[发明专利]一种适用于药用植物青蒿和薯蓣多倍体品种培育的方法

说明书

本发明公开了一种适用于药用植物青蒿和薯蓣多倍体品种培育的方法。该方法利用青蒿、盾叶薯蓣、菊叶薯蓣优选单株的愈伤组织为材料，通过钙离子溶液，秋水仙素溶液短时间浸泡处理后低温共培养，然后接种到培养基中加入不同浓度秋水仙素进一步进行诱变处理，使植株加倍后，再运用倍性鉴定技术进行鉴定，获得多倍体的青蒿、盾叶薯蓣、菊叶薯蓣植株。该方法提供了诱导青蒿和薯蓣多倍体的最佳秋水仙素浓度、处理时间、钙离子浓度、低温共培养时间等等。该方法不仅能显著提升青蒿、薯蓣植株多倍体的诱导率，而且时间短，效率高，成本低。

技术领域

本发明属于植物多倍体诱导培育技术领域，尤其涉及一种适用于药用植物青蒿和薯蓣多倍体品种创新培育的方法。

背景技术

青蒿(Artemisiaannua L.)又称黄花蒿，是异花授粉植物，由于该群体的复杂异质性，后代总是出现性状分离，表现出多样性，优良性状难以稳定地遗传下去，这就是目前我国青蒿品种易混杂、退化的根本原因。青蒿的常规育种往往为了获得较稳定的纯合后代和保证选择效果，必须在适当控制授粉的条件下，进行多次选择，而且异花授粉植物不耐自交，自交会导致生活力显著衰退，因而育种难度较大、且耗时长，种质性状不稳定。运用多倍体育种技术使植物染色体加倍后，通过提高青蒿的生物学产量来达到提高其青蒿素产量的目的，是目前在国际上应用比较广泛，适用于功能活性成分药用植物的育种方法，同时为了获得较稳定的纯合后代和保证选择效果，目前最直接、快捷的方法是运用组培快繁技术对选择出的多倍体株系直接进行无性繁殖，避免种子及扦插繁殖种苗的种质变异，从而可获取大量的多倍体青蒿优质种苗。

薯蓣属植物(Dioscorea)具有重要的药用价值，被医药界称之为“药用黄金”。据记载，全球薯蓣科植物约650种，我国62 种。盾叶薯蓣是我国特有种，耐寒耐旱。墨西哥菊叶薯蓣 (Dioscorea composite Hemsl.)耐旱不耐寒，在我国云南和海南地区种植，菊叶薯蓣一年四季持续生长。因此，薯蓣中盾叶薯蓣和菊叶薯蓣进行产业化栽培具有较好的经济前景，是值得推广种植非粮能源和医药两用作物。盾叶薯蓣和菊叶薯蓣主要靠人工种植，长期以来由于只种不选，导致品种种性退化，药材质量和产量下降，化学成分不稳定。通过离体培养及化学诱变技术，人工诱导所得到的同源四倍体由于染色体数目增加了一倍，细胞核和细胞的体积也相应地增大，其结果使得多倍体植株的营养体的器官增大，产量提高，并且，能使体内一些有效成分含量的增加。

多倍体材料具有潜在应用价值的育种资源，相信随着研究的深入，有望在这些多倍体植株中选育出高产、高薯蓣皂素和高青蒿素含量的新种质。所以，开展青蒿、盾叶薯蓣、菊叶薯蓣多倍体品种选育并获得多倍体创新品种，对解决生产上存在的上述问题有重要意义。

一般采用化学试剂进行多倍体诱导，多是利用所选试剂对植物微管蛋白的结合作用来有效阻止微管聚合，从而抑制纺锤体的形成，达到诱导染色体加倍的效果。秋水仙素(Colchicine)是一种常用的多倍体诱变剂，在利用活体诱导处理方法时，其外植体死亡率高、诱变率低、嵌合率高、获得四倍体植株稔性低、不易获得大量四倍体；虽然在离体培养条件下处理获得多倍体的频率稍高，但是也很少有植物能够有理想的多倍体诱导率。这可能与各种植物的特性不同，以及影响多倍体诱导率的因素众多有关。本发明综合不同诱变剂的浓度，处理时间以及不同Ca²⁺浓度和共培养时间等因素，通过设计相应的实验方案对青蒿、盾叶薯蓣、菊叶薯蓣的愈伤组织进行不同处理，探讨以上因素在青蒿、盾叶薯蓣、菊叶薯蓣多倍体诱导过程中的作用，以期找到同时适合于青蒿、盾叶薯蓣、菊叶薯蓣等多种药用植物的多倍体诱导最佳的处理组合方案。

发明内容

本发明针对上述问题，目的在于提供一种青蒿、薯蓣植株多倍体的快繁培育方法。该方法不仅能显著提升青蒿、薯蓣植株多倍体的诱导率，而且时间短，效率高，成本低。本发明的目的是通过以下方式实现的：

一种适用于药用植物青蒿和薯蓣多倍体品种培育的方法，包括以下步骤：

(1)外植体选择