云南农业大学贺水莲、吴红芝等作者在《浙江大学学报（农业与生命科学版）》第43卷第5期发文《四倍体彩色马蹄莲的生长及对低温胁迫的生理响应》。文章以彩色马蹄莲栽培品种Tanswan和Liberty的四倍体及二倍体组培苗为材料，在同一环境条件下进行炼苗移栽，并采取完全相同的栽培管理措施，比较分析不同倍性彩色马蹄莲植株的成苗情况、形态学特征、种球干物质积累、休眠性及抗寒性特征，结果表明彩色马蹄莲四倍体具有很好的生产推广及应用潜力。

贺水莲1，吴景芝1，陆燕2，许春梅1，吴红芝1，3*

1.云南农业大学园林园艺学院，昆明；

2.昆明市西山区农林局，昆明；

3.连云港西诺花卉种业有限公司，江苏东海

国家自然科学基金（）；云南省农科教相结合新型农业社会化服务体系试点项目（NG-08）；云南省教育厅科学研究基金重大专项项目（ZD008）；国家大学生创新创业训练计划建设项目（10676004）

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中文摘要

以彩色马蹄莲栽培品种Tanswan和Liberty的四倍体及二倍体组培苗为材料，在同一环境条件下进行炼苗移栽，并采取完全相同的栽培管理措施，比较分析不同倍性彩色马蹄莲植株的成苗情况、形态学特征、种球干物质积累、休眠性及抗寒性特征。结果表明：与二倍体相比，四倍体彩色马蹄莲倍性稳定，植株成苗率相对较高；叶片增大，叶色加深，表现出明显的器官巨大性；种球营养物质积累量增多；生育期提前，休眠期变短。低温胁迫后，Tanswan和Liberty2个彩色马蹄莲品种四倍体植株的抗寒性和抗低温伤害能力比二倍体更强，植株成活率分别增加23.59%和26.74%，显著高于其对应的二倍体植株。通过对低温胁迫后彩色马蹄莲中游离脯氨酸含量及超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性的比较发现，马蹄莲抗寒性与脯氨酸含量变化成反比，揭示了四倍体彩色马蹄莲抗寒性增强的生理机制。综上表明，彩色马蹄莲四倍体具有很好的生产推广及应用潜力。

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关键词

彩色马蹄莲;多倍体;生长特征;形态学特征;低温抗性S68A;

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本文引用格式

贺水莲，吴景芝，陆燕，许春梅，吴红芝.四倍体彩色马蹄莲的生长及对低温胁迫的生理响应[J].浙江大学学报(农业与生命科学版),10./j.issn.-..06..

HEShuilian,WUJingzhi,LUYan,XUChunmei,WUHongzhi.GrowthoftetraploidZantedeschiahybridaanditsphysiologicalresponsetolowtemperature.JournalofZhejiangUniversity(AgricultureandLifeSciences),10./j.issn.-..06..

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精要导读

彩色马蹄莲（ZantedeschiahybridaSpr.）又称彩色海芋，原产南非，为天南星科（Araceae）马蹄莲属（Zantedeschia）多年生草本球根花卉。形态高雅、色彩艳丽、花叶俱赏的彩色马蹄莲用途广泛，除可用作优良的切花、盆花外，还是花束、花篮，以及花坛、花镜等的重要材料。自20世纪90年代进入国内市场后，彩色马蹄莲深受消费者青睐，被誉为21世纪“花卉之星”。但由于目前彩色马蹄莲品种多为国外即将淘汰的老品种，经多代无性繁殖后其种球生活力、抗病性等内在品质下降，且种球在重复使用过程中受病虫害、土壤、气候等逆境影响退化十分严重，极大地影响了彩色马蹄莲的生产和质量。此外，彩色马蹄莲种植技术难度大、投入高、成品率低等普遍观念也极大地制约了彩色马蹄莲产业在中国的发展。因此，培育观赏性状优良、抗病、生长势强的新品种对我国彩色马蹄莲产业具有重要意义。与二倍体相比，植物多倍体一般具有花朵增大、着色加深、花瓣增厚、耐贮运、抗病性增强等特点，因此，多倍体品种往往具有更好的商品品质。而染色体鉴定结果表明，目前市场上的彩色马蹄莲品种均是二倍体。笔者之一吴红芝等通过多倍体育种技术获得了彩色马蹄莲四倍体，但对于其是否比二倍体生长更强健、具有更好的抗性及其内在生理机制等问题尚未进行深入研究。因此，本研究以彩色马蹄莲多倍体变异组培苗为材料，以相同品种彩色马蹄莲二倍体组培苗为对照，对彩色马蹄莲四倍体植株的形态学、生长发育、低温响应等进行研究，以期为彩色马蹄莲多倍体新品种的培育提供理论依据。

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部分图表

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讨论

与二倍体植株相比，彩色马蹄莲四倍体植株生长健壮、叶柄较粗、叶色浓绿、叶面积变大、叶片形状钝圆变宽：说明彩色马蹄莲四倍体植株表现出明显的器官巨大性。植物受到逆境胁迫后，其生理变化错综复杂。在逆境条件下，大部分植物均会积累大量的脯氨酸以保持细胞水分和生物大分子结构的稳定性，从而适应逆境，防止活性氧对膜脂和蛋白质的过氧化作用。本研究结果表明，在受到低温胁迫后，马蹄莲二倍体与四倍体植株游离脯氨酸含量都有明显增加：说明彩色马蹄莲受到低温胁迫后，通过脯氨酸调节的防御反应被积极响应。陈雅君等提出，在低温胁迫下脯氨酸的积累能力与品种的抗寒力呈负相关，认为抗寒性弱的品种在受到低温胁迫后，为适应寒冷，保护体内组织免受冻害，会积累大量的游离脯氨酸，而游离脯氨酸积累较少的品种，其自身相应的抗寒性较强。本研究二倍体马蹄莲的脯氨酸积累量均显著高于四倍体，说明彩色马蹄莲四倍体抗寒性强于二倍体。POD和SOD都是植物抗氧化相关酶，SOD能够歧化O2·－为O2和H2O2，而POD则催化H2O2形成H2O，因此，POD和SOD的活性与植物抗逆性呈正相关。通过比较低温胁迫后POD和SOD的活性发现，在低温胁迫下两者活性均有明显上升，且2个品种四倍体的POD和SOD活性上升程度明显高于二倍体：说明彩色马蹄莲四倍体植株比其二倍体植株抗低温伤害能力更强。

通过对休眠特性的研究发现，彩色马蹄莲四倍体种球休眠期明显缩短，这可能是相关基因表达量增加的缘故。彩色马蹄莲四倍体休眠期缩短，不仅在实际应用中能够节省低温贮藏种球的成本，在理论研究中还可以利用彩色马蹄莲四倍体差异表达基因来进一步挖掘控制马蹄莲休眠的相关基因。

早在20世纪90年代，就有利用体细胞加倍获得四倍体彩色马蹄莲的报道。但目前市场上的彩色马蹄莲商业品种均为二倍体，其原因可能是顶端优势明显的彩色马蹄莲在诱变成多倍体后，营养生长旺盛的特点更加突出，对基质、光照、水肥等的需求发生了较大的变化，而种植者依旧采用二倍体的栽培方法，容易使彩色马蹄莲多倍体营养生长过盛、徒长、易感病，因此，四倍体马蹄莲未能进入生产应用。

本研究通过对彩色马蹄莲四倍体与二倍体进行植株形态、成苗情况、种球干物质积累、休眠性及在低温胁迫下的生理特征的分析比较，明确了彩色马蹄莲四倍体具有植株器官巨大性显著、休眠期缩短、抗寒性增强、观赏价值高于二倍体植株等特点，认为四倍体彩色马蹄莲具有很大的推广应用潜力。因此，在未来的工作中可以进一步研究光、温、水、气、肥等对彩色马蹄莲多倍体栽培的影响，探索适宜彩色马蹄莲多倍体的科学栽培技术和病虫害防治技术，为彩色马蹄莲多倍体新品种的开发和推广应用奠定理论基础。

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通讯作者简介

吴红芝，教授，博士，自年分配到云南农业大学工作至今，98年以前主要从事观赏植物资源收集、栽培、离体快繁相关的科研工作，担任花卉研究所组织培养室技术指导工作。撰写专著《鲜切花综合保鲜技术》（中国农业出版社）、《百合切花实用栽培技术》（云南科技出版社），参编《花坛花卉优质穴盘苗生产手册》（中国农业出版社）、《设施农业理论与实践》（化学工业出版社），在国内外刊物上发表有关园艺植物病害、繁育、采后处理等方面的科研论文48篇。入选云南农业大学首批”百名“青年学术与技术带头人，入选“昆明市中青年学术和技术带头人”。