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半枝莲(Scutellaria barbata D.Don.)为唇形科黄芩属多年生草本植物,全草入药,具有清热解毒、消炎抗菌、抗肿瘤和抗病毒等药用价值,是临床上需求量较大的中草药。将化学诱导染色体加倍技术应用于半枝莲育种,有可能培育药用价值含量高的半枝莲新种质。因此,对半枝莲进行染色体加倍研究具有重要意义。首先,本研究以半枝莲带腋芽的茎段为外植体,应用对人和环境危害较小的氟乐灵为诱导剂,通过浸泡法和混培法研究了不同浓度和处理时间对半枝莲多倍体离体诱导的影响。研究表明,通过浸泡法诱导半枝莲腋芽染色体加倍的最适组合为20μmol L-1氟乐灵处理腋芽48h,变异率为64.7%。在相同条件下,用氟乐灵加入培养基混培法处理腋芽的最适组合为10μmol L-1氟乐灵处理21d,变异率为78.1%,优于液体浸泡法。其次,对变异植株和对照植株进行了形态学、细胞学和分子生物学上的鉴定与比较。研究表明,形态学上,变异植株生长缓慢,植株高度降低了38.8%,节间降低了37.5%,叶型指数减小了22.1%。细胞学上,变异植株的气孔面积是对照株的3.25倍,气孔密度比对照株减小了54.7%,叶绿体数增加了87.3%,均与对照植株存在显著差异。对根尖染色体进行计数结果发现,半枝莲对照植株染色体为2n=2x=26,变异植株染色体加倍2n=4x=52；分子生物学上,对多倍体和对照植株细胞核分别进行流式细胞检测发现,多倍体半枝莲在相对荧光强度400出现一个单峰,而二倍体在相对荧光强度200出现一个单峰,表明多倍体植株DNA含量是对照植株的两倍。最后,采用紫外分光光度法对半枝莲的主要药用成分总黄酮含量进行了测定,并对部分加倍后的组培苗和对照苗进行炼苗移栽,测定了常用抗性指标SOD、CAT和MDA的含量。结果表明,所测四倍体株系的总黄酮的含量均显著高于对照二倍体植株,分别增加了42.69%、49.41%、50.98%。在相同栽培条件下,所测四倍体株系的SOD、CAT、MDA含量与二倍体植株均有显著差异,但四倍体株系之间无显著差异。四倍体半枝莲SOD、CAT的活性分别比二倍体高出35.7%和29.6%,活力最高的3号株系SOD、CAT的活性分别是二倍体的1.38和1.40倍。四倍体的MDA含量较二倍体植株降低了23.7%,其中株系3降低得最多为30%。因此,相对于正常的二倍体半枝莲植株,人工诱导加倍获得的四倍体植株具有更强的生长优势。