33%。兩個(gè)材料的種苗存活率存在較大差異，一個(gè)原因是二者分屬不同的二倍體種；另外，由于Zy003619是皮燕麥，在秋水仙素處理后清水沖洗過(guò)程中不容易像裸燕麥那樣完全沖洗干凈，在一定程度可能放大了秋水仙素的處理效果。

3.3 不同秋水仙素處理對(duì)二倍體燕麥的加倍效果

秋水仙素處理對(duì)植物的加倍效果因處理濃度、時(shí)間、供試材料種類及其生理狀態(tài)等因素的不同而有很大差異?？资娣f等[23]對(duì)扁蓿豆(Melilotoidesruthenica)新品系種子進(jìn)行誘變分析發(fā)現(xiàn)，秋水仙素濃度為0.1%、處理時(shí)間1～2 d效果較好，鏡檢觀察到四倍體誘變率達(dá)36.7%。趙翠榮等[24]以小麥(Triticumaestivum)×玉米(Zeamays)單倍體苗為材料，發(fā)現(xiàn)以0.2%的秋水仙素浸根3～4 h，可獲得90%的加倍率。本研究中，4個(gè)秋水仙素濃度和4個(gè)處理時(shí)間下，兩個(gè)二倍體燕麥根尖體細(xì)胞染色體發(fā)生了不同程度的變異，產(chǎn)生了3種類型(2n=2x=14、2n=3x=21和2n=4x=28)，各種類型細(xì)胞所占的比例因處理濃度和時(shí)間不同而異。小粒裸燕麥的二倍體細(xì)胞比例為35%～55%；Zy003619的為25%～73%。三倍體類型在小粒裸燕麥中占比為24%～52%，在Zy003619中為15%～53%，四倍體類型分別為12%～22%和8%～23%。

3.4 秋水仙素誘導(dǎo)過(guò)程中體細(xì)胞產(chǎn)生的混倍體

用秋水仙素誘導(dǎo)植物多倍體時(shí)，體細(xì)胞易發(fā)生染色體加倍效果不穩(wěn)定，產(chǎn)生混倍體等現(xiàn)象。因?yàn)樵谔幚磉^(guò)程中，分生細(xì)胞的染色體并不同步加倍，有可能是某些細(xì)胞加倍了或加倍后再加倍，而有的細(xì)胞沒(méi)加倍。處于分裂中期的染色體可全部被加倍而處于分裂末期的細(xì)胞己一分為二，染色體不能加倍。但秋水仙素在未加倍細(xì)胞內(nèi)有殘留，在細(xì)胞下一次分裂時(shí)發(fā)揮作用，使細(xì)胞加倍，產(chǎn)生了不同的染色體類型。周璐璐等[25]在誘導(dǎo)沙蘆草多倍體研究中發(fā)現(xiàn)經(jīng)秋水仙素誘導(dǎo)成活后的變異植株為二倍體與四倍體的混倍體。張秀麗[18]對(duì)山丹新麥草(Psathyrostachysperennis)萌動(dòng)種子進(jìn)行染色體加倍處理，發(fā)現(xiàn)在室溫下用0.2%秋水仙素溶液處理3～5 h，加倍植株均為二倍體和四倍體的混合體。與之相似，本研究通過(guò)秋水仙素誘導(dǎo)處理二倍體燕麥萌動(dòng)種子后，鏡檢觀察到根尖細(xì)胞有2n=2x=14、2n=3x=21和2n=4x=28三種染色體類型，使得一個(gè)分生組織形成了染色體數(shù)目不等的各個(gè)部分，形成混倍體，這與前人研究結(jié)果相似。

4 結(jié)論

1)秋水仙素處理下，二倍體燕麥種苗的胚芽和胚根直徑明顯增大，但胚芽和胚根長(zhǎng)度急劇縮短；小粒裸燕麥的變化幅度大于Zy003619。

2)秋水仙素濃度和處理時(shí)間對(duì)二倍體燕麥的誘變效果影響顯著。種苗變異率隨秋水仙素濃度的增加和處理時(shí)間的延長(zhǎng)而顯著升高，但種苗存活率急劇下降。

3)秋水仙素濃度和處理時(shí)間對(duì)二倍體燕麥的加倍效果影響顯著。四倍體的誘變率以小粒裸燕麥在0.1%+12 h處理下最高(22.33%)；Zy003619在0.15%+9 h處理下最高(23.00%)。