刘娟+肖鑫丽+刘京宏+彭磊+姜睿+王家艳+周余

摘 要：西番莲属多年生藤本植物，有很高的开发利用价值，且市场前景十分广阔，但传统的种植方式及西番莲品种本身已经不能满足市场需要，因此，西番莲育种及其育种的改良尤为重要。由于西番莲染色体数目少，且未发现有自然的多倍体变异，所以西番莲多倍体育种是可能的。传统的多倍体育种依靠秋水仙素来完成，但秋水仙素存在很大的不足，许多国内外学者在这方面已进行了不少探索，如用除草剂类的Oryzalin取代秋水仙素作为诱导剂来诱导植物多倍体，并取得了一些进展。本研究对Oryzalin在西番莲多倍体育种中的应用进行探索，以期望取得预期的目的。

关键词：西番莲；杂交育种；Oryzalin；多倍体育种

中图分类号：S682.2+61 文献标识码：A DOI编码：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；修订日期： 2013-11-24

基金项目：云南农业大学学生科技创新创业行动（2013ZK047）；国家大学生创新创业训练项目（201310676006）

作者简介：刘娟（1985—），女，山东泰安人，在读硕士生，主要从事果树遗传育种与资源利用研究。

通讯作者简介：彭磊（1969—），男，云南元江人，副教授，硕士生导师，主要从事果树育种及栽培生理研究。

西番莲（Passiflora edulis）俗称‘百香果、‘鸡蛋果，学名西番莲，为西番莲科（Passifloraceae）西番莲属（Passiflora L.）的多年生常绿木质藤本植物，该科包括12个属600余种，该属有400多种[1]，其中果实可食用的约60种。目前作为商业性栽培的主要有紫果西番莲（Passiflora edulis Sims）（2n=2x=18）、黄果西番莲（Passiflora edulis var. flavicarpa Degener）（2n=2x=18）及其杂交种。我国有2属，西番莲属的有19种[2-3]，其果实为典型的热带、亚热带浆果。原产于南美洲，现盛行于欧洲、美洲和澳洲，我国主要分布在台湾、广东、福建、广西、云南、浙江、四川等省区。我国栽培西番莲具有悠久历史，在唐代、清代作为观赏植物，称玉蕊花。西番莲花果俱美，适于观赏，果实自家加工成果汁的方法简单，且风味独特，在国际上享有盛誉。

实践中，西番莲栽培中的病害防治未突破，栽培管理较难，种植一两年后，易犯一种土传性根茎腐烂病，尤其是在高温多雨季节。另外，西番莲的种植面积增加虽然很快，但种植品种单一（一般为紫果种）、管理粗放、良种少及品种多样性差的现象也十分突出。

目前通过引种、选种和杂交育种方法，西番莲的育种已取得了很大的进展，但仍然有一些无法克服的缺陷。西番莲作为异交作物，株与株之间变异极大，如果有目的地进行选种，可选出优良的品种[4]。但杂交育种进展缓慢，没有大的突破。在诱变育种方面，虽有一些研究，但并无实质性的进展，而且具有极大优势的多倍体育种在西番莲上的应用也很少有报道。

1 西番莲的多倍体育种现状

自从1937年Blackeslee 和Avery [5]利用秋水仙素人工诱导蔓陀罗四倍体获得了成功以来，多倍体的诱导得到了越来越广泛的应用。到目前为止，已在梨、杏、桃、栗、苹果、香蕉、葡萄、草莓、柑橘、菠萝、枣、猕猴桃、核桃等果树上成功诱导出多倍体植株，大大丰富了果树种质资源[6]。西番莲多倍体育种，能够培育自交亲和、抗病虫、抗逆性强、优质、大果和无籽或少籽的新品种，很有发展潜力。另外，西番莲染色体数目少，可食用种以2n=18为主[7-9]。未发现有自然的多倍体变异，而且对染色体进行核型分析，西番莲是较原始的类型。西南农业大学的张琴[10]利用秋水仙素处理西番莲种子、愈伤组织、不定芽诱导产生了四倍体植株，用胚乳培养直接获得三倍体植株。所以，西番莲多倍体育种是可能的，也可取得大的成效。

但是秋水仙素一方面价格昂贵，另一方面在处理材料过程中对外植体有毒害作用，常使材料在处理过程中死亡，还抑制种子的萌发和根的生长。在与组织培养结合时，不但使离体组织受害，明显抑制不定芽分化，再生植株生长缓慢，甚至还可使外植体在继代培养中褐化死亡。

为了克服秋水仙素在植物离体染色体加倍上的缺点，寻找更加有效的诱导剂，国外已经做了大量的研究。研究表明，除草剂[11]，如氨氟乐灵（Pronamide）、氨磺乐灵 （Oryzalin）[12-13]、甲酰胺草磷 （Amiprophose methyl，APM）和氧乐灵（Trifluralin），对一些植物中的离体多倍体诱导程度比秋水仙素高，药害程度比秋水仙素轻微，除草剂类药剂的应用正在扩大。所以，利用除草剂类药物为诱导剂，通过各种方法来处理西番莲外植体，对西番莲多倍体育种能有一定的促进作用，可弥补秋水仙素诱导多倍体的不足。

2 Oryzalin的概述

2.1 Oryzalin的结构及其性质

Oryzalin中文名称为胺磺灵、氨磺乐灵 ，英文通用名称Oryzalin，商品名称Dirimal、Ryzelan、Surflan；化学名称为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原药为淡黄色结晶固体，熔点141～142 ℃，蒸气压（25 ℃）为0.001 3 MPa，水中溶解度（25 ℃）2.4 mg·L-1。52 ℃下稳定（高温存储试验），pH值为3，6，9时，稳定期为28 d。遇紫外光分解，对皮肤有轻微刺激，对眼无刺激。易溶于CCl4、石油醚、乙醇、二甲基亚砜等有机溶剂，基本不溶于水。Oryzalin在欧美等国家作为一种播前除草剂使用，商品包装有效含量为40%。

Oryzalin由美国Dow AgroSciences公司的Bartels和Hilton于1973年选出[14]。该类除草剂主要用于播前土壤处理，对一年生禾本科杂草有特效，对多年生种子繁殖的禾本科杂草也有效，并能防除某些阔叶杂草。其主要作用机理为除草剂与细胞微管蛋白结合，抑制小管生长端的微管聚合，从而导致微管的丧失，抑制细胞的有丝分裂[14-15]。

2.2 Oryzalin在植物多倍体中的应用

Oryzalin被认为是诱变四倍体的新型诱变剂，正逐渐成为多倍体育种领域的研究热点。表1、表2介绍了国内外研究者对Oryzalin在植物多倍体应用中的研究成果。

3 结论与展望

Oryzalin 被认为是诱变四倍体的新型诱变剂，具有与秋水仙素类似的染色体加倍功效，使用浓度低、毒性小、效果好等优点，现正逐渐成为多倍体育种领域的研究热点。

建议以紫果西番莲为试验材料，以Oryzalin为诱变剂，研究Oryzalin 诱导浓度、处理时间对离体诱导西番莲多倍体的诱变效果，并对变异植株进行形态学比较、气孔测定及染色体数鉴定，采用不同处理方法探寻较佳方法及效果，为今后四倍体诱变找寻新的途径，既可避免秋水仙素的弊端，又可为西番莲的育种工作找寻一条新路。

参考文献：

[1] 谢知坚.哥伦比亚的西番莲[J].福建热作科技， 1995，20（4）：45-47.

[2] 任新军.西双版纳西番莲种质资源[J].热带植物研究，1997，42：32-34.

[3] 陈晓静，吕柳新.西番莲属2个主要栽培类型的核型分析[J].福建农业大学学报，1994，23（1）：30-33.

[4] Leigh D S. Developing better passionfruit[J]. Agric Gaz NSW，1970，81（1）：14-18.

[5] 蔡旭.植物遗传育种[M].2版.北京：科学出版社，1988：611-626.

[6] 石荫坪，王强生.果树的多倍体[J].园艺学报，1983（2） ：6-12.

[7] Beal P R. Cytology of the native Anstralian and several exotic Passiflora species：ⅠChromosome number and horticultural Value[J]. Hort Abstr，1969，40（l）：4 811.

[8] Beal P R. Chromosome number of the exotic Passifloras species in Australia[J]. Hort Abstr，1971，41（l）：2 449.

[9] Kermani M J， Sarasan V， Roberts A V，et al. Oryzalin-induced chromosome doubling in Rosa and its effect on plant morphology and pollen viability[J]. 2003 ， 107（7）： 1 195-1 200.

[10]张琴.利用染色体工程培育多倍体西番莲（Passiflora edulis）的技术研究[D].重庆：西南农业大学，2001.

[11] 赵璘，刘文革，郭金丽，等.除草剂在植物离体染色体加倍上的应用[J].长江蔬菜，2008（1）：30-33.

[12] Barandalla L， Ritter E， De Galarreta J I R. Oryzalin treatment of potato diploids yields tetraploid and chimeric plants from which euploids could be derived by callus induction[J]. Potato Research， 2006， 49（2）： 143-154.

[13] Allum J F， Bringloe D H， Roberts A V. Chromosome doubling in a Rosa rugosa Thunb. hybrid by exposure of in vitro nodes to oryzalin： the effects of node length， oryzalin concentration and exposure time[J]. Plant Cell Reports， 2007， 26（11）： 1 977-1 984.

[14] 徐映明.题解除草剂应用技术[M].北京：中国农业出版社，2003：238-239.

[15] 倪汉文，姚锁平.除草剂使用的基本原理[M].北京：化学工业出版社，2004：65-66.

[16] van Tuyl J M， Meijer B， van Dien M P. The use of oryzalin as an alternative for colchicine in in-vitro chromosome doubling of Lilium and Nerine[EB/OL]. （2013-10-01）. http：//www.actahort.org/books/325/325-88.htm.

[17] Bartish I V， Korkhovoy V I， Fomina Y L， et al. A new approach to obtain polyploid forms of apple[EB/OL].（2013-10-01）. http：//www.actahort. org/books/484/484-95.htm.

[18] Li Ying，Whitesides J F，Rhodes B B. In vitro generation of tetraploid watermelon with two dinitroanilines and collchicine[J]. Cucurbit Genetics Coop Rpt，1999，22： 34-40.

[19] Kermani M J， Sarasan V， Roberts A V， et al. Oryzalin-induced chromosome doubling in Rosa and its effect on plant morphology and pollen viability[J]. Theoretical and Applied Genetics， 2003， 107（7）： 1 195-1 200.

[20] Barandalla L， Ritter E， De Galarreta J I R. Oryzalin treatment of potato diploids yields tetraploid and chimeric plants from which euploids could be derived by callus induction[J]. Potato Research， 2006， 49（2）： 143-154.

[21] Pintos B， Manzanera J A， Bueno M A. Antimitotic agents increase the production of doubled-haploid embryos from cork oak anther culture[J]. Journal of plant physiology， 2007， 164（12）： 1595-1604.

[22] Alan A R， Lim W， Mutschler M A， et al. Complementary strategies for ploidy manipulations in gynogenic onion （Allium cepa L.）[J]. Plant Science， 2007， 173（1）： 25-31.

[23] Allum J F， Bringloe D H， Roberts A V. Chromosome doubling in a Rosa rugosa Thunb. hybrid by exposure of in vitro nodes to oryzalin： The effects of node length， oryzalin concentration and exposure time[J]. Plant Cell Reports， 2007， 26（11）： 1 977-1 984.

[24] 黄权军，张志毅，康向阳.四种抗微管物质诱导毛新杨2n花粉粒的研究[J]. 北京林业大学学报，2002（1）：12-15.

[25] 王惠林，张慧林，周志成.ORYZALIN不同处理方法对西瓜四倍体诱变效果的影响[J].新疆农业大学学报，2005，31（6）：21-25.

[26] 韩毅科，杜胜利，张桂华，等.利用抗微管除草剂胺磺灵诱导黄瓜四倍体[J].华北农学报，2006，21（4）：27-30.

[27] 陶韬，刘青林.离体诱导“美人”梅多倍体初报[J].北京林业大学学报，2007（1）：26-29.

[28] 张锡庆，吴红芝，周涤，等.新型除草剂ORYZALIN的浓度和处理时间对诱导彩色马蹄莲多倍体的影响[J].云南农业大学学报，2008，23（6）：806-810.

[29] 张竞秋，李卓. 胺磺灵诱导小麦根尖染色体结构的变异[J]. 华北农学报，2008（2）：80-83.

[30] 李相涛，王建利，姚忠臣，等.抗微管除草剂胺磺灵诱导西瓜四倍体试验研究[J]. 北方园艺，2009（10）：98-100.

[31] 何建，冯焱，陈克玲，等.除草剂胺磺灵（Oryzalin）诱导椪柑四倍体的研究[J].西南农业学报，2011（5）：1 753-1 756.

[32] 袁建民，詹园凤，郑锋，等.Oryzalin离体诱导小果型西瓜四倍体及倍性鉴定研究[J].热带农业科学. 2012（1）：36-41，45.

[10]张琴.利用染色体工程培育多倍体西番莲（Passiflora edulis）的技术研究[D].重庆：西南农业大学，2001.

[11] 赵璘，刘文革，郭金丽，等.除草剂在植物离体染色体加倍上的应用[J].长江蔬菜，2008（1）：30-33.

[12] Barandalla L， Ritter E， De Galarreta J I R. Oryzalin treatment of potato diploids yields tetraploid and chimeric plants from which euploids could be derived by callus induction[J]. Potato Research， 2006， 49（2）： 143-154.

[13] Allum J F， Bringloe D H， Roberts A V. Chromosome doubling in a Rosa rugosa Thunb. hybrid by exposure of in vitro nodes to oryzalin： the effects of node length， oryzalin concentration and exposure time[J]. Plant Cell Reports， 2007， 26（11）： 1 977-1 984.

[14] 徐映明.题解除草剂应用技术[M].北京：中国农业出版社，2003：238-239.

[15] 倪汉文，姚锁平.除草剂使用的基本原理[M].北京：化学工业出版社，2004：65-66.

[16] van Tuyl J M， Meijer B， van Dien M P. The use of oryzalin as an alternative for colchicine in in-vitro chromosome doubling of Lilium and Nerine[EB/OL]. （2013-10-01）. http：//www.actahort.org/books/325/325-88.htm.

[17] Bartish I V， Korkhovoy V I， Fomina Y L， et al. A new approach to obtain polyploid forms of apple[EB/OL].（2013-10-01）. http：//www.actahort. org/books/484/484-95.htm.

[18] Li Ying，Whitesides J F，Rhodes B B. In vitro generation of tetraploid watermelon with two dinitroanilines and collchicine[J]. Cucurbit Genetics Coop Rpt，1999，22： 34-40.

[19] Kermani M J， Sarasan V， Roberts A V， et al. Oryzalin-induced chromosome doubling in Rosa and its effect on plant morphology and pollen viability[J]. Theoretical and Applied Genetics， 2003， 107（7）： 1 195-1 200.

[20] Barandalla L， Ritter E， De Galarreta J I R. Oryzalin treatment of potato diploids yields tetraploid and chimeric plants from which euploids could be derived by callus induction[J]. Potato Research， 2006， 49（2）： 143-154.

[21] Pintos B， Manzanera J A， Bueno M A. Antimitotic agents increase the production of doubled-haploid embryos from cork oak anther culture[J]. Journal of plant physiology， 2007， 164（12）： 1595-1604.

[22] Alan A R， Lim W， Mutschler M A， et al. Complementary strategies for ploidy manipulations in gynogenic onion （Allium cepa L.）[J]. Plant Science， 2007， 173（1）： 25-31.

[23] Allum J F， Bringloe D H， Roberts A V. Chromosome doubling in a Rosa rugosa Thunb. hybrid by exposure of in vitro nodes to oryzalin： The effects of node length， oryzalin concentration and exposure time[J]. Plant Cell Reports， 2007， 26（11）： 1 977-1 984.

[24] 黄权军，张志毅，康向阳.四种抗微管物质诱导毛新杨2n花粉粒的研究[J]. 北京林业大学学报，2002（1）：12-15.

[25] 王惠林，张慧林，周志成.ORYZALIN不同处理方法对西瓜四倍体诱变效果的影响[J].新疆农业大学学报，2005，31（6）：21-25.

[26] 韩毅科，杜胜利，张桂华，等.利用抗微管除草剂胺磺灵诱导黄瓜四倍体[J].华北农学报，2006，21（4）：27-30.

[27] 陶韬，刘青林.离体诱导“美人”梅多倍体初报[J].北京林业大学学报，2007（1）：26-29.

[28] 张锡庆，吴红芝，周涤，等.新型除草剂ORYZALIN的浓度和处理时间对诱导彩色马蹄莲多倍体的影响[J].云南农业大学学报，2008，23（6）：806-810.

[29] 张竞秋，李卓. 胺磺灵诱导小麦根尖染色体结构的变异[J]. 华北农学报，2008（2）：80-83.

[30] 李相涛，王建利，姚忠臣，等.抗微管除草剂胺磺灵诱导西瓜四倍体试验研究[J]. 北方园艺，2009（10）：98-100.

[31] 何建，冯焱，陈克玲，等.除草剂胺磺灵（Oryzalin）诱导椪柑四倍体的研究[J].西南农业学报，2011（5）：1 753-1 756.

[32] 袁建民，詹园凤，郑锋，等.Oryzalin离体诱导小果型西瓜四倍体及倍性鉴定研究[J].热带农业科学. 2012（1）：36-41，45.

[10]张琴.利用染色体工程培育多倍体西番莲（Passiflora edulis）的技术研究[D].重庆：西南农业大学，2001.

[11] 赵璘，刘文革，郭金丽，等.除草剂在植物离体染色体加倍上的应用[J].长江蔬菜，2008（1）：30-33.

[12] Barandalla L， Ritter E， De Galarreta J I R. Oryzalin treatment of potato diploids yields tetraploid and chimeric plants from which euploids could be derived by callus induction[J]. Potato Research， 2006， 49（2）： 143-154.

[13] Allum J F， Bringloe D H， Roberts A V. Chromosome doubling in a Rosa rugosa Thunb. hybrid by exposure of in vitro nodes to oryzalin： the effects of node length， oryzalin concentration and exposure time[J]. Plant Cell Reports， 2007， 26（11）： 1 977-1 984.

[14] 徐映明.题解除草剂应用技术[M].北京：中国农业出版社，2003：238-239.

[15] 倪汉文，姚锁平.除草剂使用的基本原理[M].北京：化学工业出版社，2004：65-66.

[16] van Tuyl J M， Meijer B， van Dien M P. The use of oryzalin as an alternative for colchicine in in-vitro chromosome doubling of Lilium and Nerine[EB/OL]. （2013-10-01）. http：//www.actahort.org/books/325/325-88.htm.

[17] Bartish I V， Korkhovoy V I， Fomina Y L， et al. A new approach to obtain polyploid forms of apple[EB/OL].（2013-10-01）. http：//www.actahort. org/books/484/484-95.htm.

[18] Li Ying，Whitesides J F，Rhodes B B. In vitro generation of tetraploid watermelon with two dinitroanilines and collchicine[J]. Cucurbit Genetics Coop Rpt，1999，22： 34-40.

[19] Kermani M J， Sarasan V， Roberts A V， et al. Oryzalin-induced chromosome doubling in Rosa and its effect on plant morphology and pollen viability[J]. Theoretical and Applied Genetics， 2003， 107（7）： 1 195-1 200.

[20] Barandalla L， Ritter E， De Galarreta J I R. Oryzalin treatment of potato diploids yields tetraploid and chimeric plants from which euploids could be derived by callus induction[J]. Potato Research， 2006， 49（2）： 143-154.

[21] Pintos B， Manzanera J A， Bueno M A. Antimitotic agents increase the production of doubled-haploid embryos from cork oak anther culture[J]. Journal of plant physiology， 2007， 164（12）： 1595-1604.

[22] Alan A R， Lim W， Mutschler M A， et al. Complementary strategies for ploidy manipulations in gynogenic onion （Allium cepa L.）[J]. Plant Science， 2007， 173（1）： 25-31.

[23] Allum J F， Bringloe D H， Roberts A V. Chromosome doubling in a Rosa rugosa Thunb. hybrid by exposure of in vitro nodes to oryzalin： The effects of node length， oryzalin concentration and exposure time[J]. Plant Cell Reports， 2007， 26（11）： 1 977-1 984.

[24] 黄权军，张志毅，康向阳.四种抗微管物质诱导毛新杨2n花粉粒的研究[J]. 北京林业大学学报，2002（1）：12-15.

[25] 王惠林，张慧林，周志成.ORYZALIN不同处理方法对西瓜四倍体诱变效果的影响[J].新疆农业大学学报，2005，31（6）：21-25.

[26] 韩毅科，杜胜利，张桂华，等.利用抗微管除草剂胺磺灵诱导黄瓜四倍体[J].华北农学报，2006，21（4）：27-30.

[27] 陶韬，刘青林.离体诱导“美人”梅多倍体初报[J].北京林业大学学报，2007（1）：26-29.

[28] 张锡庆，吴红芝，周涤，等.新型除草剂ORYZALIN的浓度和处理时间对诱导彩色马蹄莲多倍体的影响[J].云南农业大学学报，2008，23（6）：806-810.

[29] 张竞秋，李卓. 胺磺灵诱导小麦根尖染色体结构的变异[J]. 华北农学报，2008（2）：80-83.

[30] 李相涛，王建利，姚忠臣，等.抗微管除草剂胺磺灵诱导西瓜四倍体试验研究[J]. 北方园艺，2009（10）：98-100.

[31] 何建，冯焱，陈克玲，等.除草剂胺磺灵（Oryzalin）诱导椪柑四倍体的研究[J].西南农业学报，2011（5）：1 753-1 756.

[32] 袁建民，詹园凤，郑锋，等.Oryzalin离体诱导小果型西瓜四倍体及倍性鉴定研究[J].热带农业科学. 2012（1）：36-41，45.