倍性育种在十字花科植物育种中具有很重要的作用。小孢子培养可短时间内获得纯合、稳定的育种材料,从而加快了选择进程,缩短了育种年限,并且还能分离得到隐形性状,在创制优良自交系和提高育种效率方面具有重要作用。多倍体植株的“巨大性”有利于提高植物中有机成分含量和植株生物产量,在蔬菜及具有特殊用途的作物育种中具有重要价值。本研究以若干十字花科植物(油菜、甘蓝、青花菜、羽衣甘蓝、萝卜)为试材,对影响小孢子培养和植株再生的因素进行研究；人工诱导创制富含花青素四倍体红皮红心萝卜新种质,并对其中花青素分布、不同部位含量等方面进行了研究,获得主要研究成果如下：1、对上述十字花科植物小孢子出胚率和胚状体再生的影响因素进行了研究,结果表明,基因型是影响小孢子胚胎发生的关键因素；4℃低温预处理1d并结合32.5℃热激1d,能显著提高供试基因型小孢子出胚率；在固体分化培养基中添加1%-1.2%琼脂有利于小孢子胚萌发和植株再生；胚在液体培养基中滞留时间以25d左右为最好。2、采用DAPI染色法对几个甘蓝类植物(甘蓝、青花菜、羽衣甘蓝)的小孢子发育时期与花蕾大小、形态的关系进行观察,并与易出胚油菜品种‘浙双758’一起进行游离小孢子培养。结果表明,不同供试基因型处于单核晚期的花蕾大小之间存在差异；P/A(花瓣/花药)≈1可以作为几个甘蓝类植物选择合适花蕾的标准。不同供试基因型与油菜小孢子共培养的胚胎发生频率和植株再生率均高于对照,然而不同基因型间胚胎发生率存在差异；小孢子再生植株群体中,甘蓝类植物小孢子再生植株形态特征与油菜相比差异显著,可以直接进行区别。结果发现,共培养无论是在小孢子胚胎发生率和胚胎质量,还是再生植株率,均显著优于未共培养对照。3、采用DAPI荧光染色法可清楚地观察到小孢子发育时期。甘蓝花蕾平均长为3.0-4.5mm、花瓣/药为0.85-1.20时,处于单核晚期至双核早期的小孢子所占比例最多；青花菜小孢子处于单核晚期至双核早期时,其花蕾平均长为2.0-3.5mm、花瓣/药为0.85-1.20；羽衣甘蓝和萝卜花蕾平均长分别为为3.5～4.5mm、3.0-4.0mm、花瓣/药分别为0.9-1.2、0.9-1.15时最适于进行小孢子培养实验。显微观察发现,小孢子受到高温刺激后,体积开始膨大,孢子壁逐渐分解,大部分小孢子发生对称分裂。培养15d左右时,发育成肉眼可见的胚状体,25d左右时,小孢子发育成胚状体且适宜于再生成植株。小孢子感受到热激后,电镜下可观察到小孢子细胞中液泡部分或完全消失,细胞核移到细胞中央,细胞进入到第一次分裂前的准备阶段；细胞器大量聚集在细胞质中,细胞核周围存在着丰富的淀粉粒；小孢子发生第一次分裂后形成两个大小、形态相似的细胞,两个细胞核着色较浅,细胞器均匀分布在细胞质中,两个细胞相邻但没有细胞壁包被。4、小孢子再生植株群体中,除单倍体外,还存在二倍体和多倍体植株,采用流式细胞仪可快速鉴定出群体中倍性水平。采用200mg·L-1水仙碱处理单倍体植株20h的诱导效果最好,3个供试基因型植株的存活率和二倍体诱导率均优于其它处理。不同倍性间植株气孔大小和形态以及保卫细胞叶绿体数存在差异,采用FDA荧光染色和碘-碘化钾染色法可清楚地观察到不同倍性间的差别。发现单倍体植株气孔长度约为20μm,二倍体约为25μm,而四倍体大于33μm；单倍体保卫细胞叶绿体数为7个左右,二倍体约13个,而四倍体最多超过23个,差异显著。5、采用不同浓度秋水仙碱(0.1,0.15,0.2g·L-1不同处理时间(0,24,48,72h)组合对‘胭脂3号’萝卜子叶期生长点进行处理；先根据形态学特征和气孔大小形态对处理群体进行初步鉴定,得到的疑似变异植株再采用流式细胞仪和染色体计数法进行最终倍性确定；并对得到的四倍体和二倍体红皮红心萝卜的形态学特征和总花青素含量进行比较。结果表明,秋水仙碱浓度越高、处理时间越长,植株死亡率越高；0.2g·L-1仙碱处理72h的植株变异率最高,为62.0%；0.2g·L-1水仙碱处理48h得到的四倍体诱导率最高,为11.3%,共有37株加倍为四倍体。四倍体和二倍体植株在叶片和花形态、植株长势、花粉粒和气孔形态以及保卫细胞叶绿体数目等表现差异；四倍体红皮红心萝卜花青素含量比二倍体增加11.8%,差异显著。6、对红心萝卜生长过程中花青素合成规律及与PAL酶活性、可溶性糖含量相关性进行分析,结果表明,花青素在种子萌发时即开始合成,合成顺序是从上而下的,且在下胚轴中的分布是不均匀的；在肉质根中,花青素在根皮中的含量高于根肉,根上部含量高于下部,与在下胚轴中分布方式一致。光照条件下子叶和下胚轴中的花青素、PAL酶活性、可溶性糖含量均比黑暗条件下的高。光照条件下下胚轴和田间生长过程中肉质根中花青素含量呈上升趋势；而光照条件下子叶和黑暗条件下的子叶和下胚轴中的花青素含量均呈先升高后降低的变化趋势。PAL酶活性、可溶性糖含量在发芽和田间生长过程中的变化趋势不同。叶片中叶绿素含量在萝卜生长过程中呈现波动增加的变化趋势。肉质根皮中花青素含量最高,为25.03mg/1OOg,其次为肉质部,根头和叶柄中含量较少。PAL酶活性、可溶性糖含量均与花青素含量呈正相关,相关系数分别为0.607和0.678；叶绿素与花青素也呈正相关,相关系数为0.496。