番茄根结线虫病的研究概况

2020-06-29

根结线虫是番茄重要病害之一，随着保护地蔬菜生产面积增加，特别是日光温室大面积推广以来，复种指数增加，加之重茬严重，导致根结线虫危害日趋严重，一般可造成减产10％-20％，严重可达30％-40％，甚至绝产。目前国内尚无抗线虫番茄品种用于生产，防治该病害多采用化学防治和农业防治，效果不太理想。本文就国内外该领域研究进展予以综述。

1 番茄根结线虫的种类及为害症状

1．1 为害症状番茄是对根结线虫最为敏感的作物之一，线虫主要侵害番茄的根部，受害后侧根根尖形成绿豆或小米大小串球状瘤状物及小根结(根瘤)，根结上丛生小须根，根结初期黄白色，圆形，微透明，后期变褐色，严重时多个根结连在一起，形成直径大小不一的肿瘤，晚期粗糙易腐烂，根结上不再产生小侧根。根结线虫破坏了根组织的正常分化和生理活动，水分和养料的运输受到阻碍，导致植株矮小瘦弱，近底部的叶片极易脱落，上部叶片黄化，类似肥水不足症状。同时线虫侵染后留下的伤口有利于土传病害的侵入，常与蔬菜枯萎病、黄萎病、立枯病等土传病害共同发生，形成复合病害加重损失。

1．2 种类及小种到目前为止，已报道侵染番茄的线虫有19个属，70个种，且还有不同生理小种报道，其中南方根结线虫4个生理小种，花生根结线虫2个生理小种。从现有报道看，为害我国番茄的主要是南方根结线虫1号生理小种(优势种)，其次为爪哇根结线虫、花生根结线虫。徐建华(1994)对江苏省大棚蔬菜寄生线虫种类的研究情况表明，南方根结线虫是目前蔬菜生产上最严重的病原线虫，样本发生率20％~60％，占3种主要根结线虫的90％，爪哇根结线虫、花生根结线虫发生率较小。王明祖鉴定了湖北省根结线虫的情况，结果表明该省根结线虫有3种，南方根结线虫为优势种，样本发生率为100％，爪哇根结线虫为15％，花生根结线虫为1％。陈锦才等鉴定了海南省蔬菜田根结线虫情况，南方根结线虫(优势种)占总样本数的86．78％，爪哇根结线虫占总样本数的7．19％，花生根结线虫占总样本数的6．03％。于秋菊(1998)鉴定表明，黑龙江的番茄根结线虫主要为南方根结线虫。

1．3 鉴定番茄根结线虫种和生理小种的鉴定，有形态特征鉴定法、同工酶表型鉴定法、利用寄主反应的鉴定法、分子生物学鉴定法、细胞遗传学鉴定法等。分子生物学鉴定法准确度高、精确度高、速度快，常用于种以下根结线虫分类，可在只有二龄幼虫，而无法获得雌虫的情况下进行鉴定；同工酶表型鉴定法可用于单个雌虫的种的鉴定，但不能用于单个二龄幼虫；细胞遗传学鉴定法操作难度较大。国内常用形态特征鉴定法，国际根结线虫协作组(IMP)常用形态特征鉴定和寄主反应鉴别的综合鉴定方法。

2 番茄抗线虫鉴定技术

2．1 田间病圃鉴定将鉴定的番茄种子或种苗种植于被根结线虫感染的田间病圃，数周后，将根拔起调查根部发病情况，此法简单易行，但费时占地，且难以对线虫的繁殖情况进行定量统计。该法适于材料的初选。

2．2 室内人工接种鉴定 ①卵地接种在已消毒的基质中播种番茄种子，2-3周后，将幼苗定植在直径10 cm的钵中，钵中底部1／3处装有已感染的土壤，其上2／3为消毒土壤，2个月后将植株连根拔起，调查根部受害情况。确定抗性的指标即根结指数或卵块指数，及根系上根结或卵块的数量，采用分级标准：0级(无侵染)1级(极轻微感染，可见少量根结或卵块)；2级(轻微感染，可见少量根结或卵块)；3级(中度感染，大部分根系有根结或卵块)；4级(严重感染，根结或卵块几乎遍布根系各部)。其中0-2级为抗病级。 ②卵液接种将一定数目的虫卵液接种于植株根部，调查其发病情况。由于该法可对线虫的繁殖情况进行定量统计，结果较为准确，所以目前国外多采用此法鉴定番茄的抗线虫能力。主要采用苗期接种鉴定。先播供试材料于已装有消毒基质的育苗盘中，2片真叶时，移苗于花盆(装有消过毒的基质)中，分苗2周后(苗龄25-45天)，即可用虫卵悬浮液或二龄幼虫接种，每棵接种量2 000-5 000条，40-50天后调查发病情况。据于秋菊(1999)报道，以接种苗龄30天，接种量5 000条／棵，接种时间50天，接种深度10 cm为最佳。确定抗病指标有：根结指数(Gall．index,GI)即根系上根结线虫为害形成的根结数量；卵块指数(Eggmass)即根系上根结线虫的卵块数量。根结线虫病的分级标准为：0级(没有根结)；1级(1％-15％根系有根结)；2级(16％-25％根系有根结)；3级(26％-50％根系有根结)；4级(51％-75％根系有根结)；5级(76％以上的根系有根结)。

3 番茄抗线虫育种

3．1 抗病资源据IBPGR．1987年报道，全世界共收集到番茄种质材料32 000份，到1990年则超过了40 000份，我国自20世纪80年代以来也组织了2次大规模的种质收集工作，共收集到各种番茄材料1 912份。种质资源是育种的基础，据Rick(1995)调查，几乎所有严重的番茄病害，在番茄近缘野生种中都可找到相应抗源，其中近半数已找到并加以利用，其中包括番茄根结线虫病抗源，是在近缘野生番茄秘鲁番茄、智利番茄、多毛番茄、醋栗番茄等中发现的，国外已利用这些抗源育出抗性品种。20世纪40年代在秘鲁番茄中发现抗番茄根结线虫基因，可对除北方根结线虫以外的3种主要根结线虫及其生态型均有抗性。20世纪80年代Pilowsky和Alexended分别鉴定出多毛番茄也存在抗根结线虫基因，Veremis等(1996)在秘鲁番茄(L. peruvianaw.)中发现抗爪哇根结线虫的材料，我国柳李旺等在智利番茄、醋栗番茄中也发现了抗根结线虫基因。

3．2 育种进展国外育种专家早在1930年就开始进行番茄抗根结线虫的选育工作。以美国为中心育成了许多抗根结线虫的品种，大部分是Smith．Pa 1944年从秘鲁番茄和栽培番茄杂交后代中选育的。20世纪40年代初由Frazier等在夏威夷农业试验场开始抗线虫番茄选育，并选育出HES4969、HES4846等品系。Gibert等继续研究指出，对番茄根结线虫的抗性是受一个显性基因支配，定名为Mi。并育出Pearl、Harbor等许多品种。其中Audlial被日本东京农业试验场用作亲本育成了抗根结线虫、抗凋萎病系统，到1974年已育出多个抗根结线虫病番茄品种。法国、荷兰等园艺大国都相继引入Mi基因选育出抗根结线虫的栽培番茄。而我国目前尚无这方面的专用品种。国内正在进行这方面研究，据于秋菊等报道已经筛选出了一批抗番茄根结线虫材料，其中对南方根结线虫免疫材料2个，高抗材料4个，强抗材料4个，中抗材料2个，并正在加以利用。华中农业大学也选择出一批抗番茄根结线虫材料，刘维信等报道筛选出3份对番茄根结线虫免疫的材料。为了更多地将野生番茄种的抗病基因导人栽培番茄中，育种者不断采用各种高新技术，以克服远缘杂交的障碍。Ammati(1986)、Cop(1991)分别利用胚培养成功将抗病基因转入杂种中，并获得抗性植株。目前克隆Mi基因技术也趋成熟，Messeguer(1991)构建了Mi基因侧翼的9个高分辨的RFLP图谱。Aarts(1991)研究出与Mi紧密连锁的酸性磷酸酶-1(APS-1)座位的一个探针。Kaloshian(1998)等和Milligan(1998)等用定位克隆途径分离出Ni基因，用重组鉴定技术将Mi基因定位于番茄6号染色体上的一小段区域内。这些研究成果均使基因的导人成为可能。据Williamson报道，已成功将野生番茄的抗线虫基因转入到普通番茄中，转入的植株能抗根结线虫。

3．3 抗性基因及其利用直到最近，在番茄抗根结线虫育种中，Mi基因抗性是目前唯一被鉴定和利用的抗性，这种抗性基因具有广谱性，能有效抵抗除北方根结线虫以外的其他3种主要根结线虫，其抗性特征表现为在寄主中引起过敏反应(HR)，使二龄侵染性幼虫头部植株细胞的局部坏死，阻止侵染，且抗性表现持久。但该基因不对北方根结线虫有抗性，且自然界存在可部分或全部打破Mi基因抗性的线虫群体叫，因此从野生番茄中寻找新的抗根结线虫基因显得很重要。Ammati(1985)报道在野生番茄中可能存在不同于Mi的新基因，这些新基因可抗南方、北方根结线虫及根结线虫属其他线虫，从测试的Lycopersicon种中，发现一些来源于野生番茄复合而与Mi抗源不同的附加系，拥有各种新的抗根结线虫基因，将以前发现的Mi表示为Mi-1，将又发现的另外7个抗根结线虫基因分别表示为Mi-2、Mi-3、Mi-4、Mi-5、Mi-6、Mi-7、Mi-8,已经从番茄中定位了其中3个抗根结线虫的基因(Mi-1、Mi-3、Mi-5，并发现Mi-3为单个显性位点与热稳定性的Mi-5连锁均抗南方根结线虫，定位于12染色体上远端，Mi-2与Mi-8连锁，Mi-6与Mi-7连锁，Mi-2、Mi-4、Mi-5、Mi-6耐高温，在土壤温度32℃下仍能对南方根结线虫有抗性，Mi-7、Mi-8在25℃下对南方根结线虫有抗性。这些新抗源基因的相互关系需进一步研究，且还没有研究它们对根结线虫的抗病机制，是否与过敏反应有关。另外随转基因研究的进展，可利用转入人工抗线虫基因使番茄获得对根结线虫抗性成为可能，如将有杀线虫效应能表达Bt内毒素的Crylab基因导入番茄，可使番茄上根结线虫卵块数量降低50％。

4 国内研究展望及现行防治方法

防治番茄根结线虫，最好的方法是选用抗性品种，这对减少农药使用，保护环境，确保人类健康尤为重要。而国外抗线虫番茄品种多为加工型或鲜食大红型，与国内喜鲜食、粉红型番茄不符，不能直接利用。现在最好是利用国内种质资源中抗线虫材料，并引进国外的抗性品种进行回交育种，选育出符合国内消费习惯的番茄品种。有条件的单位可以利用生物技术辅助选择研究转基因，将Mi基因转入符合我国消费习惯的番茄品种中，提高育种水平和效率。另外国内育种者可通过加强与国外多方位合作，引进国外先进种质资源，先进鉴定检测手段，以提高我国抗病育种水平，尽早培育出抗多种线虫的番茄新品种投入生产。在无抗性品种可利用的现行情况下，国内番茄生产上可利用物理、化学、生物和农业防治等综合方法加以控制。①物理防治：阳光消毒，在炎热的夏季，每隔3~4周翻耕1次土壤，使深层土壤暴露于地表，经过阳光暴晒，可杀死线虫，温室大棚可在夏季休闲时进行；高温消毒，根结线虫致死温度是40℃，夏季休闲时采用双层薄膜覆盖土壤进行消毒，可使土壤温度达50℃以上，基本保障15 cm以内土壤无线虫污染。②农业防治：可用免疫或高抗作物如甘蓝、辣椒、蒜苗等进行轮作或套作，减少定植前线虫群数量；种植速生蔬菜(菠菜、青菜)诱集线虫，可减少下茬线虫毒害程度；消除病残体和田间杂草以减少下茬线虫基数，增施有机肥，保障蔬菜生产过程中良好的肥水供应，使其生长健壮。③化学防治：施用杀线虫剂仍是主要的措施，目前用溴甲烷熏蒸剂效果好，但由于其对环境和人体有害，施用时须严格按规定操作，其他杀线剂如益舒宝、好年冬、递灭威等，不管是内吸型还是触杀型，毒性都较高，易产生残留超标。从农业可持续发展，和创无公害绿色农产品方向说，化学杀线虫还是只在重病区科学施用为好。

精选阅读

香芹菜根结线虫病

病害中文名：香芹菜根结线虫病
病害英文名： Parsley root knot
病原信息：病原中文名：南方根结线虫
病原学名： Meloidogyne incognita Chitwood
分类地位：线虫门侧尾腺口纲垫刃目异皮总科，根结线虫属，南方根结线虫
病原介绍：成虫雌雄异形 , 幼虫呈细长蠕虫状。雄成虫线状 , 尾端钝圆 , 无色透明 , 大小 1.0～1.5 0.03～0.04mm 雌成虫梨形 , 每头可产卵 300～800 粒 , 多埋藏于寄主组织内 , 大小 0.44～1.59 0.26～0.81mm, 乳白色。排泄孔近于吻针基球处 , 有卵巢 2 个 , 盘卷于虫体内 , 脏门和阴门位于虫体未端 , 会阴花纹背弓稍高 , 顶或圆或平 , 侧区花纹由波浪形到锯齿形 , 侧区不清楚 , 侧线上的纹常分叉。

寄主信息：寄主中文名：香芹菜

侵染部位：根

病害症状：香芹染病初期地上部症状不明显。随病情的发展 , 逐渐出现植株生长不良、矮小 , 缺水或天旱时植株萎蔫 , 严重时外叶黄化坏死。扒开根部可见其上生有大小不一的瘤状根结。在解剖镜下观察剖开的根结 , 可见乳白色线虫 , 即根结线虫。
发病规律：根结线虫常以 2 龄幼虫或卵随病残体遗留土壤中越冬 , 可以存活 1～3 年。翌年条件适宜 , 越冬卵孵化为幼虫 , 继续发育并侵入寄主 , 刺激根部细胞增生 , 形成根结或瘤。线虫发育至 4 龄时交尾产卵 , 雄虫离开寄主进入土中 , 不久即死亡。卵在根结里孵化发育，2 龄后离开卵壳 , 进入土中进行再侵染或越冬。
初侵染源主要是病土、病苗及灌溉水。土温 25～30 ℃ , 土壤持水量 40% 左右 , 病原线虫发育快 ;10 ℃以下幼虫停止活动 ,55 ℃经 10 分钟死亡。地势高燥、土壤质地疏松、盐分低的条件适宜线虫活动 , 有利发病 , 连作地发病重。
病害分类：线虫
防治办法： (1) 提倡施用有机活性肥或生物有机复合肥 , 合理轮作。选用无病土育苗。 (2) 根结线虫多分布在 3～9cm 表土层 , 深翻可减少为害。 (3) 香芹菜生长期间发生线虫 , 应加强田间管理 , 彻底处理病残体 , 集中烧毁或深埋。与此同时 , 合理施肥或灌水以增强寄主抵抗力。必要时浇灌 50% 辛硫磷乳油 1000 倍液。
为害情况：没有为害情况信息！

总体描述：症状香芹染病初期地上部症状不明显。随病情的发展 , 逐渐出现植株生长不良、矮小 , 缺水或天旱时植株萎蔫 , 严重时外叶黄化坏死。扒开根部可见其上生有大小不一的瘤状根结。在解剖镜下观察剖开的根结 , 可见乳白色线虫 , 即根结线虫。病原 Meloidogyne incognita (Kofoid and White) Chitwood, 称南方根结线虫，成虫雌雄异形 , 幼虫呈细长蠕虫状。雄成虫线状 , 尾端钝圆 , 无色透明 , 大小 1.0～1.5 0.03～0.04mm 雌成虫梨形 , 每头可产卵 300～800 粒 , 多埋藏于寄主组织内 , 大小 0.44～1.59 0.26～0.81mm, 乳白色。排泄孔近于吻针基球处 , 有卵巢 2 个 , 盘卷于虫体内 , 脏门和阴门位于虫体未端 , 会阴花纹背弓稍高 , 顶或圆或平 , 侧区花纹由波浪形到锯齿形 , 侧区不清楚 , 侧线上的纹常分叉。传播途径和发病条件根结线虫常以 2 龄幼虫或卵随病残体遗留土壤中越冬 , 可以存活 1～3 年。翌年条件适宜 , 越冬卵孵化为幼虫 , 继续发育并侵入寄主 , 刺激根部细胞增生 , 形成根结或瘤。线虫发育至 4 龄时交尾产卵 , 雄虫离开寄主进入土中 , 不久即死亡。卵在根结里孵化发育，2 龄后离开卵壳 , 进入土中进行再侵染或越冬。初侵染源主要是病土、病苗及灌溉水。土温 25～30 ℃ , 土壤持水量 40% 左右 , 病原线虫发育快 ;10 ℃以下幼虫停止活动 ,55 ℃经 10 分钟死亡。地势高燥、土壤质地疏松、盐分低的条件适宜线虫活动 , 有利发病 , 连作地发病重。无公害防治法(1) 提倡施用有机活性肥或生物有机复合肥 , 合理轮作。选用无病土育苗。 (2) 根结线虫多分布在 3～9cm 表土层 , 深翻可减少为害。 (3) 香芹菜生长期间发生线虫 , 应加强田间管理 , 彻底处理病残体 , 集中烧毁或深埋。与此同时 , 合理施肥或灌水以增强寄主抵抗力。必要时浇灌 50% 辛硫磷乳油 1000 倍液。

马铃薯白线虫病

病害中文名：马铃薯白线虫病
病害英文名： Potato white potato cyst nematode
病原信息：病原中文名：马铃薯白线虫
病原学名： Globodera pallida (Stone)Behrens
分类地位：线虫门侧尾腺纲异皮科，球胞囊属，马铃薯金线虫
病原介绍：雌线虫 : 成熟雌虫白色 , 死后变为褐色 , 有光泽 , 有些种群在变褐之前需经过 3～4 周米黄色阶段。虫体近球形 , 有一个突出的颈和头部 , 末端钝圆 , 无阴门锥 , 角质层具网状花纹 , 口针强壮 , 中食道球发达。排泄孔大 , 位于颈基部。双生殖腺 , 阴门横裂位在阴门盆内 , 胚门和阴门盆之间角质层上约有 12 条隆起的脊 , 其中有些交接成网状。胞囊褐色 , 近球形 , 有突出的颈。雄线虫 : 蠕虫形 , 侧区具刻线 4 条。头部圆、维缩 , 具环纹 6～7 个。口针发达。 2 龄幼虫 : 蠕虫形。角质层环纹清楚 , 侧区具侧线 4 条。虫体两端有 3 条侧线。头部圆 , 略溢缩 , 头环 4～6 个。口针发达。
寄主信息：寄主中文名：马铃薯
寄主英文名： potato
侵染部位：根
症状图：

病害症状：幼苗期至成株期均可受害。受害植株生长不良 , 叶片上生斑点或黄化 , 叶丛萎蔫或死亡。扒开病根 , 可见金黄色的马铃薯胞囊线虫雌线虫死后形成的胞囊。
发病规律：以胞囊在病薯块、病根及病土中越冬。翌春在寄主分泌物的刺激下 , 从土壤中休眠胞囊里的卵孵化出 2 龄幼虫侵入马铃薯根内 , 在根的组织里发育成 3～4 龄幼虫。发育成成虫以后钻出根表面 , 雄虫回到土壤中 , 雌虫受精后仍然附着在根的表面上 , 并长成新的胞囊。雌虫胀破胞囊外露 , 内含卵数十至数百粒。雌虫刚钻出时为白色 , 以后 4～6 周为金黄色阶段 , 别于其他线虫。除为害马铃薯外 , 还可为害番茄。该虫抗逆性强。在干燥条件下 , 卵经 9～25 年不死。
病害分类：线虫
防治办法： (1) 尚未的发生地区要进行检疫 , 防止种薯、苗木、花卉鳞茎及土壤传播。供外运的种薯尽可能不带土 , 如带土要注意镜检泥土中是否有雌虫或胞囊。 (2) 在该病发生地区实行 10 年以上轮作。 (3) 选育抗病品种。

总体描述：症状为害马铃薯、番茄、茄子等茄属植物。幼苗期至成株期均可受害。受害植株生长不良 , 叶片上生斑点或黄化 , 叶丛萎蔫或死亡。扒开病根 , 可见金黄色的马铃薯胞囊线虫雌线虫死后形成的胞囊。病原 Globodera pallida (Stone)Behrens, 称马铃薯白线虫 , 又称马铃薯胞囊线虫 , 属线虫门侧尾腺纲异皮科球胞囊属。雌线虫 : 成熟雌虫白色 , 死后变为褐色 , 有光泽 , 有些种群在变褐之前需经过 3～4 周米黄色阶段。虫体近球形 , 有一个突出的颈和头部 , 末端钝圆 , 无阴门锥 , 角质层具网状花纹 , 口针强壮 , 中食道球发达。排泄孔大 , 位于颈基部。双生殖腺 , 阴门横裂位在阴门盆内 , 胚门和阴门盆之间角质层上约有 12 条隆起的脊 , 其中有些交接成网状。胞囊褐色 , 近球形 , 有突出的颈。雄线虫 : 蠕虫形 , 侧区具刻线 4 条。头部圆、维缩 , 具环纹 6～7 个。口针发达。 2 龄幼虫 : 蠕虫形。角质层环纹清楚 , 侧区具侧线 4 条。虫体两端有 3 条侧线。头部圆 , 略溢缩 , 头环 4～6 个。口针发达。传播途径和发病条件以胞囊在病薯块、病根及病土中越冬。翌春在寄主分泌物的刺激下 , 从土壤中休眠胞囊里的卵孵化出 2 龄幼虫侵入马铃薯根内 , 在根的组织里发育成 3～4 龄幼虫。发育成成虫以后钻出根表面 , 雄虫回到土壤中 , 雌虫受精后仍然附着在根的表面上 , 并长成新的胞囊。雌虫胀破胞囊外露 , 内含卵数十至数百粒。雌虫刚钻出时为白色 , 以后 4～6 周为金黄色阶段 , 别于其他线虫。除为害马铃薯外 , 还可为害番茄。该虫抗逆性强。在干燥条件下 , 卵经 9～25 年不死。无公害防治法 (1) 尚未的发生地区要进行检疫 , 防止种薯、苗木、花卉鳞茎及土壤传播。供外运的种薯尽可能不带土 , 如带土要注意镜检泥土中是否有雌虫或胞囊。 (2) 在该病发生地区实行 10 年以上轮作。 (3) 选育抗病品种。

番茄脐腐病发生原因研究进展

一百多年前，已经有脐腐病是一种生理病害的报道(Selby,1896)，到了20世纪40年代，有人通过试验证明番茄脐腐病与钙素营养存在着一定的关系。目前普遍认为缺钙尤其是果实顶端缺钙是引起番茄脐腐病的主要原因。但是以此为理论依据还不足以解释番茄脐腐病发生的机理。尽管脐腐病的研究历史已过百年，但导致其发生的原因还没完全搞清楚。

1 发病症状

脐腐病发生时，首先在果实顶端出现一个或几个凹陷的斑点，渐渐变为暗绿色的斑块。从发病开始大约一周后，病斑扩展到最大面积，最后收缩或萎陷，在胎座的顶端形成一凹陷的革质状枯斑，病斑附近的果皮也从褐色逐渐变为黑褐色。脐腐病一旦发生，果实会提前成熟，并且比正常的果实小。脐腐病的初始发病期一般是在开花后的12-15天，这一时期果实体积增长相对较快，对钙的需求量相对较大，容易引起局部缺钙，导致脐腐病的发生。但是也有学者认为在果实发育的任何阶段都可发生。

2 缺钙与番茄脐腐病

之所以把缺钙作为导致番茄脐腐病发生的主要原因，是因为在番茄果实的顶端，Ca2+的含量最低，并且通常情况下发病果实中Ca2+的含量比正常的果实低。在Ca2+含量非常低的土壤中种植番茄，脐腐病的发生率较高，并时常伴随着其他症状，如叶片失绿，根和茎的伸长受阻，根尖、茎尖坏死等，因此在果实膨大期，喷施钙肥，尤其是在缺钙的条件下，可以降低脐腐病的发生率。起初把脐腐病的症状表现归因于细胞壁失去了弹性，后来发现在细胞萎陷之前，由脐腐病引起的症状已表现出来。众所周知，钙对维持膜的完整性和选择透性是必需的，有人认为，脐腐病发生时，由于缺钙而导致膜的完整性受到破坏，增加了通过细胞膜离子的种类和数量，结果导致膨压丧失，细胞液进入细胞间隙，使发病早期出现了水渍状病斑。但是有些学者发现发生脐腐病的果实与正常的果实相比，钙的含量没有大的差别。Franco(1999)发现即使果实顶端Ca2+浓度很高，也有脐腐病发生相当严重的现象。如果植株生长缓慢，即使在缺钙的条件下，脐腐病也不会发生。

3 环境的影响

3．1 生长抑制因子

盐胁迫、水分胁迫和铵毒害都可以诱导脐腐病的发生。自从Robbins(1937)报道增加盐的浓度会阻碍植株的生长、果实的发育，提高脐腐病的发生率以来，许多学者对高盐诱导脐腐病的发生做了大量的试验，取得了与Robbins相吻合的结果。但是也有人得出与此相矛盾的结果，对栽培在棉渣上的番茄增施NaCl，既没有提高脐腐病发生率，也没有降低果实中Ca2+的含量。所以，关于盐与脐腐病之间的关系还有待进一步证实。关于水分胁迫与脐腐病的关系，也有众多的学者进行了研究。Selby(1896)首先提出脐腐病的发生与土壤干旱有关。有的学者认为脐腐病的发生不能完全归因于水分胁迫，而是水分胁迫加重了脐腐病的发生。Obreza等发现当水分胁迫增加时，脐腐病发生率只是偶尔有增加的现象。据Adams等(1993) 报道，土壤含水量过高可以提高脐腐病的发生率。 Robbins(1937)、Gerard(1968)等发现不仅植物吸收水分受阻加重了脐腐病的发生，而且过高的蒸腾速率也可以提高发病的机率。在高温等逆境条件下，铵态氮肥阻碍了植株的生长，果实的发育，并且提高了乙烯的放出量，引起叶子的偏上生长。因此施用铵态氮肥或增加肥料中NH4+／N03-的比例都可以提高脐腐病的发生率，加重病情。沙培番茄在坐果期施用铵态氮肥，一周内就会诱导脐腐病的发生。以上这些因素通过间接地阻碍Ca2+向果实的供给导致局部缺钙而引起脐腐病的发生，其发生机理主要有三个方面：①阻碍根部对Ca2+的吸收；②使Ca2+在植株中的运输受阻；③叶片与果实对Ca2+的竞争效应。

3．2 生长促进因子

一些促进植物生长的因子也能诱导脐腐病的发生。在有效氮浓度较高的情况下，植株生长较快，而脐腐病发生的机率也相应的提高，尤其是在第一穗花开放之前，植株生长过快更容易诱发脐腐病。在果实膨大期，如果增加光照时间，提高温度，或者提高温度与增加光照相结合，这些生长促进因子都可以提高脐腐病的发病率。由此看来，在番茄花期喷施一些生长抑制剂可以降低脐腐病发生的可能性，如施用GA合成抑制剂或堆肥来降低氮的吸收等。有些学者认为，生长旺盛的植株脐腐病的发生率较高是由于细胞膜的生物合成需要较多的Ca2+，尤其在果实膨大期，细胞分裂和生长迅速，供应的Ca2+不能满足果实发育的需要。但是这不能解释为什么在很多情况下生长迅速和易发病的品种却不发病。

3．3 各因子间的相互作用

从上面的内容可以看出，脐腐病发生并不能只归因于某单一因子。对于Ca2+与番茄脐腐病之间有着密切的关系，很少有人怀疑。但是很多学者认为其他因子也起着非常重要的作用。水分胁迫与较高的蒸腾速率，水分胁迫与较高的温度，高温与高浓度的NH4+，盐胁迫与高温等各因子之间的相互作用增加了番茄脐腐病发生率，加重了发病果实的症状。生长抑制因子和生长促进因子相互结合也可能导致番茄发生脐腐病。Adams等(1993)指出，脐腐病发生的原因通常是光照、温度和影响Ca2+吸收的环境胁迫共同作用的结果。而温度(大气温度和土壤温度)可能是诱发脐腐病的主要环境因子。在高温、营养过剩、盐胁迫的条件下，脐腐病发生的可能性大大提高。不同因子作用的先后顺序对植株的生长发育有着非常重要的影响。开始灌溉条件较好的植株移到干燥的环境中，或者遮荫条件下生长旺盛、果实正常的植株移到没有遮荫的温室中，脐腐病的发病率会大大提高，同样的植株，如果光照的时间较短，移到光照较强和温度较高的环境中，就比那些经过较长时间光照处理的植株较易发生脐腐病。

4 小结

番茄脐腐病发生的原因是多方面的，很难说每次发病是由哪种具体的因子引起。大部分的报道都是从环境因子与Ca2+相互作用探究其发生的原因。Pill(1978)提出番茄脐腐病是一个数量性状的现象，是多因子相互作用的结果。无论是对番茄还是对其他作物，快速生长的器官内Ca2+浓度的降低和K+／Ca2+比例的升高都是反映生长速率的重要生理指标，且生长速率与GAs的生理活性密切相关。喷施外源GAs可以提高番茄脐腐病的发病率。因为GAs能够阻碍Ca2+吸收和运输。喷施GA生物合成抑制剂可以提高植株内Ca2+的浓度。Ca2+能够保护膜的完整性，降低渗透性，阻止胁迫因素引起的离子渗漏，GAs与Ca2+有着相反的作用，它可以破坏膜的完整性，增加膜的透性。因此对脐腐病敏感的品种不仅会由于Ca2+浓度太低而发病，而且GA的水平也有着非常重要的影响。当在番茄幼果中发现较高浓度的有生理活性的GA、较低的Ca2+浓度时，脐腐病发生的可能性就比较大。但是，植株生长旺盛，Ca2+浓度较低并不一定预示着脐腐病发生的机率就高。因为细胞膨压的丧失和溶质的渗漏，可能只在由于各种胁迫因素如高盐、土壤水分缺乏、铵中毒而引起的膜完整性受到破坏时发生。当然，这些胁迫因素只有超过一定的限度才会诱导发病，而轻度胁迫还可增加植株对逆境的忍耐能力，降低脐腐病发生的机率。因为在轻度的逆境下，可以诱导ABA的合成，ABA可以降低GA的活性，提高植株对Ca2+的吸收能力。综上所述，Ca2+在发生番茄脐腐病原因中所担当的角色应该重新定位。尽管缺钙与脐腐病的发生有着密切的关系，但是不能再把它看成是第一位的或独立的因素，番茄脐腐病发生的主要原因可能不只是因为果实中Ca2+浓度过低。因此，控制番茄发生脐腐病的措施不应该只集中在提高果实内Ca2+的水平上，而应该综合各个方面的因素，使植株保持适宜的生长速度，避免生长环境的急剧变化，减少几种环境胁迫同时发生的可能性，从而达到预防脐腐病发生的目的。

茭白纹枯病研究进展

我国茭白( Zizania caduciflora Turcz．)栽培范围很广，长江中下游及其以南均有分布，尤以太湖流域栽培面积最为集中。茭白纹枯病在茭白栽培中普遍发生，主要为害植株的叶片和叶鞘。以前危害较轻，未引起人们的重视，近年来随着茭白栽培品种与栽培方式的改变及施肥水平的不断提高，茭白纹枯病发生日趋严重，一般田块病株率在10％-30％，有时高达60％以上，已成为茭白优质、稳产的严重障碍。在过去的10多年中，陆续有关于该病的研究报道，内容涉及病原鉴定、病害的发生规律及对产量的影响、病害防治、品种抗性等方面。本文综述近年来研究进展和展望未来的研究目标，以期推动今后的研究工作走向深入。

1 研究进展

1．1 纹枯病的病原物李清铣(1985)在对茭白纹枯病病原鉴定研究中，确认病原菌无性阶段为立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kuhn)，属半知菌亚门，无孢目；有性阶段为瓜亡革菌(Thabatephorus cucumeris Frank．Domk)，属担子菌亚门，胶膜菌目。初生菌丝无色，老熟时变为褐色，菌丝有分枝、分隔；分枝与主枝多成锐角或近直角，分枝菌丝基部均有明显的缢缩现象，距分枝不远处有一横隔膜，菌丝直径为4-11 m；菌丝的每个细胞具有多个细胞核，为3-5个；病菌在PDA培养基上，菌落生长初期，菌丝稀疏，紧贴于培养基表面，初为白色，后逐渐变为淡褐色；3-4天后菌落表面有白色疏松球状菌丝团形成，后变为大小和形状不一的灰色或近黑色菌核，内部为褐色，比较一致；菌核分布于全皿，但常在皿的边缘菌落先形成，大小0．4-4．5 mm。立枯丝核菌不产生无性孢子，以菌丝或菌核形态存在，具有形态学、生理学、生态学及致病性的差异和变化。刘立(1987)、梁继农(2002)在菌丝融合群及其致病性测定研究中，认为典型的茭白纹枯病菌和大多数水稻、玉米纹枯病菌同属立枯丝核菌的AGI-IA群，致病性强；梁继农(2002)将茭白纹枯病菌与水稻纹枯病菌交互接种后，发现其发病基本一致，认为两种作物的纹枯病菌为同一病原物。

1．2 影响病害发生的因素一般而言，影响茭白纹枯病发病的因素可分为两类：一类为不可控因素，主要包括气象因子如温度、湿度、降雨等；另一类为可控因素，主要包括肥水管理、药剂控制、品种布局、减少初侵染源等。从不可控因素方面看，病菌的发育与致病，适于25-32℃的温度范围和95％以上的相对湿度。在田间，植株内的小气候对病害发生的影响作用尤为明显。徐强(2002)认为，江苏7月中旬-8月中旬气温高、降雨多、田间湿度大，且植株生长旺盛、基部通风透光性比较差，是田间茭白纹枯病发生的主要时期。在影响该病发生流行的可控因素中，以肥、水、菌的效应较为显著，主要表现在对初侵染、水平扩展速率、垂直扩展速率、茭白孕茭期病情指数等的影响。其中，以施氮量对上述几方面的影响最为显著，其次为菌核量、种植密度和灌溉方式。徐强(2002)在对该病发生规律的研究中指出，不同茭白品种类型影响着该病的发生与流行。一般而言，植株比较矮小、分蘖多、生长势弱的品种，在重施氮肥和密植的情况下，有利于纹枯病的水平扩展和垂直扩展。不同熟性的品种，对纹枯病发生的影响也不一样，表现为早熟品种比晚熟品种更有利于病害的发生。尽管茭白品种间对纹枯病的抗性有一定差异，但目前尚未发现高抗品种，一般说来二熟茭比一熟茭较抗病。

1．3 病害对产量的影响茭白产量是由有效分蘖数、单茭重构成的。徐强(2002)在对茭白纹枯病产量损失测定研究中认为，病害对产量的影响主要是有效分蘖数的降低，其次是对单茭重的影响；病株率、病指愈高，有效分蘖数损失率愈大，产量损失相应也愈大；不同的病级之间单茭重有着显著或极显著的差异，单茭重损失率与病级之间存在着极显著的线性关系。不同茭白品种类型间，由于生长期的长短、生长势的强弱不一样，病害的危害程度及造成的损失也不一样。一般来说，一熟茭由于植株比较矮小，生长势弱、生长期短，抗病性较差，发病较快，病害所造成的损失较大。而作为二熟茭的不同品种之间，差异也很明显，如在江苏，无锡型品种长势相对较弱，所以病害危害较重，损失较大，而苏州型品种则由于生长势较强，故病害危害较轻，损失也较小。

1．4 病害的防治尽管选育和推广抗病品种是防治病害的根本途径，但目前茭白纹枯病的防治主要靠合理的栽培措施，并配合必要的药剂加以控制。有关防病栽培措施的研究报道较多，可归纳为如下方面。 ①实行合理轮作，对难以轮作的老茭田，加强田园清理工作，增施石灰，降酸增钙等。目的是尽量减少田间有害病菌，控制纹枯病初侵染量和水平扩展速率。 ②实行品种的合理搭配，改单一品种为多类型合理种植。 ③保持二定的栽植密度，避免过度密植。一般而言，种植密度维持在每穴0．71 m2左右时，能较好地控制病害的发生和扩展。 ④按不同的生育间阶段加强水分管理，适时、适度晒田。这对降低茭白纹枯病的垂直扩展速率、减轻纹枯病的危害有积极作用。 ⑤肥料管理上，施足基肥，及早追肥，增施磷、钾肥，避免过施和偏施氮肥，提高茭白抗性，减轻危害。在化学防治方面，很多试验表明，药剂防治关键是把握防治适期，药剂保护重点应放植株上部的几片功能叶上。由于构成产量损失的主要因素是有效分蘖数、单茭重的降低，所以防治适期应在分蘖期和孕茭前期。过去防治纹枯病的主要药剂是砷制剂如稻宁、田安等，但砷制剂药害较重，孕茭前期难以应用。目前防治纹枯病的药剂主要是井冈霉素，另外还有多菌灵、托布津、纹枯利、担菌宁、禾穗宁、氟担菌宁、苯来特、稻瘟净、克瘟散、地茂散、百菌清等药种。利用拮抗性微生物进行生物防治是控制纹枯病的有效手段之一。逗年来，很多专家研究发现了一些对水稻纹枯病菌有拮抗性的真菌和细菌。有理由相信，这些研究成果将有利于对茭白纹枯病的防治，这对于保护农业生态系统、实现蔬菜的无污染生产具有深远的意义。

2 研究展望茭白纹枯病的研究，虽然取得了一定的进展，但与其他作物的病害研究相比，仍有较多领域有待进一步展开。

2．1 病原物研究方面进一步开展对病原物生长习性的研究，如病原菌在田间的初侵染源、生长繁殖、越冬；不同的碳源、氮源等营养条件以及不同的温度条件、pH值对病原菌培养的影响等。开展此方面的研究，可以判明该病菌与其他作物纹枯病是否属于不同的培养型、生理型。另外，将病原菌与有关作物和常见杂草进一步进行人工接种及开展田间自然感病调查，明确病原物与其他作物病害的关系，以利于实现对该病的综合防治。

2．2 品种的抗性和遗传研究方面尽管目前尚未发现高抗或免疫的品种，但必须加强茭白抗病种质资源的鉴定和筛选，并利用辐射诱变、生物技术等手段创造新的变异，为抗病育种服务。茭白属于无性繁殖，目前主要靠田间定向选择选育新品种(品系)，但仍应开展相关性状的遗传研究，以探明种群抗性变异构成特征，为茭白抗病新品种的选育奠定理论基础。

2．3 寄主的抗性机制研究方面寄主对病原菌侵染有多方面的抵抗能力，如形态结构对病菌的不适应，生理代谢对病原菌的限制以及抗病物质的产生等。就茭白纹枯病抗性机制研究而言，可从如下几方面展开。 ①植株的形态结构、生理年龄与病害侵染、发生的关系植物病害的发生和流行往往与植株的形态结构和生理年龄有关，如叶鞘的抱合程度、叶片的开张度，植株的各生长发育阶段等。有关水稻纹枯病在该方面的研究表明，纹枯病菌的菌丝体是从叶鞘内侧侵害稻株组织，而幼龄稻株叶鞘紧包茎基部，但随着株龄的增加，叶鞘变得疏松，菌丝体较易侵入；在抽穗期前，低位叶鞘比高位叶鞘易受侵害，而抽穗之后，高位叶鞘也会受侵染；叶片和叶鞘的感病性以及病斑的大小，随其年龄的增加而增加，通常在抽穗前，低位叶片和叶鞘比高位的易感病，但在孕穗后，较高位的叶片和叶鞘也会感病。茭白纹枯病菌的侵染与发生，是否存在类似的现象，有待于研究，这对于抗病品种的选育、进行合理的栽培管理意义深远。 ②植物组织结构与抗性的关系植物抗性高低往往与植物组织结构有关，如植株表面蜡质层、硅化细胞、木质素、叶绿素等。植株表面蜡质层、硅化细胞是抵抗和延迟病原菌侵入的一种机械障碍，往往可以作为衡量品种抗感性的指标，也可以作为鉴别品种抗性的一种快速手段。 ③植物组织中的一些酶类活性、病原相关蛋白(PRs)与抗性的关系如作为氧化酶系统的过氧化物酶(PO)、多酚氧化酶(PPO)，植物次生物质代谢系统中比较关键的苯丙氨酸解氨酶(PAL)等。再则，植物体内游离氨基酸、糖分等的含量高低与作物抗性的关系等等。上述这些，目前在茭白纹枯病的研究中仍属空白，有待于展开。

2．4 病原菌的致病机制研究方面健康植物的细胞和组织进行着正常有序的代谢活动。病原侵入后，寄主植物细胞的正常生理功能就遭到破坏。病原生物对奇主的影响，除了夺取寄主的营养物质和水分外，还对植物施加机械压力以及产生对寄主的正常生理活动有害的代谢产物，如酶、毒素和生长调节物质等，诱发一系列病变，产生病害特有的症状。开展这方面的研究工作，对于探明茭白纹枯病菌的致病机制，具有重要意义。

辣椒疫病防治研究进展

辣椒疫病是由Phytophthora capsici Leon．所引起的一种毁灭性病害，可经雨水、土壤、气流等多种途径传播，除了引起大面积死秧外，还可造成叶片枯萎、果实腐烂、茎秆出现坏死斑，以及整株萎蔫死亡等多种症状。该病于1918年首次在美国新墨西哥洲发现，现已在世界各辣椒产区普遍发生。近年来，国内很多地方都有大面积发生的报道，损失严重，给辣椒生产带来了很大的影响。由于该病原菌的传播途径多样，病害的发生常呈现暴发性，因此单一的防治方法往往达不到应有的效果，须采取多种措施相结合的综合防治策略。

1 选用、培育抗病品种防治辣椒疫病由于辣椒疫病的传播途径多，病原菌的卵孢子在土壤中能长期存活，所以在适宜的温湿度情况下，很容易造成辣椒疫病的暴发流行，使辣椒在短期内大面积枯死。而适宜辣椒生长的季节其温湿度也非常适合于疫霉病菌的生长和繁殖，因此，对辣椒疫病的防治措施中重要的一项工作就是选育抗病品种。1960年Kimble等首次报道辣椒对疫霉菌的抗性，后来研究发现辣椒对疫霉菌的抗性表达受多种因素如温度、水分、接种体浓度、接种时间、接种菌株、接种方法和辣椒生育期等的影响。我国辣椒抗疫病育种研究工作起步较晚，但经过广大科研人员的努力，已建立了一些行之有效的鉴定辣椒抗病品种的方法，并对辣椒抗疫病的机制进行了探讨。黄风莲等研究发现，辣椒抗疫病的性状与植株体内的多酚氧化酶PPO活性、苯丙氨酸裂解酶PAL活性及可溶性蛋白的含量呈正相关，与过氧化物酶POX的活性呈负相关。王兰兰等对16份辣椒材料在6叶期进行苗期人工接种，有3份材料接种后的病情指数低于30，占18，75％，最低的病情指数为22．2，没有高抗品种。刘建华等在1991~1995年间对1 079份辣椒资源进行幼苗6叶期抗性鉴定，以茄门辣椒作感病对照，根据相对抗病性指数(IRR)，得到抗病材料60份，占鉴定资源总数的5．56％，耐病、感病、高度感病的材料分别占27．06％、60．24％、7．14％。国外辣椒抗疫病育种工作取得了较大的成绩，鉴定出的SCM334、Perennial等品种具有较好的抗疫病能力，可以作为抗源材料。但总的说来，辣椒抗疫病材料并不丰富，很多只是中抗或耐病品种，很少有高抗品种，更谈不上有免疫品种。另外，辣椒疫霉病菌有很多不同毒力的菌株，在某地被认为是抗病的品种可能在其它地方又成为感病品种。此外，根据国内外有关学者对辣椒抗疫病遗传机制的研究，发现辣椒抗疫病的遗传规律相当复杂，可以说不同的研究者有不同的结论，有的认为是由单基因控制，有的认为是由寡基因控制，但更多的人认为是由多基因控制的。1999年Walker等研究辣椒对辣椒疫霉菌Phytophthora capsici所引起的根腐和叶片枯萎两种症状的抗性遗传时，用两个感病品种Keystore和Earty Jalaperio分别与抗病品种CM334杂交，得到F1代全部表现为抗病。但来源于Earty Jalaperio的F2代对根腐抗性和叶片枯萎抗性的分离比例均为9：3：3：1(r．r／f．r：r．r／f．s：r．s／f.r：r．s／f．s，下同)，表明有一个独立的显性基因控制根腐抗性，另外还有一个独立的显性基因控制叶片枯萎抗性。而来源于Keystore的F2代对根腐和枯萎的抗性分离比例为7：2：2：5。出现这样的分离比例，作者认为需要有一个显性基因控制根腐抗性，还有一个不同位点的显性基因控制叶片枯萎抗性，另外在这两个基因中至少有一个基因的等位基因作为第3个基因参与根腐和叶片枯萎抗性的表达。 Hwang等研究了辣椒抗疫病与细胞质雄性不育(CMS)和核雄性不育(GMS)的关系，发现用CMS-A与6个抗疫病材料杂交都可育，表明这些抗疫病材料带有恢复基因型N(s) MsMs。

2 利用栽培技术等农业措施防治辣椒疫病防治植物病害的主要任务是营造出有利于植物生长发育而不利于病原物生长发育的环境条件，因此可以采用一些农业防治措施来达到这个目标。

2．1 选择合适的肥料 Forster等在温室中用水培法测定磷酸盐和亚磷酸盐作为磷肥对辣椒生长及辣椒疫病的影响，发现用亚磷酸盐作磷肥时，辣椒植株生长矮小，表现出缺磷的症状，而用磷酸盐作肥料时，植株生长正常且辣椒疫病的发生率要低得多。也有报道施用2％的硅肥和硼肥可提高辣椒的抗病性，而锌肥却没有这种效果。

2．2 选择适当的灌溉方式采用小水沟灌，杜绝大水漫灌，有条件的地方可进行滴灌。Xie等报道1995-1996年在新墨西哥州测定每天滴灌、每3d(天)滴灌和沿沟漫灌3种方式对辣椒品种Newner06-4产量和疫病的影响，发现每天滴灌可以使土壤的湿度适合于辣椒生长而不适合于疫病的发生。

2．3 改进栽培措施高畦深沟地膜覆盖栽培，北方地区可采用与小麦套作和玉米间作方式，深施有机农家肥。吕和平等经多年调查发现，起垄覆膜栽培、轮作倒茬、合理套作、浅灌控水等措施对防治辣椒疫病有明显的控制作用，在重病区采取这些措施可使病株率降低73．9％，产量提高13％。

2．4 采用嫁接方法程子林等从10余个辣椒、茄子等材料中筛选出3个对辣椒疫病菌有较强抗性的品种作为砧木，采用靠接、劈接等方法，嫁接成活率达90％-98．7％，防效达95．3％~96％，可增产23％~25％，且辣椒果实外观无明显变化。不过，可能由于商业秘密方面的原因，该文并没有报道用作砧木的品种名称。

2．5 运用生态学方法 Ristaino等认为以生态为基础的有害生物管理(ecologically based pest management，EBPM)策略是防治有害生物最安全、最易操作和可持续发展的一种方法，提出可以从选择适宜的种植地、适时移栽、合理灌溉、注意轮作、及时晒地和补充有机肥、精选抗病品种等诸多方面防治辣椒疫病的发生和为害。

3 化学药剂防治辣椒疫病由于辣椒疫病的病原菌可在土壤中长期存活，因此辣椒疫病的发生主要与气候、品种抗病性等关系较为密切。病害发生多从侵染根部开始，当地上部分表现症状时，再用化学药剂进行防治可能达不到应有的效果。因此用化学方法防治辣椒疫病也要系统用药，不要等疫病大面积发生才开始用药。具体来说在辣椒育苗时，结合防治苗期的猝倒病、根腐病等病害，喷施1~2次800倍液58％甲霜锰锌可湿性粉剂或1 000倍69％安克锰锌可湿性粉剂；定植后，可用35％霜霉威水剂300倍液、58％甲霜锰锌可湿性粉剂500倍液、80％乙磷铝可湿性粉剂400倍液、69％安克锰锌可湿性粉剂1 000倍液灌根；始花期，每隔10d(天)左右，用58％甲霜锰锌可湿性粉剂500倍液、72％克露可湿性粉剂400倍液、69％安克锰锌可湿性粉剂1 000倍液灌根，连续4-5次，也可进行喷雾，但重点应喷施到根部和茎基部才能有较好的效果。现有的防治疫病的主要药剂甲霜灵、霜脲氰、乙磷铝等内吸性杀菌剂属于特异性位点抑制剂，对病原菌的作用位点单一，只对病原菌的单一代谢环节起作用，一旦此位点发生突变，药剂即不能与其产生作用，从而导致病菌产生抗药性。因此监测疫霉病菌对甲霜灵、乙磷铝等药剂的抗性及了解病菌的抗性遗传特点、筛选新的药剂成为化学防治疫病的主要目标。罗赫荣等研究发现辣椒疫霉对甲霜灵的抗性由不完全显性基因控制，对霜脲氰的抗性由完全显性基因控制，二者不存在连锁遗传关系，因此可轮用或混用这两种药剂来防治辣椒疫病。目前发现的野生辣椒疫霉菌株已有55．6％存在抗药性，甲霜灵与恶唑烷酮、甲呋酰胺间存在交互抗性，与霜霉威间没有交互抗性。Pennisi等1998年报道从意大利南部地区分离到60个辣椒疫霉病菌菌株，体外测定对杀菌剂甲霜灵的敏感性，筛选到一些不敏感的菌株。由于现有防治辣椒疫病的主要化学药剂都存在被病原菌克服毒性的可能，因此筛选新的对辣椒疫霉有效的药剂成为一种要求。目前已发现有许多化学物质如碳酸氢钠、氯化钠、硫酸钙、氯化钙等对疫霉菌的生长和病害的发展都有刺激作用，杨君丽在室内测定了3种杀菌剂对辣椒疫病的抑制作用，发现克露(美国杜邦公司生产)的抑菌能力最强，速克灵(日本住友公司生产)次之，利得最弱。Neshev对不同辣椒品种Kurtovska kapiya 1969、Kalinkov 800／7、Albena、Sofia's　kapiya、Bucketen进行人工接种，苗期喷施辣椒疫霉菌游动孢子104个/mL。移栽50-60d(天)开始处理，用不同药剂Ambis和Ridomil防治辣椒疫病，然后每15d(天)记载发病率、茎高和产量，发现只有Ambis效果最好，施药1个月后辣椒疫病的发生率仅2／150，产量也最高。ethaboxam是韩国开发的第一个拥有自主知识产权的杀菌剂，于1998年登记，Kim等测定了这种新杀菌剂对黄瓜霜霉病、马铃薯晚疫病和辣椒疫病的防治效果，发现均能控制病害的发生，且优于对照药剂甲霜灵。杨宇红等通过室内和田间试验，筛选出辣椒重茬剂A，对辣椒疫病、白绢病的防效达86．3％，增产25％以上。

4 利用生物技术方法防治辣椒疫病

4．1 筛选拮抗微生物来防治辣椒疫病从不同生态、植被的土壤中采集样品，筛选拮抗微生物，朱宗源等发现在测定的7425株菌株中，有347株菌株对P. capsici有较好的抑制作用，其中细菌15株，真菌15株，放线菌317株，其中防疫I号和防疫Ⅱ号对辣椒疫病的相对防效分别为80％和60％，更有意义的是防疫I号和防疫Ⅱ号还能促进辣椒植株生长，增加鲜质量，发现防疫工号在土壤中有较强的生存能力。Jubina等从印度不同黑辣椒(Piper nigrmn)产区分离根际细菌进行体内外生物防治试验，发现在194个菌株中，有8个在室内可减少辣椒疫霉病菌孢子的产生，田间试验表明这些根际细菌能有效地控制病害，死亡率为43．5％，而对照为100％，有3种菌株施用90d(天)后还有很好的效果。有人从拮抗菌Pseudomonas aeruginosa B5中提取一种醣酯类抗生素rhamnolipid，室内测定表明该物质在10g/mL时可抑制疫霉菌(Phytophthora capsici)、尾孢霉(Cercospora　kikuchii)、枝孢霉(Cladosporium cucumerinum)、炭疽菌(Colletotrichum orbicular)、稻瘟菌(Magnporthe grisea)的生长，显微镜检查发现辣椒疫霉的游动孢子出现裂解，在25g/mL，时可抑制游动孢子萌发，50g/mL时可抑制菌丝生长。另外，从一串红植物根际分离到Serratia marcescens，发现该菌能产生抗生素，对疫霉菌有较强的抑制作用，并利用转座子插入技术诱导该菌发生突变，再通过乙醇、氯仿、硅胶柱层析等步骤将其代谢物纯化，得到灵菌红素(prodigisin)，该物质能抑制疫霉休眠孢子的萌发和菌丝的生长。Lee等在室内单独用诱抗剂-氨基丁酸(DL--ammino-n-butyricacid，BABA)1 000g/mL或联合根际细菌BurkhoMeria cepacia N9523菌株，对辣椒疫病均有很好的防效，BABA在田间也有良好的作用。然而单独用Burkholderia cepacia或联合BABA在田间无明显作用。用拮抗菌Pseudomonas aeruginosa)菌株950923-29联合BABA在田间有良好的作用，单独用二者效果更加好。哈茨木霉Trichoderma harzianum抓在控制辣椒疫病上也有显著的作用。

4．2 利用生物诱导辣椒抗病性 Lee等先接种TMV辣椒菌株，再接种辣椒疫霉的游动孢子，发现辣椒疫病的严重度和病斑均小于对照，从接种叶片中分离到PRl和PR5蛋白，表明接种TMV后诱发辣椒产生系统获得抗性(system acquired resistance，SAR)。用辣椒疫霉菌的冻干菌丝和培养滤液激发抗病品种Smith-5、感病品种Americano和Yolo Wonder的反应，发现它们的电导率发生改变、出现褐变现象以及产生辣椒素和积累病程相关蛋白如葡聚糖酶(EC3．2．1．39)和几丁质酶(EC3．2．1．14)，但抗病品种表现出比感病品种的应急反应更快，用冻干菌丝接种后18小时辣椒素积累最快，用培养滤液接种后12h(小时)辣椒素积累最快。发现从疫霉属的4个不同种中分离出4种激发子(elicitin)：cactorein、 eapsicein、parasiticein和coyptogcein，能激发植株的防御反应。Nespoulous等通过层析和电泳技术从辣椒疫霉Phytophthora capsici的培养滤液中分离出具有高磷酸酯酶B活性的两个同功酶，分子量分别是X和32Kd，与辣椒疫霉Phytophthora capsici的激发子capsicein有很高的同源性。

4．3 利用基因工程技术防治辣椒疫病由于辣椒对疫病的抗性是由多基因控制的，因此分离和克隆抗病基因相当困难。但可以将广谱抗真菌基因转化到辣椒植株上，也会得到较好的效果。Sripmsertsak在1999年报道将苯丙氨酸氨基裂解酶基因与编码GUS的报告基因构建一个融合质粒，并用农杆菌介导的叶盘法转化到烟草植株，通过接种致病菌和非致病菌来检测成熟叶片中PSPAL2启动子中GUS的表达情况，用非致病菌Phytophthora capsici接种能检测到过敏性反应HR周围叶片中有GUS表达，尤其是在PSPAL2-FL和PSPAL2-FLdl的转化植株中表达更强烈。

5 今后的发展方向由于化学药剂对环境污染以及生物多样性的影响，防治植物病害最有效的方法是利用抗病品种，同时给植物一个健康向上的生长环境，即植物健康管理(plant health management，PHM)。植物健康管理比有害生物综合治理(integrated pest management，IPM)的提法年轻，同时PHM建立在IPM基础之上且包括IPM，但不能取代IPM。当今，倡导科技以人为本，在植物种植过程中，是否也可提出以植物为中心的策略来防治植物病虫害呢?答案是肯定的。因此，防治辣椒疫病的关键是提高辣椒的抗病性。可以从三个方面着手：从辣椒栽培品种或野生品种中筛选出高抗的品种；从烟草、黄瓜等其它植物中筛选出对疫霉菌具有高抗或免疫的品种；从微生物中筛选能降解疫霉菌毒素的物种，然后通过品种杂交或基因工程技术将抗病基因或抑菌基因转移到农艺性状优良的辣椒品种中，得到新的抗病品种。其次，充分利用植物资源，从植物中筛选出对病原菌有强烈抑制或杀伤作用的物质，达到人与自然的和谐。

韭菜组织培养研究进展

韭菜(Alhbm tuberosum Rottl．ex Spreng．)别名草钟乳、起阳草，百合科葱属多年生宿根草本植物。染色体数32。含丰富的维生素C、碳水化合物及硫、磷、铁等矿物质，尤其富含胡萝卜素和纤维素，还含有辛香的挥发性物质--硫化丙烯，有增进食欲和杀菌的作用。其种子在中药学上称作韭菜籽，含有生物碱及皂苷等。韭菜叶、根和种子均可作中药，味辛、性温，有温中行气、散血解毒的功效。韭菜原产于中国，栽培历史悠久，三千多年前就有献羔祭韭的诗句。韭菜耐寒、适应性强，我国东自滨海，南至海南，西及青藏，北抵黑龙江都有栽培。我国是韭菜生产大国，每年都有韭菜出口日本，近两年向日本出口的韭菜数量增加了8倍，但韭菜品质一直没有日本本国生产的好。我国已加入WTO，为了保证出口韭菜在海外的市场份额与竞争力，采取相应措施提高品质是非常必要而紧迫的。

1 概况

自德国植物学家Haberland提出植物细胞的全能性理论并进行离体培养探索以来，历经100年，经过科学家们不遗余力的努力探索和研究，植物组织培养逐渐趋于成熟，形成了一门效益显著的技术科学。它不仅在遗传学、生理学及病理学等学科的理论研究上具有重要的意义，而且在植物育种和生产应用上也有着明显的实用价值。对于韭菜组织培养的研究，早在1977年Zee等就已培养韭菜无菌苗幼叶获得了再生苗，但植物的再生频率较低阎。近20多年来，随着国内外对韭菜组织培养研究的增多，现已建立了高频韭菜植株再生体系，为基因工程技术在韭菜遗传改良上的应用奠定了基础。

2 研究进展

2．1 器官片段作外植体的组织培养

①花序培养郝建平等(1995)将韭薹未张开的花序用0.1％升汞消毒10 min，无菌水冲洗3次，剥去苞片以后，切取内部花序，接种于附加不同种类和浓度的MS培养基上分化形成愈伤组织。愈伤组织在分化培养基中分化成苗或者不经继代直接分化成苗。在含有NAA的培养基中分化生根，形成完整的再生植株。Nair等(1993)诱导山韭花蕾愈伤组织产生，然后在BDS+2，4-D 1 mg／L+BA 3 mg／L培养基中培养再生芽，诱导生根后90％的再生植株能够成活。 ②茎尖培养茎尖是最常用的外植体。秦波等(2002)rq取生长健壮无病虫害的圣堂野生大叶韭菜为供试材料，清水洗净，剪去叶片和根，切除多余茎段。将消毒好的材料在无菌条件下剥去余下叶，取出茎尖接入MS+2，4-D 2 mg／L+KT 1 mS／L+ZT 1mg／L十蔗糖30 g／L+琼脂5 S／L诱导培养基上，30天后大部分培养基上出现愈伤组织和丛生芽。将诱导组织分切后放入MS+KT 1 mS／L+ZT 1 rog／L+NAA 1 mg／L+蔗糖30 g／L+琼脂5 g／L增殖培养基中，增殖3-5代后，可获得许多不定芽。再将增殖产生的健壮不定芽转入1／2 MS+BA 0．2 g／L+NAA0．5 mg／L+蔗糖30 g／L+琼脂5 g／L的生根培养基上，经过20-30天，可获得大量生根苗，且每一小苗可长出3-5条根。 ③鳞茎培养贾芬等(1995)将消毒后的韭菜种子接到MS培养基上，待发芽长成小苗时切取鳞茎，接种在MS+6-BA 1 mg／L十3％蔗糖的诱导培养基上，约20天基部出现斑黄色愈伤组织，3-5天后，大多形成黄色小瘤状，表面尖滑，尖端出现小绿点，一周后均形成芽，15天后将长出的丛生鳞茎去掉顶端部分，转接到1／2 MS+I．5％蔗糖的生根培养基中，10天左右下部产生白色小点，并逐渐长出白色不定根，成为完整植株。将试管苗炼苗1天，移栽到培养土中，15-20天后长出新叶即可定植田间，成活率可达85％1：2上。 ④根尖培养研究表明，韭菜根尖也是培养植株再生的优良外植体。Shuto等(1993)用韭菜的根尖(0．2-0．3 mm)培养，在MS+NAA 1 mg／L上诱导愈伤组织，然后在MS或MS+BA 0．01 mg／L上分化芽和根，形成再生植株。张松等(2002)把消毒后的韭菜种子置于MS基本培养基上，种子萌发后取0．5-1．0 mm的根尖为外植体，接种于MS附加不同浓度的NAA和BA的诱导培养基上。结果发现在MS+NAA 1 mg／L+BA 2 mg／L培养基上可一次成芽，芽分化频率高达65．4％-83．7％，出芽数达40．1-46．7个，在2-3个月的时间内可以获得大量的再生植株。

2．2 单倍体培养

自从San Noceat(1976)用胚珠培养出单倍体起，通过体外雌核发育途径再生单倍体植株成为有些植物上取代花粉(药)培养的有效途径。田惠桥等(1989)用韭菜未传粉子房在MS+ZT 0-2 mg／kg+2-甲基-4-氟苯氧乙酸(Mcpa)上从胚囊中诱导出单倍体植株；同时研究还表明韭菜的反足细胞的胚胎发生频率高于卵细胞。Kojima(1989)建立了花顶培养一胚珠培养一胚培养的再生韭菜双单倍体的培养体系。

2．3 培养基及影响因素

韭菜组织培养常以MS(Murashige and Skoog，1962)为基本培养基，其中蔗糖浓度一般为1．5％-3．0％，琼脂5-7 g／L，pH值5．8-6．0。 ①基因型的影响张松等对韭菜不同基因型不定芽的分化进行研究，在MS+NAA 1 mg／L+BA2 mg／L培养基上接种不同品种的根尖外植体，30天后调查不定芽的分化情况。结果发现供试的14份材料均能产生愈伤组织和分化不定芽，且产生愈伤组织的外植体多数能再分化形成不定芽，分化数目也较多，愈伤组织分化频率较低的品种出芽率也较低。 ②激素对愈伤组织的影响研究表明，在韭菜花序的组织培养中，只添加生长素(NAA或2，4-D)的培养基中愈伤组织的生长量很少。细胞分裂素与生长素配合使用，则出愈率较高，其中6-BA的效果优于ZT和KT。适当提高6-BA的浓度(1 mg／L)对愈伤组织的形成有利。高浓度的2，4-D(4 mg／L)对出愈有抑制作用，同时2，4-D浓度过高(2 mg／L)或过低(0．25 mg／L)都会影响愈伤组织的增殖，并且易使愈伤组织褐化。未经继代的愈伤组织在诱导培养基中可直接分化成苗，其中ZT对成苗的促进作用最强。在含有NAA和细胞分裂素的培养基中，愈伤组织的生长状态良好，均可分化出苗。从而得出结论，当单独使用生长素时，可促使韭菜花序脱分化过程的启动和愈伤组织的形成；当细胞分裂素与生长素配合使用时，可显著增加出愈率和促进愈伤组织细胞的增殖。 ③激素对不定芽分化的影响将韭菜种子萌发10天后长0．5-1．0 cm的根尖接种于附加不同浓度NAA和BA的MS培养基上，3天后从不定芽的分化情况可以看出，NAA和BA对韭菜组织培养的作用显著。在MS+NAA 1 mg／L+BA 2 mg／L培养基上，不定芽诱导频率最高，为80．6％，平均出芽数也最多，达46．5个；MS+NAA 2 mg／L+BA 1 mg／L和MS+NAA 2 mg／L+BA 2 mg／L次之。同时发现易产生愈伤组织的外植体芽分化频率和出芽率均较高。 ④苗龄对不定芽分化的影响随着苗龄的增加，芽分化频率和平均出芽数呈下降趋势；7-10天苗龄的根尖外植体最适于脱分化和再分化，芽分化频率达83．7％-86．4％，平均出芽数达42．2-46．7个，是最适宜的取材苗龄。 ⑤抗生素对植株再生的影响在对卡那霉素(Km)和噻孢霉素(Cef)及Timentin对韭菜组织培养影响的研究中发现问，Km对韭菜植株再生有很强的抑制作用，在Km为20 mg／L时就完全抑制愈伤组织和不定芽的发生；Carb和Cef也抑制韭菜根尖培养的植株再生，其中Cef的抑制作用更加显著，当Carb 500 mg／L或Cef 300 mg／L就完全抑制不定芽的再生；Timentin对愈伤组织和芽的分化影响不大，抑制性主要表现在出芽数随浓度的升高而降低，当Timentin浓度为500 mg／L时，平均出芽数仍可达到23．8个，为对照的49．4％，因而可以选择Timentin作为农杆菌的生长抑制剂。 ⑥温度对生根培养的影响秦波等发现，在其他条件一定时，温度对生根培养影响较大，当温度为(20+2)℃时，组培苗生长健壮；当温度超过30℃时，组培苗生长基本停止，有的甚至死亡；当温度低于15℃时，根系生长良好，但茎叶生长缓慢。因圣堂山野生大叶韭菜生长在大山谷中，喜冷凉的气候，所以得出结论，外植体的培养最好满足其生长环境才能生长良好。

3 问题及展望

随着生理、生化等相关学科的发展，韭菜快速繁殖技术将日趋成熟。对于在愈伤组织培养过程中易产生遗传性变异，特别是染色体倍性的变化，Viterbo等(1992)指出遗传变异是由培养条件引起的，这些变异可用酶的多态性分析，在分化前通过分析酯酶、6-磷酸葡萄糖脱氢酶和过氧化物歧化酶探知，这为预测和预防变异提供了新方法。同时产生较大的遗传变异是选育新品种的基础，因而伴随组织培养技术的日趋完善，可以将植物组培技术与分子生物学方法结合起来，在细胞水平上进行遗传修饰，重组DNA，以改良韭菜品种；也可以与多倍体诱导相结合，从而加速和丰富韭菜的多倍体育种；还可以通过胚培养途径，将诸如山韭具有花期长、抗真菌细菌性病害等的优良性状输入栽培种，以扩大栽培种的基因库。Dommise等(1990)认为与韭菜同属的洋葱是农杆菌的天然寄主，当酚类物质如乙酰丁香酮在农杆菌侵染中的作用被发现后，利用农杆菌介导法将外源基因导入单子叶植物成为可能。目前，我国韭菜的转基因工作也正在进行。随着生物技术产业化发展的日益加快，植物组织培养技术必将会加快韭菜新品种选育的工作进程，并使韭菜组织培养技术尽早地实用化，增强我国加入WTO后韭菜出口的竞争力。

蔬菜硝酸盐积累机制研究的现状与展望

蔬菜是一种易富集硝酸盐的作物。研究表明，人体摄入的硝酸盐有70％~80％来自蔬菜。硝酸盐本身对人体无害或毒性相对较低，但现代医学证明硝酸盐在人体内经微生物作用可被还原成有毒的亚硝酸盐，亚硝酸盐可使血液的载氧能力下降，从而导致高铁血红蛋白低氧血症，婴幼儿尤其如此；另一方面；亚硝酸盐可与人体内的次级胺(仲胺、叔胺、酰胺及氨基酸)反应，在胃腔中(pH=3)形成强力致癌物--亚硝胺，从而诱发消化系统癌变。这对人类的健康形成了潜在的威胁。早在1907年，Richdson就发现了新鲜蔬菜中的高硝酸盐含量问题。从此以后，国内外的研究者对硝酸盐在蔬菜中的积累机制、还原规律和调控方面进行了许多研究工作。

1 植物对NO3-的吸收、运转和还原大多数植物从土壤中吸收的氮素主要是硝态氮，由于硝态氮中的氮呈高度氧化态，而体内氨基酸、蛋白质等含氮有机物中的氮则是还原态。因此进入植物体内的硝态氮在参与合成体内含氮有机化合物之前，必须先还原成氨，这个过程称为硝酸盐的还原。硝酸盐的还原可在根中，也可在茎叶中进行，两者还原所占的比重因植物种类、年龄和硝酸盐供应水平等因素而异。一般来说，植物根系在逆电化学势梯度(170~250 mv)下，主动吸收土壤或栽培介质中的硝酸盐。硝酸盐以共质体途径进入根部，这一过程需消耗能量。一般认为，根细胞膜上存在NO3-的专性载体--透过酶(载体蛋白)。这种载体借助与质膜上ATP酶水解ATP所形成的质子驱动力，把NO3-运入膜内。进入植物根部的N03-部分被同化为氨基酸、蛋白质。而大部分的NO3-则通过蒸腾拉力以硝酸根离子的形式经由木质部输送到植物地上部，并分布在细胞的液泡和原生质中，呈现出区域化分布。而硝酸还原酶主要存在原生质中，这部分NO3-在硝酸还原酶(NR)和亚硝酸还原酶的作用下，还原同化为NH4+。反应式为 NO3-+NAD(P)H+H+=NO2-+NAD(P)+H2O NO2-+Fdred+8H+=NH4++Fdox+2H2O 由硝酸还原形成的氨，或植物直接从外界吸收的氨，在植物体内不能积累(氨可使氧化磷酸化和光合磷酸化解偶联，对植物有毒害)，它必须进一步同化为有机氮化合物。植物体内参与有机氮化合物形成的过程称为氨同化作用。氨同化形成的最初有机氮化合物是谷氨酸和谷氨酰胺，谷氨酸常被称为领头氨基酸，它再经转氨基作用形成其他的氨基酸。谷氨酰胺既是植物运输和储存氨的形式，也是解除氨毒的一条主要途径。反应如下酮戊二酸+NH3+NADH=谷氨酸+NAD++H2O 谷氨酸+NH+：谷氨酰胺+H2O 谷氨酸+-酮戊二酸：丙酮酸+丙氨酸由氨基酸进一步合成蛋白质是在生物基础模板DNA的指导下进行，DNA通过复制、转录和翻译，合成蛋白质。这一过程分为五个阶段：氨基酸的活化、氨酰tRNA的合成、肽链合成的起始、肽链的延伸、肽链合成的终止和释放。氨基酸的降解则转变成糖或脂肪酸的高分子化合物。由于硝酸盐的还原和氨的同化所需的能量和还原剂来自光合作用或呼吸代谢，因此硝酸盐的同化与光合作用和呼吸作用之间存在着密切的联系。

2 NO3-积累的生理机制 Heimer和Filner最早提出硝酸根存在的两个库，即代谢库与储藏库，代谢库位于细胞质内，储藏库位于液泡内。只有代谢库内的硝酸根离子才可诱导产生NR并参与还原。因为糖酵解是在细胞质中进行，它的产物就是氨反应的底物，亚硝酸根离子生成的停止是由于代谢库内的硝酸根离子耗尽所致。组织内剩余的硝酸根离子即为储藏库内硝酸根离子的含量，代谢库中的NO3-只占细胞内含量的一小部分，而大部分则存在于液泡，因为成熟植物细胞中的液泡体积占总体积的90％。液泡中的NO3-与细胞中的NR在细胞中存在的这种非一致性，可能是造成硝酸盐在植物体内积累的一个重要原因。但也有不少学者认为植物体内硝酸盐的积累是一种奢侈消耗问，植物在氮素供应过剩时，以超过自身需要的速度吸收硝态氮，并将多吸收的硝态氮贮存起来，以便在氮素供应不足时，维持正常生长需要。Chapin等认为积累在液泡中的NO3-有其重要的生理意义，在营养充足的情况下，植物过量(超过还原能力)吸收N03-是为了保证介质在N03-供应下降时，液泡中的NO3-进入细胞中，维持植物的生长需要。NO3-除了作为合成蛋白质的氮源外，在液胞内还是重要的渗透物质，尤其在弱光条件下，植物体内碳水化合物合成减少，液胞内有机物含量下降，NO3-可以替代其渗透调节作用，而且需要的能量也低。这就决定了植物在生长过程中势必要积累一定的NO3-，只是量的多少又取决于植物的遗传及生物学特性、环境因子等因素。其次，认为蔬菜硝酸盐的吸收速度与还原速度的不-致，是硝酸盐积累的另一原因。据报道，芜菁硝酸盐累积是由于硝酸盐吸收速度快，而胡萝卜则是由于还原速度过低所致。Margaretha也指出，莴苣品种间累积硝酸盐的差异不仅仅是实际还原能力具有差异的缘故。所以，蔬菜吸收和还原硝酸盐速度的不一致，也是不同种类或品种积累差异的原因。这样凡是影响NO3-的吸收、还原、运输能力及硝酸还原酶活性(NRA)的因素，都影响着硝酸盐的积累。

3 硝酸盐积累的影响因子

3．1 内部因子影响蔬菜硝酸盐含量的主要内部因子有蔬菜种类、品种、部位及其生长阶段。 ①不同种类与品种近年来国内外对蔬菜体内硝酸盐含量进行了大量的研究。结果表明，一般叶菜类蔬菜含量较高，根菜类次之，果菜类硝酸盐含量较低，同一种蔬菜不同品种间硝酸盐积累量也存在着较大的差异，其变化范围是1．4-20．8倍。这主要是因为不同植物类型对硝酸盐有着不同的亲和力。Cacco等假设了在硝酸盐吸收过程中不同基因型植物的4种情况。a．高Vmax(离子吸收的最大速度)和高Km(离子与载体的亲和程度)的基因型植物能够适应高浓度的养分条件。b.高Vmax和低K。值的基因型植物能适应较广泛的营养条件。c．低Vmax和低Km值的植物比较适合低浓度的养分条件。d．低Vmax和高Km值的植物在任何浓度下都难以生存。高祖明等人研究也表明，不同遗传类型植物间的Km值和Vmax有明显的差异。根据不同蔬菜对NO3-的亲和程度，除个别Km值较小的专性喜硝蔬菜外，对兼性喜硝蔬菜或Km值较大的蔬菜，可考虑用NO3-N、NH4+-N混合供肥，或大部分用 NH4+一N，以降低蔬菜硝酸盐的积累，提高蔬菜的品质和商品性。其次，不同基因型植物间的NRA也存在差异。这些差异不仅取决于植物的遗传特性，而且与植物自身代谢水平及对外界环境变化的适应性调节密切相关。一方面，NRA高的植物品种具有高效率的硝酸盐诱导系统。其体内具有较高的酶蛋白，较高的酶蛋白合成速率及高水平而稳定的mRNA。另一方面，不同基因型植物的硝酸还原酶受硝酸盐诱导后，其活性变化的速率和幅度不同。由于硝酸盐还原需要消耗能量，所以，在不同环境条件下，植物根据自身的代谢需要、能量及中间产物的供应情况来调控NRA，从而影响硝酸盐的还原和积累。但是，也存在着争议，有人认为随着栽培介质中硝酸盐浓度的不断升高，不同基因型植物对硝酸盐吸收和还原的关系，将会变得不明显。这可能认为硝酸盐的积累主要与外界条件有关。 ②不同部位蔬菜不同部位硝酸盐含量大小顺序一般为：根和茎部较高，叶其次，且叶柄高于叶片，外叶(下部叶)高于内叶(上部叶)，花和果实较低。因为叶片富含叶绿素，在光合作用中能形成大量的辅酶I(FADH)、辅酶Ⅱ(NADPH)等辅酶，而这些辅酶正是硝酸还原酶和亚硝酸还原酶的主要电子传递体，从而加快催化硝酸盐及亚硝酸盐的还原。而缺少叶绿素的根、茎只能靠呼吸作用产生的还原能量来进行还原。所以，植物体内硝酸盐累积的不均匀性，可能跟NRA及NR分布有关，积累硝酸盐部位还原酶活性低，担负运输或合成机能的组织专化程度不同，硝酸盐由储备态向还原态转化受阻等都与之有关。但蔬菜NRA与硝酸盐含量的关系较为复杂，研究结果不一，有的研究者认为二者高度相关，但也有人认为二者相关关系不密切。当过量使用氮肥后，蔬菜吸收的NO3-增加，NRA也随着提高，但并未降低积累的硝酸盐，可能蔬菜对硝态氮吸收的增加大于还原能力的升高。 ③不同生长阶段、时期一般的蔬菜生长旺盛期的硝酸盐含量高于生长后期和成熟期，据报道施肥两周以后采收为安全期。王景安的实验表明，叶菜不同生育期硝酸盐含量的变化呈N形，苗期根系还没有充分发育，吸收硝酸盐的能力较低，苗期硝酸盐含量较低。随着根系的发育，根吸收硝酸盐的能力增强，使体内硝酸盐含量升高，由于植株光合能力的增强，使体内的还原量大于根系的吸收量，体内硝酸盐降低。植株衰老，叶片叶绿素破坏，光合还原能力减弱，NRA下降，又使硝酸盐在体内积累，含量升高。

3．2 外部因子 ①光光作为重要的环境生态因子，通过调节硝酸盐的吸收、基因表达和NRA来调节氮的代谢。强光下，NR活性强，硝酸盐的积累少。又因为NR还原需要能量，而在细胞中只能靠糖酵解途径产生能量，但是又与苹果酸的合成所竞争，于是只能通过磷酸二羟丙酮／磷酸甘油酸的穿梭作用，用以把叶绿体中光反应生成的NADPH转变为细胞质中的NADPH，供硝酸还原反应过程中NR对H+的需要。弱光下，NA活性弱，硝酸盐积累也多。因为，光通过光合产物调节酶蛋白基因的表达，通过NADH来调节酶的活性，把植物从光中转移到黑暗条件下，由于细胞内合成的碳水化合物减少，NADH瞬时降低，NR活性降低，从而降低硝酸还原反应的速率，使硝酸盐积累在细胞中。 ②温度温度的高低影响植物对硝酸盐的吸收速率。在适温范围内，随着温度的升高，植物生长速度加快，根系对硝酸盐的吸收也加快，促进植株地上部生长，NRA也随着提高，使得植株体内硝酸盐积累减少。温度降低，根系吸收硝酸盐能力减弱，限制了植物地上部生长，同时，NRA也因温度的降低而减弱，以致硝酸盐的积累量增加。但在持续的高温下，则使NRA降低。 ③水分硝态氮的吸收、运输与水分的运动密切相关。质流是水分驱动的物质运动，而质流对作物吸收硝态氮的贡献率达到70％~90％。蒸腾作用的持续进行，使溶解于水中的硝态氮向植物体内各处移动，分布于不同器官的组织内部及外部空间的水分中。另一方面，硝态氮的代谢过程也离不开水分。干旱情况下，蔬菜的硝酸还原酶的合成受阻，分解加快。总的结果是植株体内NR的含量下降，活性降低，硝态氮的积累显著增加，这与大部分抗旱研究结果相一致。在许多情况下，收获前几天进行灌水可使硝酸盐含量下降。因此，合理灌水是调控蔬菜硝态氮含量的重要手段。 ④氮肥的供应因为蔬菜大部分为喜硝态氮的作物，于是，人们为追求高产而盲目的追施硝态氮肥。但是，氮肥用量高时，蔬菜的生长受到抑制，生长量有下降趋势，N03-含量却随氮肥用量增加而不断升高，两者呈显著正相关(R=0．933~0．957)。可能是过多的使用氮肥，使吸收的硝态氮不能及时被还原。并且有人认为，在一定的氮水平下，合理搭配使用不同形态的氮肥，有利于硝酸盐的降低。如朱祝军实验表明，对不结球白菜来说，硝态氮与氨态氮的比例为5：5或7：3为好。任祖淦等的实验表明，氯化铵和硫酸铵能大大降低植株硝酸盐的含量，这由于氯离子对硝酸根离子有拮抗作用和取代效应;同时氯离子的存在可以减弱土壤中硝化细菌活性，抑制硝化作用进行，从而使土壤中可供植物吸收的硝酸盐减少。促进氨基酸含量增加并合成蛋白质，从而降低植株硝酸盐含量。又有人报道是因为氯促进液胞中的硝酸盐外流，从而得以还原。 ⑤矿质元素矿质元素中的磷、钾不仅参与植物蛋白质合成及光合磷酸化等许多生理生化过程，而且直接影响着植物的生长发育。同时，也直接或间接地影响NO3-的积累。何天秀等报道，介质中钾浓度与蔬菜硝酸盐含量呈极显著负相关，其回归模型为指数曲线方程，F=4 709(0．018 2)x。当蔬菜中的钾含量每递增0．1％时，NO3-含量平均下降约33．0％。高祖明等指出，N、K比过大是造成叶菜N03-积累的重要原因，且缺磷比增氮更易引起叶菜组织内NO3-积累闽。因此，在一定氮肥水平下，通过增施P、K不仅能够降低蔬菜中的硝酸盐含量，而且增产效果也显著。有不少报道表明使用微肥、稀土元素及硝化抑制剂等对降低硝酸盐的含量都有一定的作用。如增加钼肥和锰肥，可使植株体内硝酸盐含量降低，因为钼是硝酸还原酶的组成部分，锰是多种代谢酶的活化剂。也有不少报道指出，当植物硫营养不足时，植物体内硝酸盐含量增高。Friedrich报道玉米幼苗缺硫后，NR活性下降。王正银的试验表明，莴笋用不同的硝化抑制剂赤霉素、钼酸铵、双氢胺组合处理后，产量提高了3．2％-11．7％，NO3-含量降低12．4％-40．6％。 ⑥收获时期光照和温度条件影响作物体内蛋白质和NR的合成，从而影响植株体内硝酸盐的积累。因此，可以通过调节采收期达到降低硝酸盐的目的。比如，在强光照条件下，菠菜的硝酸盐含量比弱光照低，所以在收获菠菜时应当选择午后光照较强时。而对于生菜，高温会降低NRA，生菜对硝态氮的积累增加田，所以生菜的收获宜在气温低的早晨进行。另外，施肥一周以后再采收，避开硝酸盐积累的高峰期，也有利于降低硝酸盐含量。

4 蔬菜硝酸盐积累的调控研究以往的调控主要是研究环境因子对硝酸盐积累的影响，或者是氮素的供应情况等外在的影响，很少从它内部的主要的环节进行研究。由于作物的营养特性由其遗传性状决定，因此，我们可以利用这一特性，通过现代育种手段，筛选培育出NRA强、植物体内硝态氮积累低的蔬菜品种。据报道，细胞分裂素与NR的mRNA的转录水平有关。早在70年代，Kulaeva认为BA诱导麦仙翁的胚形成NR，而BA对rRNA和tRNA形成无关，因此认为BA似乎能促进mRNA的形成。汤玉玮也指出CTK促进NR的前体形成，然后NO3-再去活化这个前体最后形成NR。有不少报道认为NO3-对NR的活性反应在mRNA转录水平上。近年来Alberto已证明这一论点，并且定位了调节硝酸盐吸收与还原有关的基因。随着现代分子生物技术的发展，我们应从分子水平研究于硝酸盐积累的有关基因，这也是利用基因工程选育低富积NO3-品种的发展方向。

甘蓝型油菜裂果抗性研究进展

油菜是世界温带农业区最重要的油料作物，但收获前和收获时的裂果现象容易给生产造成严重损失。由裂果造成的损失一般可占籽粒总产量的8%-12%，如收获延迟，产量损失可能增加到20%以上。据估计，每平方米土表累计约有10 000粒种子落下，其中有不少种子在土壤中遇到缺氧等逆境胁迫而诱导产生二次休眠，如在欧洲等油菜一年一熟制地区土壤中可存活多年，最长可达10年，并逐渐产生大量油菜自生苗，影响下茬作物的生育并导致生物混杂，进而降低品质。通过提前收割或喷施干燥剂可提高成熟一致性，但未成熟种子中的叶绿素对油分有影响。增强油菜品种的抗落粒性可提高籽粒成熟一致性，从而降低生产成本，提高种子收获效率和菜籽油的品质。因此，研究油菜裂果抗性具有十分重要的意义。在芸薹属的芥菜型油莱、埃塞俄比亚芥、黑芥中已发现裂果抗性变异，某些材料表现抗性较好，而现有甘蓝型油菜品种，裂果抗性变异很小，很难进一步发掘甘蓝型油菜品种的裂果抗性材料。Morgan等通过甘蓝与白菜型油菜的种间杂交，获得一批遗传变异很大的人工甘蓝型油菜合成种，包括部分抗角果开裂特性的品系。有关研究表明，培育具良好农艺性状的抗裂果油菜品种，首先取决于植株株型特征研究，包括整个植株和花序的形态特征、单个角果的形态特征以及各性状之间的相关性等。但到目前为止，将抗裂果性状导入甘蓝型油菜还存在许多困难。

1 角果形态构造及开裂过程油菜果实是圆筒型的长角果，由2片线状果瓣组成，两果瓣间有假隔膜相联。果瓣两侧有包含离区的连接处，由一层简单的薄壁组织细胞组成，离区位于果瓣边缘和包含有通向果柄的主要维管束的中央假隔膜之间。离区细胞在角果衰老时发生分离，角果完全成熟时即彻底分离，随后果瓣裂开。随着果瓣脱水，位于包含维管组织的木质果瓣与隔膜结合处的分裂区细胞发生分离，促使角果开裂。伴随着多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturo-nase，PG)胶质减少，分裂区细胞沿果瓣中线分离，接着分离区细胞壁破裂。分裂区细胞分离发生在开花7周后，即水分完全丧失之前。角果开裂所需的力来自于角果与其它角果、花序接触或收获机械的作用，使果瓣与隔膜的跨分裂区的连接微管断裂，最终使角果开裂。

2 裂果抗性评价人工合成的不同基因型甘蓝型油菜的裂果抗性存在差异。Morgan等对人工合成的不同甘蓝型油菜品系的株高、茎粗、15cm花序上的角果数与结角密度、分枝数、果瓣厚度、角宽、种子重、角果着生角度、喙长、角长、每角粒数、花序宽、裂果抗性田间评分、20s挤压完整角果数、角果开裂需力等多个性状及相互关系进行了研究。结果表明，正反交材料之间裂果抗性表现相似，具明显抗性差别的材料来源于人工合成甘蓝型油菜品系DK1和DK3[DK1由人工合成甘蓝型油菜(B.rapa chinensis X B.oleraceaalboglabra)与甘蓝型油菜(N-0109)杂交而成；DK3是DKl的反交材料]与来源于Westarl0的品系DK4和DK5[DK4是由双单倍体春甘蓝型油菜(Westarl0)与甘蓝型油菜(N-0109)杂交而成；DK5为DK4的反交材料]及其它栽培种之间。与DKl和DK3相比，DK4和DK5表现为植株较矮，自然宽度较小，株型松散。DKl和DK3的裂果抗性田间评价平均值比DK4和DK5及其它栽培种的田间评价平均值高，且品系内株行之间裂果抗性田间评价值变异幅度较大。从统计上分析各测定性状间的关系表明，角果开裂需力、随机挤压检测与裂果田间评价之间呈极显著正相关，而角果开裂需力与喙长、角长和每角粒数等呈负相关。角果皮厚度与随机挤压20s后的完整角果数、角宽和角果着生角度呈显著正相关，与角果开裂需力、裂果抗性田间评价、15cm花序角果数呈正相关，与喙长呈负相关。根据各显著相关性状间的决定系数，将测定的性状分成3个基因组：形态性状、花序性状和角果脱落评价性状。各组性状均相互独立，因此在育种中可独立选择或淘汰。随机挤压20s后的完整角果数与植株高度具有相关性；喙长与角果开裂需力相关，但相关性较低(r=-0.610)，变异系数仅37%。因此，在育种实践中，喙长只能作为甘蓝型油菜裂果抗性选择的参考指标之一。从扫描电镜下观察到，裂果抗性不同的人工合成甘蓝型油菜品系间，角果维管组织的范围、位置和数量有相当大的差异。裂果抗性强的人工合成甘蓝型油菜品系，果瓣分裂区的维管束体积较大，与花柄相连的维管束沿分裂区的内壁有较多的维管组织。不同品系的角果分裂区细胞分离程度也有很大差异，裂果抗性弱的品系，其细胞分裂区表面粗糙；相反，裂果抗性强的品系，由于分离区的细胞沿单室分离，分裂区表面光滑。电镜观察的解剖学差异表明，不同品系控制抗裂果的物理及生化机制存在差异。裂果需能较多的晶系，其分裂区的维管束数较多，分裂区内细胞的细胞壁解离减少，这些差异造成了角果开裂所需的力不同，因此产生了裂果的抗性。 Josefsson认为裂果抗性提高与果瓣连接处木质化的增加有关。诱导突变体解剖分析表明，随着连接果瓣和中隔膜的木质化细胞桥的形成，分离区的细胞加厚，通过果柄维管束连接果瓣的初微管痕(prominent vascular traces)接近于分离区内侧边缘。很显然，这些结构的改变与抗裂果性的提高有关。

3 提高裂果抗性的机理

3.1 调节激素和酶的活性增加角果开裂所需的力，阻止或减慢离区细胞壁的分离，有助于提高裂果抗性。Child研究表明，IAA可减少离区对乙烯的敏感度；当IAA含量下降时，离区细胞对乙烯易起反应，因此，IAA与乙烯的相互作用有可能决定细胞壁是否开始分离。用功能类似于IAA的人工合成生长素2-甲基-4-氯苯乙酸(2-methy-4-chlorophenoxyacetic acid，4-CPA)处理抽菜植株，其离区细胞分裂延迟，完熟角果开裂需更多的力。当IAA含量较低时，角果果瓣内产生的少量乙烯足以激发离区细胞的分裂。乙烯含量的短暂呼吸峰发生在开花5周后(植株衰老之前)，并且乙烯大多转移到种子中。对成熟角果生化分析表明，纤维素酶活性与离区细胞分离有关，随着角果组织中乙烯呼吸峰的降低，纤维素酶活性提高。多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase，PG)的1个同功酶(PG35-8)的活性与离区细胞中间片层的破裂有关。因此，通过遗传操纵以产生抗裂果性状的植株，有2个途径可以利用，一是保持分离区细胞中IAA的活性，二是抑制离区细胞的细胞壁分解酶的活性。

3.2 辐射诱导产生突变 Kadkol等人发现，甘蓝型油菜栽培种的角果开裂所需力一般为0.05-0.21mJ，如油菜品种JetNeuf角果开裂需力在此范围之内。然而，JetNeuf经辐射诱变后，突变体角果开裂所需力为亲本的4倍，表明辐射诱导突变可使甘蓝型油菜的抗裂果性显著提高。尽管辐射诱导突变可提供大量裂果抗性资源，但由于其可育性很低，不能与其它栽培种进行杂交以分离抗性株系，因此尚不能直接应用于育种。

4 展望抗裂果性强的植株一般表现株型高大、茎秆粗壮、角短、角皮厚、喙短等特性，而这些特征与所需的优良农艺性状尚有较大差距。把抗裂果性状导入油菜栽培品种，目前尚存在一定难度：甘蓝型油菜品种的裂果抗性变异小；客观评价裂果程度方法尚不完善；角果、花序和株型构造等都可影响角果开裂，增加了研究的复杂性；由于芸薹属各个种之间有关性状的转基因技术、特别是标记辅助技术目前尚不完备，因此分离和转育抗性基因还存在困难。目前，Morsan等进一步对上述人工合成的不同甘蓝型油莱晶系的籽粒品质性状与化学组成、DNA分子差异与多态性以及其他遗传特性与育种应用潜力等开展了深入研究。随着胚挽救、转基因技术及分子标记辅助育种等新技术的不断发展和应用，并结合常规选择育种方法，将裂果抗性与适当的遗传背景相结合应用于育种及生产实际，是大有可为的。

蔬菜作物多倍体育种研究进展

据统计，自然界中30％-35％的被子植物，70％的禾本科植物属于多倍体，它们是推动植物进化的一个重要因素，是物种形成的途径之一。目前农业生产上广泛栽培的小麦(异源六倍体)、大豆(异源四倍体)、花生(异源四倍体)等重要作物，都是多倍体育种的杰作。而以营养器官或多汁多肉果实供食的蔬菜作物，通过利用多倍体的巨大性，更具特殊意义，是蔬菜优质高产育种的重要途径之一。自1937年勃莱克斯利(Blakeslee)和艾弗瑞(Avery)发现秋水仙素(Colchicine)诱导染色体加倍的效果以后，掀起了用秋水仙素诱变多倍体育种的热潮。1937年也被称为多倍体新时代的开始。现已经在1 000多个植物种中获得了人工多倍体。蔬菜作物多倍体的栽培利用是以四倍体和三倍体为主，到目前为止，人工诱导获得多倍体的蔬菜作物有：西瓜、甜瓜、黄瓜、番茄、马铃薯、不结球白菜、花椰菜、芹菜、萝卜、莴苣、菠菜、辣椒、大白菜、丝瓜、石刁柏、生姜、茄子、黄花菜、菜薹、莳菜等，但在生产上大量推广应用的只有西瓜、白菜、马铃薯等。

1 蔬菜多倍体的获得途径研究

1．1 自然突变产生多倍体一些自然现象如雷电、空气、温度剧变致使植株创伤等有时能诱发四倍体。自然界四倍体形成主要有两条途径：其一是原种或杂种所形成的未减数的配子的受精结合；其二是原种或杂种的合子的染色体加倍。关于自然出现四倍体的频率，多年生植物高于一年生植物，因为多年生植物开花结实的机会更多；白花授粉植物出现多倍体的频率高于异花授粉植物，因异花授粉植物与它株(二倍体)授粉产生三倍体种子而绝种。此外能够自己进行无性繁殖的植物同源四倍体出现的频率高于有性繁殖植物，因此大部分蔬菜作物的四倍体自发突变频率较低。Nugent和Ray从栽培二倍体甜瓜品种'Planters Jumbo'中田间发现了自然突变C899-J2后绿标志的四倍体甜瓜品系，用此四倍体做母本生产出无籽甜瓜。

1．2 人工整体植株诱导获得四倍体利用一定的物理和化学的方法可以进行四倍体的人工诱发。最早诱发的四倍体是在番茄上通过打顶等机械损伤方法而实现的。利用化学方法诱导主要利用化学试剂如秋水仙素、苯乙烷、吲哚乙酸、苯及其衍生物、有机砷制剂、有机汞制剂、磺胺剂及其他植物碱。人们主要用秋水仙素诱导植物生长点的办法获得同源四倍体。通过此方法，目前在瓜类、茄果类、根菜类、叶菜类、花菜类等方面都通过此途径获得同源四倍体、三倍体品系。

1．3 通过离体组织培养获得四倍体随着植物组织培养技术的发展，染色体加倍可通过离体组织培养获得多倍体。通过离体培养获得四倍体可以提高再生植株群体中四倍体的频率，并容易控制实验条件，减少或避免异倍性嵌和体。离体组织细胞染色体加倍有以下途径。 ①利用植物组织培养过程中出现四倍体无性系变异获得四倍体再生植株。Adelberg、Rhodes，Ezura等、Zhang等、马国斌等、何欢乐等用西瓜和甜瓜的未成熟子叶、子叶和真叶作为外植体进行离体培养，利用诱导再生植株过程中发生染色体数目变异，获得了较高频率的四倍体变异。Kunitake等报道石刁柏和胡萝卜的组织培养过程很容易产生四倍体。袁华玲等就利用组织培养获得四倍体石刁柏试管苗。郭启高等在西瓜芽再生培养基中仅添加BA，即可产生高频率的四倍体变异。 ②在培养过程中，用秋水仙素溶液处理培养材料。周朴华等在黄花菜组织培养中，用秋水仙素溶液处理愈伤组织，获得同源四倍体黄花菜新品系。张建军等对于叶菜类的白菜和莴苣，用含秋水仙素的固体培养基处理带3-4片真叶的再生苗，再从中诱导出相应的四倍体。马国斌等对8天左右苗龄的茎尖，在含有0．1％秋水仙素和较低浓度细胞分裂素的液体培养基中处理24-48 h，很好地诱导出四倍体。此外还发现几种除草剂(Trifluralin，Oryzalin等)也具染色体加倍的功能，甚至效果更好。

1．4 有性杂交培育多倍体指原种或杂种所形成的未减数配子的产生和融合(有性多倍化sexnal polyploidization)。未减数配子即2n配子，它是染色体数目和体细胞相同的花粉或卵。通过单向多倍化(双亲之一为产生2n配子的类型)或双向多倍化(双亲均能产生2n配子)均能提高杂交后代的倍性水平。王子欣报道以秋水仙素处理诱发产生的结球白菜四倍体为母本与二倍体结球白菜杂交，获得了新的同源四倍体。新四倍体的获得是二倍体未减数配子(2n配子)与四倍体的正常2n配子受精结合的产物。这种方法，很可能是改良人工诱发的四倍体的一条有希望的途径。利用2n配子可便利地转移抗性基因。马铃薯细菌性萎蔫病是发生在湿热条件下的严重病害，四倍体栽培种的抗性较弱。Watanabe等(1992)用抗病的二倍体与感病的四倍体杂交，获得了抗病的四倍体后代。通过2n配子，在二倍体水平上杂交，可直接获得三倍体而不需四倍体亲奉。

2 蔬菜多倍体植株的形态特征研究当染色体组成倍增加之后，其细胞核与细胞质的比例关系发生变化，各染色体在减数分裂过程中有可能发生不均衡分配、基因的剂量效应和基因的互作效应等都会破坏原有的生理生化功能的平衡，致使植株发生一系列变化。

2．1 多倍体檀株性状的巨大性染色体的同源倍数越多，细胞核和细胞的体积越大，叶片大小、厚度、气孔和花粉粒大小、花和种子大小、茎的粗度也随之递增，这种特征称为多倍体的巨大性。多倍体植物的巨大性不是绝对的，不同倍性不同器官表现不同。如柴兴容等等通过秋水仙素诱导甜瓜植株获得的各种甜瓜四倍体，薄皮甜瓜、厚皮甜瓜、哈密瓜等的四倍体，果实反而比二倍体变小，长形和大型果实变小程度更加明显；果肉增厚，种腔变小；其他植株性状仍然呈巨大性。

2．2 多倍体檀株的生长发育一般比二倍体慢开花且成熟较迟，分枝能力减弱，但适应性增强。生长发育缓慢与细胞分裂缓慢有关，生长素含量少也是重要因素，此外，因细胞体积增大，细胞的表面积与体积之比相对减少，从而引起一系列的代谢过程，如呼吸强度、蒸腾作用降低，使发育延缓。刘文革等测定西瓜四倍体的植株叶片的单位重量光合色素含量比相应的二倍体低，但叶比重、叶片叶面积、单位叶面积上的光合色素含量是随着染色体倍性的增加而增加。近年来随着转基因研究和对基因互作的深入研究提出了基因沉默和共抑制假说，从另外一个角度解释了植物的性状并不一定随着倍性的增加而增大的原因。

2．3 同源四倍体的低稔性和同源三倍体的不育性李爱华等对同源四倍体的黄花菜的减数分裂行为及其育性的研究得出，减数分裂的不正常，形成配子的染色体数目不平衡，是造成部分不育的细胞学原因。Quadt等对番茄四倍体研究发现细胞增大和稔性降低间的相关，稔性和染色体配对情况也无明显相关，认为稔性主要受基因型控制。邹道谦等认为四倍体番茄稔性低的主要原因是胚珠受精率低。谭素英等以西瓜四倍体和二倍体为试材，从授粉、受精和胚胎发育的角度进行研究得出，花粉萌发率低、胚囊受精率低、胚乳过早解体、大多数胚在发育过程中败育，是同源四倍体西瓜低稔性的胚胎学原因，孕性也受环境因素的限制。同源三倍体的无籽西瓜和自然形成的三倍体香蕉和黄花菜，一般是高度不育的，没有种子。有些作物4X和2X杂交，得不到成熟的3X种子。刘学岷等、胡金良等对4X和2X的小白菜的胚胎学研究表明，4X和2X的受精和早期胚胎发育正常，由于胚乳过早解体，胚发育到球形原胚时发生退化，因而无法获得成熟的3X种子。Malepszy等对黄瓜的研究，由于4X和2X的正反交无法得到成熟种子，就通过对其进行胚挽救，得到3X植株，但正反交得到的3X植株特征并不一样。Ezura等通过胚挽救获得三倍体甜瓜。张成合等队为引起异倍体间杂交不稔的原因主要是胚胎在发育过程中发生败育，胚乳提前退化。

2．4 生物化学和次生代谢成分增加由于生长缓慢，代谢强度改变，多倍体的化学成分，如氮、碳水化合物、维生素、植物碱含量增加。例如，一些药用植物如罂粟的多倍体所含的吗啡比二倍体多。三倍体的西瓜和甜瓜的含糖量、四倍体番茄和甘蓝的Vc含量比相应的二倍体含量高。刘选明等对获得的同源四倍体黄花菜进行分析得出，四倍体的蛋白质含量、总糖含量等比相应的二倍体大幅度提高。

2．5 多倍体植株的抗逆性许多研究表明，植物多倍体的抗逆性比相应的二倍体高。三倍体和四倍体西瓜对枯萎病有较强的抗性，可连种多茬。四倍体的萝卜对普通根肿病的抗性比二倍体高。张建军等对莳莱四倍体的抗热性研究表明．植株的巨型性是耐热四倍体增产的主要因素。刘惠吉等对不同倍性不结球白菜的体细胞质壁分离状况研究表明，四倍体白菜细胞的原生质水合度变化小，粘滞性强，因而受逆境的胁迫变化小，从而导致抗性增强。刘文革等用NaCl琼脂固定法对蜜枚西瓜的二倍体、三倍体、四倍体在不同浓度。NaCl胁迫下发芽种子成苗率、下胚轴长、根长、侧根数等比较，当NaCl浓度在90 mmol／L以上时，不同倍性之间有明显差异，四倍体耐盐性明显比二倍体强。

2．6 产生多倍体优势的内在原因 ①重复基因的剂量效应。由于不同染色体组之间往往具有一定的同源性，这就使得一些具有相同功能的基因产生剂量效应，由此表现出优于亲本的优势。 ②基因的遮盖作用或上位效应。由于不同染色体上的同功基因在表达上是一致的，其中如有一不良基因也会因其它基因的遮盖而对整体表现难以产生大的影响，使机体能正常的生长。 ③重复基因的显性与超显性作用。位于不同染色体组上控制同一性状的基因可以与同源染色体上的等位基因一样产生显性与超显性作用。 ④等位基因间的互作。由于多倍体中不同染色体组上重复基因的相互影响，同源染色体上等位基因的杂合性可以在选择中得到长期保持。 ⑤非等位基因的互作。一般而言，一个性状往往是由不同的代谢途径控制的。多倍体的遗传体系较为复杂，这种情况就更容易出现。如果一个染色体组上控制某一性状的基因表达受阻，不仅同一组内的非等位基因可以补替，其他染色体组的基因也会补替而使性状得以表达。

3 蔬菜多倍体研究的应用多倍体育种在蔬菜上的应用已有70多年，科学家们培育出很多种类和类型的多倍体蔬菜品种，蔬菜作物多倍体能提供人们比二倍体更多或更优良的水果、蔬菜类型。

3．1 利用多倍体的巨大性获得大的果实或营养器官产品，使蔬菜作物增产日本于20世纪40年代育成的四倍体美浓早生萝卜，性耐寒，生长旺，肉质根长而大，呈白色，多汁味甜，生食或熟食，产量提高20％左右，抽薹晚。在瑞典，芜菁已经用四倍体品系来加以改良。刘惠吉等选育第一个不结球白菜四倍体品种南农矮脚黄小白菜四倍体品种，其表现比二倍体，叶色变深，叶片变厚增大。其产量较二倍体增加20％-30％。抗逆性明显提高，已大面积应用于生产。在60年代末和70年代初，前苏联和日本诱导出的同源四倍体南瓜(包括中国南瓜、两葫芦和笋瓜)，它们的产量明显超过二倍体，增幅达105％~300％。

3．2 利用多倍体可孕性低来获得无籽或少籽的果实无核果实在商业上具有特别的价值，三倍体无籽西瓜是目前在生产上利用同源多倍体面积最大的植物品种之-。三倍体无籽西瓜是三倍体水平的杂交一代西瓜，具有多倍体和杂交一代的双重优势，其适应性和抗逆性更强，含糖量高，无籽，耐贮运，产量高，深受消费者和种植者欢迎。蜜枚无籽一号、黑蜜无籽二号、郑抗无籽、雪峰无籽、洞庭无籽等已经成为我国西瓜的主栽品种。其他瓜类的三倍体无籽植株也已获得，但还没有在生产上应用。李树贤等选育的同源四倍体茄子品种新茄一号，其平均单果种子数324粒，仅为二倍体品种六叶茄的9．5％，为少籽高营养品种。

3．3 利用多倍体营养成分和品质的提高，成为蔬菜优质育种的主要途径之一刘惠吉等培育的四倍体不结球白菜南农矮脚黄，Vc增加30％，还原糖增加24％，粗纤维却减少12．7％。氨基酸总量增加4．14％，Ca、P、Fe三种矿质元素的含量成倍或数倍增加。综合品质为嫩、鲜、甜。瓜类蔬菜四倍体的可溶性固形物含量一般较二倍体高10％~30％。同源四倍体茄子品种新茄一号的果实Vc、脂肪、蛋白质含量分别较对照二倍体品种增加了74．38％，31．30％和34．22％。

3．4 利用多倍体蔬菜抗逆性强，扩大栽植区域和栽植周期在长江流域，夏季炎热，主要叶菜类蔬菜由于抗性较差，在夏季经常出现短缺，刘惠吉等利用四倍体抗逆性，选育出一系列的抗热白菜四倍体品种，如南农矮脚黄、热优二号等，由于抗病性、抗热性品质明显优于二倍体，正好弥补了叶菜夏淡状况，'寒优一号'又适合冬季栽培，这些品种很快得到推广，目前栽培面积已超过20万公倾。在南方种二倍体西瓜，遇到雨季，容易生病烂果，常给瓜农造成很大损失，三倍体无籽西瓜由于抗病耐湿耐热，在南方很快得到推广。

3．5 利用染色体多倍体化克服远缘杂交不孕不实性利用多倍体做亲本，高染色体倍数水平有利于远缘杂交。例如甘蓝和野油菜作为二倍体相互不能杂交，但是，作为诱导成四倍体后可杂交。K．Szteyn(1959)报道秘鲁番茄和多腺番茄杂交中，如将母本植株先诱导成同源四倍体，结籽率比以二倍体为母本的增加80倍。

3．6 利用染色体加倍人工创造新的作物类型 Karpechenk等进行了萝卜与甘蓝不同属间的杂交，由杂种的染色体加倍而育成了异源多倍体萝卜甘蓝，论证了人丁创造新种的可能。日本园艺试验场在60年代育成了大白菜与甘蓝的远缘杂交新人工合成种白蓝，它是采用有性杂交后的杂种胚再进行染色体加倍的，是异源四倍体。其品质和风味与莴苣相似，多汁味甜，可做生食、腌渍、榨汁等利用，另外对软腐病的抗性超过双亲。目前，白蓝已在日本的东海地区已有所栽培。但自然形成的异源多倍体的蔬菜很少，如芥菜、欧洲油菜等。

3．7 利用多倍体可以创造非整倍体，如三体、单体添加系等 Bemis通过对南瓜的栽培种和野生种的加倍、杂交、回交创造所需的三体。Struss等用黑芥(BB)、芥菜(AABB)、阿比西尼亚芥(BBCC)等不同来源的Brassica属的种间杂种的B染色体转到甘蓝型油菜(AACC)的加拿大品种Andor上，得到单体添加系(AACC+IB)，用RAPD等手段标记了B组染色体，将10个引物的12个标记分别定位在6条B染色体上，促进了染色体遗传图谱的建立。申书兴等对同源四倍体大白菜游离小孢子培养，获得109个三体株系，克服大白菜二倍体与四倍体杂交不育，不能通过三倍体获得三体的困难，为大白菜三体系的创建提供了新的途径。

3．8 染色体加倍是物种演变的重要途径之一根据物种染色体的倍性变化来说明物种的进化。Harlan(1975)在研究植物多倍体起源的基础上，认为自然界多倍体形成的主要路线是有性多倍化。芸薹属Brassica物种间的关系可以说明杂交与染色体加倍及物种形成的密切关系，即经典的U三角关系。这6个物种为中国油菜(AA，n＝10)、黑芥(BB，n＝8)、甘蓝(CC，n＝9)、芥菜(AABB，n=18)、欧洲油菜(AACC，n＝19)、阿比西尼亚油菜(BBCC，n＝17)。Waters等(1996)发现这些异源多倍体种同时具有两个二倍体祖先的植物核rDNA重复序列，而且在欧洲油菜和阿比西尼亚油菜中，两个亲本rDNA序列的摩尔数相等，表明其中rDNA未发生同步进化。

4 需要解决的关键问题

4．1 克服蔬菜多倍体的低稔性刚诱导成功的四倍体其孕性是很低的，笔者在诱导西瓜同源四倍体过程中发现，由于植株受到秋水仙素的毒害，生长异常缓慢，雌花出现很少，自交坐果很困难，往往坐不住果。坐果后，种子很少，有时只有10粒左右或更少。随着种植世代的增加，其孕性慢慢恢复。但四倍体西瓜种子最多也只有100粒左右，仍是二倍体种子数的1／5-1／10，采用适当的育种方法如混合选种、品种间杂交等措施也可使孕性提高。很多试验证明采用增施磷、钾和镁、硼等微量元素促进同化物质的运转等栽培措施可以提高孕性。

4．2 通过大量的四倍体原始材料进行选择人工刚诱导成的多倍体只能代表未成熟的多倍体，其基因型是未经选择的而且是不平衡的，应该在大的多倍体群体上进行有效选择，才能获得理想的多倍体。不要刚诱导出的少数多倍体性状不好，就否定多倍体的优势。当然此项工作是很艰苦的。

4．3 确定合适的倍性为育种目标每一物种有它能忍受的最适宜的染色体数目，超过或低于这个适宜的数目，表现常常是不好的。有时是三倍体最合适，而不是四倍体或二倍体。

4．4 对不同倍性蔬菜，采取相应的栽培方式三倍体无籽西瓜的栽培，主要存在三低(采种量低、发芽率低、成苗率低)，但通过异地采种、破壳高温催芽、人工授粉等措施，使无籽西瓜容易栽培，并得以大面积推广。在美国，无籽西瓜的面积已经占西瓜总面积的30％左右，发展势头迅猛。

生姜氮磷钾平衡施肥技术研究

安徽省是全国生姜重要产区之一，并培育出许多优良的地方生姜品种。安徽各地都可种植生姜，最著名的是淮北临泉一阜南接壤区种植的生姜，常年生姜种植面积达1万hm2，并建立了多家生姜加工出口企业，成为安徽省生姜主要出口原料基地。生姜产量高，吸收的养分多，正常产量水平下1hm2生姜吸收的氮磷钾数量为：氮素(N)417.6kg，磷素(P205计，下同)144.9kg，钾素(K20计，下同)963.8kg，对氮钾需求量大，对钾素营养十分敏感。淮北平原农业生产中，重施氮磷肥，不施或少施钾肥现象十分突出，土壤速效钾含量大幅度下降，氮磷钾比例失调，导致生姜病虫害加剧，产量降低，品质变差，种姜的经济效益下降。国内有关生姜营养特性与施肥技术研究报道不多，不少地方施肥存在很大的盲目性。因此开展生姜钾肥高产高效施用技术研究，指导农民合理施肥是生产的迫切需要，具有重要的现实意义。

1.研究内容与方法

试验在阜南县会龙乡进行，供试土壤为普通砂姜黑土，播前0～20cm耕层土壤农化性状：土壤有机质含量13.8g/kg，全氮0.85g/kg，全磷1.03g/kg，有效磷27.5mg/kg，速效钾105.0mg/kg。

试验共设6个处理：①N375P90(CK)；②N375P90K450；③N450P90K450；④N450P90K450；⑤N450Pl20K525；⑥N450Pl50K525。下脚标分别表示N、P205和K20施用的数量(kg/hm2)。氮肥为尿素，磷肥为磷酸二铵，钾肥为氯化钾。60％的氮肥和全部磷钾肥作基肥施用，40％的氮肥作追肥分2次追施。

小区面积为19.8m2，3次重复，完全随机区组排列。供试生姜品种为当地柴姜，种植密度为13.6万株/hm2。2000年4月初催芽，5月6～8日移栽，出苗期5月26～28日，10月底收获。其他栽培管理措施同当地一般大田。

2. 结果与分析

2.1 氮磷钾配施对生姜产量的影响(表1) 不同比例的氮磷钾配施对生姜产量有重大影响。在施用氮磷肥的基础上配合施用钾肥，可以大幅度提高生姜的产量，施钾的增产幅度为11.7％～31.8％，平均增产率为14.85％，达到显著或极显著水平，1kgK20增产生姜7.7～24.4kg。

研究结果还表明，钾肥用量超过450kg/hm2时，生姜产量呈下降趋势，K525较K450减产姜块6952kg/hm2，减产15.2％，减产极显著。增施氮肥也增加了生姜的产量，N450比N375增产生姜5775kg/hm2，增产率为14.5％。

在施用磷肥90kg/hm2的基础上进一步提高磷肥用量，生姜产量增加不明显。P120和P150较P90仅增产4.75％和1.60％，增产效果不显著。说明氮磷钾比例协调，实施平衡施肥才能进一步提高生姜的产量。当前生产条件下，磷肥的适宜施用量为90kg/hm2左右，钾肥用量在300～450kg/hm2之间。

2.2 钾对生姜生长发育的作用

表1显示，在施用氮磷肥的基础上增施钾肥，对生姜的生长发育有明显的促进作用，生姜植株的株高、茎粗、分枝数和单株姜块重都有较大幅度的增加。施钾量在450kg/hm2以下时，生姜株高、茎粗和分枝数随着钾肥用量的加大都有逐渐增加的趋势。田间观察，施钾的生姜，植株叶色浓绿，生长旺盛健壮，抗病虫害能力明显提高，整个生育期用药次数和用药量都明显减少。
注：肥料按当时当地零售价N 2.50元/kg，P2053.00元/kg，K20 2.00元/kg计算。生姜姜块按当时当地收购价格1.20元/kg计算。

在施用氮磷肥的基础上配合施用钾肥，可大幅度增加生姜的产值，农民种姜收入显著提高，种姜经济效益相对较好。与不施钾的41554元/hm2产值相比，施钾处理的产值为46413～54756元/hm2，增收3771～12115元/hm2，施用钾肥的产投比达到3.99～13.46。其中适量氮磷钾配施处理N450P90K450产值最高，增收达12000元/hm2，施钾产投比高达1∶13.5。在施钾450kg/hm2和磷90kg/hm2的基础上进一步加大钾肥与磷肥的用量，产投比降低，施钾的经济效益下降，特别是N450Pl50K525处理，产投比只有3.99，仅增收3771元/hm2，效益很低。说明合理施肥是提高施肥经济效益的有效途径。

3. 小结

钾对生姜的生长发育有明显的促进作用，在施K20450kg/hm2以下时，生姜植株的株高、茎粗、分枝数和单株姜块重都有较大幅度的增加。增施钾肥具有显著的增产作用，姜块增产幅度为11.7～31.8％，平均增产率为14.85％。施用钾肥种姜经济效益提高，增收3771～12115元/hm2，施钾产投比达3.99～13.46。

4. 参考文献

1 葛晓光．蔬菜学概论(北方本)[M]．北京：中国农业出版社，1994。

2 徐坤，徐峰．氨肥对生姜生长和产量的影响[J1．中国蔬菜，1996， (6)：12～14。

3 牛峰，刘莉颖，徐贵东．锌硼镁肥在生姜上的应用效果[J]．安徽农业科学，1998，26(1)：67，86。

秋水仙碱在油菜小孢子培养中的应用研究进展

小孢子培养技术是大量获得单倍体的主要途径，目前已广泛应用于油菜等作物的遗传育种及转基因研究。通过小孢子培养获得的再生植株单倍体频率高，而单倍体往往不能被直接利用，需对其染色体进行加倍处理，使之成为可育的双单倍体(DH)植株。经国内外10多年来的努力，小孢子培养染色体加倍技术得到了迅速发展，可从早期分离的小孢子到后期大植株等不同时期进行染色体加倍处理，并逐渐发展形成了一套高效、安全、低毒的操作技术体系，其中秋水仙碱作为最实用、有效的加倍药剂而被广泛使用。秋水仙碱(C22H25NO6)为水溶性生物碱，剧毒，分子量399.4，能抑制有丝分裂纺锤体的形成，主要影响染色体的配对，特别是作用于核膜中与秋水仙碱结合成分。秋水仙碱也作用于微管蛋白，能阻断微管蛋白聚合成微管。秋水仙碱是一种细胞分裂完全抑制剂，即可捕获分裂中期的染色质，阻止其进入分裂后期。目前我国在油菜小孢子培养方面的研究发展较快，在小孢子培养技术实际应用中，如何提高秋水仙碱的加倍效率、减少污染、降低生产成本等方面显得十分重要；其次，秋水仙碱所衍生的其它功能，如提高小孢子出胚产量、胁迫诱导出胚等也很有意义，而国内在这方面的研究相对较少。

1 染色体加倍技术研究

1.1 开花前处理 Polsoni等把处于初花期的单倍体植株从土壤中取出，洗根和切根后，用1g／L秋水仙碱水溶液在阳光下浸根5h，处理后再移植土中。Chen等在现蕾一初花前后用2g/L秋水仙碱浸根6-8h，获得53％的平均加倍率。Fletcher等认为，开花前用秋水仙碱加倍染色体有一些优点，如花前小孢子植株的单、二倍体易于区分；花前植株生长速度快，秋水仙碱通过根系吸收的效率最高。Fletcher等用3.4g/L秋水仙碱水溶液浸根或植株，在强光下处理1.5h，然后用自来水冲洗处理部位，再移人土中，处理植株存活率为96％,加倍频率为90％-96％。这种方法较适宜于无倍性检测仪器条件下应用，简单有效，但存在一些问题，如开花前处理的植株较大，存活率受影响，生长发育及其进程受抑，操作不便；使用的秋水仙碱浓度较高，产生待处置的废液多，费时费工。

1.2 土壤小植株处理 Lichter等对移到土中小植株的次生芽采用注入2g/L秋水仙碱的方法加倍染色体。Charne等和Swanson等取已入土的小植株浸根，用1-2g/L的秋水仙碱溶液(加2滴Tween-20可提高秋水仙碱效果)处理5-6h。Fletcher等将开花前处理加倍方法也用于较大植株的处理，即用3.4g/L的秋水仙碱浸根处理1.5h。Zhou等对2个F1代的单倍体再生植株用125mg/L秋水仙碱液浸根20h，加倍率分别为52％和56％；2周后对逃逸的单倍体再用3.4 g/L秋水仙碱浸根1.5h，以确保其加倍率。用此方法处理小植株必须事先已测定过其倍性，缺乏倍性检验仪条件则难以实行，因为此时单倍体与二倍体小植株在外观上难以区分。其次操作也较为复杂，要经历从洗根、浸根、再洗根到人土等多项步骤，较为费时费工，小植株也有一定损伤。此外，应用此方法对染色体加倍不完全，会产生较多单倍体与二倍体等的倍性嵌合体。

1.3 试管苗处理针对土壤小植株用秋水仙碱处理费时的问题，Mathias等提出用试管苗进行直接处理，把3～4叶龄的带根再生小植株移人含50mg／L秋水仙碱的B5培养基中培养4-8d，再移至不含秋水仙碱培养基中无菌培养1-2周，其加倍频率超过50％。以试管苗作早期处理有利于整个植株的二倍化，处理植株的生长不受抑制；处理植株的花期早于非试管苗处理；所用秋水仙碱浓度低、数量少，因而可降低毒性和成本。此外，在双单倍体的生产中，对刚出管的小植株，Burnett等用1-2g/L秋水仙碱浸根2-4h，Ferrie等用3.4g／L秋水仙碱浸根1.5h，Guo等用2g/L秋水仙碱浸根2h，然后洗净后移入土中。试管苗加倍方法比前述方法省力，但在实际操作中存在两方面的问题，一是处理植株未进行倍性检测，会使部分自然加倍的二倍体再次加倍，成为多倍体或二倍体的嵌合体；二是试管小植株的倍性极不稳定，我们发现秋水仙碱处理过的小植株在移人土壤后其倍性会发生变化。

1.4 胚体处理 Chen等在光照下用1-2g／L秋水仙碱对15-20d的胚处理8-20h，二倍体发生频率15％-34％。Zhou等对移人固体培养前的5周龄胚状体用含25～50mg／L秋水仙碱液体培养15-30h，其二倍体植株频率为41.7％～44.7％。此法加倍效果较差，而且产生嵌合体和多倍体频率相对较高。另外，对2周龄大小的胚体(肉眼刚可见)在培养基中加入适量的秋水仙碱，振荡培养72h，也有一定的加倍效果。 1.5 小孢子处理近几年来，直接用秋水仙碱处理刚分离小孢子以提高二倍体频率作了较多研究。Chen等在多个基因型中用0.5～1.0g/L秋水仙碱处理刚分离的小孢子8～20h，获得了37％～93％的二倍体加倍频率，平均加倍率达70％。MOiler等用50mg/L秋水仙碱处理24h后得到80％～90％的二倍体胚体，用较低浓度(10mg/L)秋水仙碱处理72h，二倍体胚体达80％，其再生的植株与正常的二倍体植株无差异。Zhao等用10mg／L秋水仙碱直接处理小孢子18h，获得22％的可育株，秋水仙碱连续培养的可育株为53％，而对照只有12％。但是不更换培养基会造成大量的畸形胚产生，转移到固体培养基后这些胚再生成小植株的比率会明显降低。Zhao等用10mg/L秋水仙碱处理42h后，再稀释至5mg/L培养，获得了90％的可育株。Hansen等比较秋水仙碱与其它解微管除草剂直接处理小孢子的加倍效果，发现用秋水仙碱400mg／L处理24h所得可育植株(二倍体)达94％，处理时间和浓度对染色体加倍具有极显著效应。Zhou等用50mg/L和500mg/L秋水仙碱处理15h，获得大量正常胚体，加倍频率达到75％～92％，且嵌合体和多倍体很少。研究表明利用分离小孢子直接进行秋水仙碱加倍染色体更为有效、完全和快速。

2 提高出胚产量 Zaki等研究了秋水仙碱直接处理小孢子对球形胚和子叶胚产量的影响，结果表明用秋水仙碱25mg/L处理12h能显著提高胚产量，长时间及高浓度处理会抑制胚产量，研究认为秋水仙碱作用于花粉第1次有丝分裂前期，促进了小孢子对等分裂数量，激活小孢子从配子体向孢子体发育。秋水仙碱直接处理小孢子对于小孢子反应差的基因型提高出胚潜力优于反应好的基因型。Iqbal等用秋水仙碱直接处理分离小孢子也得到类似结果，在57个试验中有69％的试验结果表明能提高出胚产量，最佳处理组合为100mg/L秋水仙碱培养24h，出胚数量比平均胚产量高出3倍；其次，长时间低浓度处理组合(10mg/L 72h)也有较好的效果，比平均胚产量高出1.8倍。但处理时间过长会产生不正常胚，对小植株的再生也有负面影响，10～20mg/L秋水仙碱处理18h未能提高小孢子的出胚频率。Hansen等分析了秋水仙碱直接处理分离小孢子的浓度与时间组合，表明不同浓度和时间对胚产量有极显著影响。中等浓度(1.2-40mg/L)能略微提高胚产量，当浓度高于120mg／L时对出胚有负作用，处理时间以12h为最好。Zhou等进一步证实了秋水仙碱直接处理小孢子对出胚产量提高的作用，用500mg/L秋水仙碱处理多个基因型15h，正常胚产量最高，比不处理对照提高70％-84％，萌发胚率也有显著提高。

3 诱导出胚研究目前油菜小孢子培养技术体系中，小孢子常需30-33℃高温热击1-7d方能诱导出正常胚体。ZhaoL291提出了用秋水仙碱替代高温热击诱导小孢子出胚的新途径，这对研究小孢子的出胚机理具有重要意义。诱导方法是在25cC培养条件下先用秋水仙碱10mg／L直接处理刚分离的小孢子42h，而后将秋水仙碱浓度稀释至5mg／L直至培养出胚，小孢子胚发生频率占所培养小孢子数量的15％以上，经秋水仙碱诱导出胚的再生植株的二倍体率为90％，而热击诱导只有6％。由于经秋水仙碱处理的小孢子中热击蛋白HSPsl9和HSPs70均未被检出，据此Zhao假设HSPs不是小孢子诱导出胚的必要条件，HSPs的产生仅仅是细胞对高温的响应结果，它的作用可能是小孢子的存活和修复，而不是诱导出胚；进而假设花粉基因表达的抑制和结构重组是诱导小孢子出胚的真正机理。但有趣的是，以上推测与近来Srnykal等的试验结果不同。Smykal等人采用类似Zhao的方法，在20℃下用秋水仙碱诱导出胚，结果表明秋水仙碱直接处理小孢子诱导出胚率为2.3％，远远低于高温热击8.6％的出胚率，并检测出小热击蛋白sHSPsl7.6。通过非生物胁迫(如秋水仙碱)诱导小热击蛋白表达，是小孢子培养出胚的必要条件，但非充分条件。周伟军等采用秋水仙碱与高温热击处理甘蓝型冬油菜F1杂种分离小孢子，获得了较高的出胚率和成苗率，即直接用500mg／L秋水仙碱对分离小孢子处理15h，并于32℃和30℃分别热击暗培养3d和7d后转入24℃下培养，胚胎发生良好，5周后产生大量正常胚体，将这些发育优异的胚体移人固体MS培养基后即进行10d低温(2℃)诱导，随后在常温(24℃)光照培养条件下能很好地萌发并直接、快速地再生成植株，其萌发胚率为89％和87％，成苗率为63％和55％。

4 展望

综上所述，秋水仙碱直接处理小孢子的加倍技术具有操作方便、省工省时、加倍效率高、废液少、嵌合体和多倍体比例低等优点，尤其适用于不具备多倍体检测设备的实验室应用，是油菜小孢子培养中一种最具应用前景的染色体加倍方法。但从有关文献和我们的实验中发现，秋水仙碱直接处理小孢子仍不能完全克服由于供体基因型等遗传差异性引起的某些材料的小孢子培养低反应问题，或表现对提高出胚及加倍效率不稳定等。因而较理想的稳妥加倍办法是前期秋水仙碱直接处理分离小孢子与后期花前植株处理相结合。此外，探索更为易行、安全、高效的加倍途径，如更低浓度、更低剂量、更高效率的替代方法也很有意义。对此，我们设想并已尝试对未分离小孢子进行某些预处理，发现在预处理时或预处理后能进一步提高出胚产量及加倍频率；同时应寻找具有更高加倍效率而低毒性的秋水仙碱替代物，以更好地用于遗传研究及育种实践。由于非生物胁迫的秋水仙碱处理能诱导小孢子出胚，这对研究目前尚未清楚的小孢子培养出胚机理具有非常重要的意义。秋水仙碱能促进小孢子对等分裂，替代高温热击诱导出胚，秋水仙碱是否在油菜小孢子培养中还存在其它潜在功能?如调节培养液的渗透压、诱导性状变异和种质材料创新等等，这些研究有待进一步试验探索。