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本研究采用植物组织培养和多倍体诱导相结合的方法获得了桔梗同源四倍体试管苗,并对桔梗二倍体与同源四倍体试管苗的生理特性、遗传变异及DNA的甲基化差异做了初步探讨,以期为桔梗四倍体优良品种的选育提供理论依据。本论文的主要研究内容如下:1、本研究以内蒙古赤峰市生产的桔梗种子为试验材料,用0.1%的HgC12消毒后建立无菌系,并对桔梗无菌苗的增殖培养基及生根培养基进行优化,在建立桔梗无菌快繁体系的基础上,利用0.05%、0.1%及0.2%的秋水仙素溶液浸泡不定芽诱导桔梗同源四倍体,采用形态鉴别、根尖染色体鉴定和流式细胞仪分析相结合的方法鉴定其倍性。结果表明,桔梗无菌苗增殖的最佳培养基为MS+6-BA 1.5 mg·L-1+NAA0.3 mg·L-1,最佳生根培养基为1/2MS+NAA0.6mg·L-1;桔梗同源四倍体诱导的最适条件是用0.2%的秋水仙素(加0.02 g.mL-1二甲基亚砜)混合液处理桔梗不定芽12 h,诱导率达到 32.0%。2、以桔梗二倍体及人工诱导的同源四倍体为试验材料,研究比较桔梗二倍体与同源四倍体的生长和生理特性。结果表明桔梗四倍体试管苗较粗壮,叶片大且厚,颜色较深,四倍体气孔及叶肉细胞明显比二倍体大;四倍体植株叶片的叶绿素a和b、胡萝卜素及总叶绿素比二倍体分别增加36.11%,69.23%,31.71%,38.85%;四倍体的SOD、POD活性与可溶性糖、可溶性蛋白含量明显高于二倍体,分别比二倍体增加92.91%,12.09%,27.69%和60.06%;四倍体MDA含量显著低于二倍体;在内源激素含量方面,部分内源激素随着染色体倍数的增加,含量有所增加。3、以桔梗二倍体及人工诱导的同源四倍体为试验材料,采用相关序列扩增多态性(Sequence-related Amplified Polymorphism,SRAP)和扩增片段长度多态性(amplified fragment length poly morphism,AFLP)两种分子标记技术对桔梗二倍体和同源四倍体的遗传差异进行分析。SRAP结果显示,在12对引物扩增出的206条谱带中,多态性谱带有23条,其中16条为二倍体植株特有谱带,7条为四倍体植株特有谱带,多态性条带占总条带的11.17%;AFLP结果显示,筛选出的24对引物获得了 477条位于80～500 bp的DNA片段,其中多态性片段有13条,多态性条带数占总条带数的2.73%。这表明通过SRAP与AFLP两种分子标记方法得出桔梗二倍体及其同源四倍体之间基因多态性较低,染色体加倍后,只有极少部分DNA碱基序列发生改变,大部分基因组核苷酸序列保持稳定。4、以不同倍性的桔梗试管苗为试验材料,采用甲基化敏感扩增多态性(methylation sensitive amplified polymorphism,MSAP)技术探究桔梗二倍体与四倍体植株之间的DNA甲基化水平及其模式变化。结果表明20对引物扩增的1586条带中,二倍体有764条,四倍体有822条。二倍体总甲基化率、全甲基化率和半甲基化率分别为92.15%、61.52%、30.65%,而四倍体为86.13%、54.38%、31.75%,与二倍体相比,其同源四倍体总甲基化率降低6.02%,全甲基化率降低7.14%,而半甲基化率升高1.6%,说明染色体加倍后其DNA表观遗传模式发生了变化。