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摘要盾叶薯蓣（Dioscoreazingiberensis C．H．Wight）是我国特有的甾体激素类药源植物，也是世界上薯蓣皂甙元含量最高的植物。由于过度采挖，其野生资源濒临枯竭。目前在人工栽培种中存在薯蓣皂甙元含量低、种质衰退严重等问题。利用植物多倍体的生长量较高、抗逆性增强等特点，可望为改良盾叶薯蓣种质提供一条新途径。本试验利用组织培养结合秋水仙素诱变技术，分别处理盾叶薯蓣种子和离体培养获得的微块茎，通过根尖压片和流式细胞仪检测，鉴定处理后植株的倍性，对离体再生的四倍体和二倍体盾叶薯蓣幼苗进行高温胁迫试验，分别测定叶片细胞内的相对电导率和丙二醛浓度、活性氧（ROS）类物质的积累和抗氧化酶类以及抗氧化物质的动态变化，以评价不同倍性盾叶薯蓣植株对高温胁迫的抗性，为其多倍体育种提供理论依据。<br>　　 主要研究结果如下：<br>　　 1．盾叶薯蓣四倍体的诱导<br>　　 （1）以盾叶薯蓣种子为试材，秋水仙素设置3个浓度梯度（0.05％、0.10％、0.20％），浸泡时间分别为12 h、24 h和36 h。结果显示，当秋水仙素浓度为0.20％，处理12 h时，四倍体诱导率最高，为11.5％。<br>　　 （2）以离体培养获得的盾叶薯蓣微块茎为材料，在秋水仙素浓度为0.10％～0.20％，处理时间为24 h～48 h时均能诱导四倍体的形成。但当秋水仙素浓度为0.15％，处理24 h时四倍体诱导效果最好，诱导率为26.4％。<br>　　 两种方法相比较，以种子为试材进行四倍体诱导，较省时省力，而且盾叶薯蓣为异花授粉作物，用其种子作为材料形成的四倍体遗传基础差异较大，在育种上具有一定的应用价值。以微块茎为材料进行四倍体诱导时，获得的四倍体诱导率较高，而且快繁的微块茎来自于同一单株，遗传基础相同，便于进行遗传分析。<br>　　 2．不同倍性盾叶薯蓣的高温抗性研究<br>　　 将二倍体和四倍体盾叶薯蓣试管苗移栽后分别置于28℃（对照）和142℃高温条件下（光照培养箱中）处理5 d，在高温处理的第0 d、1 d、3 d、5 d和7 d（高温处理2 d后，置于28℃缓苗2 d）5个时间点，测定叶片内与高温胁迫相关的各项生理指标。具体结果如下：<br>　　 （1）相对电导率和丙二醛（MDA）浓度：叶片细胞的相对电导率和MDA浓度随处理时间的增加呈上升趋势，但相对电导率和MDA浓度变化在不同倍性间存在差异，所有处理中四倍体幼苗叶片的相对电导率（P<0.01）和MDA浓度（P<0.01）均显著小于二倍体。说明高温胁迫下四倍体具有较好的细胞膜稳定性。<br>　　 （2）超氧阴离子（O2·-）和过氧化氢（H2O2）等活性氧类物质：二倍体和四倍体盾叶薯蓣幼苗叶片中的O2·-产生速率和H2O2浓度随处理时间的延长呈上升趋势，表明高温诱导盾叶薯蓣叶片内O2·-和H2O2等活性氧的积累。实验结果显示，四倍体O2·-产生速率（P<0.01）和H2O2浓度（P<0.01）均小于二倍体，预示四倍体植株遭受的活性氧伤害可能少于二倍体植株。<br>　　 （3）抗氧化酶类：二倍体和四倍体幼苗叶片中的超氧化物岐化酶（SOD）和谷胱甘肽还原酶（GR）的活性表现出先升后降的趋势，而过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）的酶活随高温处理时间的延长而逐渐下降。但相同处理条件下四倍体植株的各类抗氧化酶活性除了POD以外，均显著高于二倍体植株，说明高温胁迫下四倍体具有维持较高酶活的能力，暗示四倍体植物在高温环境下较二倍体植物能更有效地清除植物体内的活性氧。<br>　　 （4）抗坏血酸（AsA）和谷胱甘肽（GSH）等抗氧化物质：二倍体和四倍体中的AsA浓度分别在高温处理的第3天或第5天开始下降。GSH浓度随高温处理时间的延长呈下降趋势。但四倍体幼苗的AsA（P<0.01）和GSH（P<0.01）浓度在高温处理的各个阶段均显著高于二倍体，说明高温胁迫下四倍体植株具有较高的清除活性氧的能力。<br>　　 以上研究结果表明，与二倍体植株相比，四倍体盾叶薯蓣在高温胁迫下具有较低的活性氧类物质的积累和较低浓度的相对电导率与丙二醛浓度，但具有较高浓度的抗氧化物质和较高的抗氧化酶活性。显示四倍体植株具有较好的清除活性氧的机制，使其对高温胁迫具有更好的耐受性。