矮牵牛(Petunia hybrida Vilm.)又名碧冬茄,为茄科矮牵牛属的多年生草本植物。矮牵牛茎直立,叶互生,花朵硕大,花冠漏斗状,花色、花形变化丰富,属花大色艳、长势旺盛的装饰性花卉,是布置花坛、配置花槽、点缀窗台及装饰家庭的最理想花卉之一,受到广泛栽培与应用。长期以来,我国矮牵牛大量用种都主要依赖进口。因此,开辟育种新途径,加速新品种选育,培育具有自主知识产权的矮牵牛新品种,显得尤为迫切。本研究目的在于利用组织培养手段,研究矮牵牛多倍体诱导和单倍体培育的技术和条件,优化实验体系,更大程度地发挥组织培养技术在矮牵牛倍性改良上的优势,为矮牵牛种质创新开辟更有效的途径。研究结果表明,以矮牵牛‘朝阳’品种的种子经75%乙醇30s和0.1%升汞10min处理可获得90%的发芽率;茎节及不定苗的最佳继代增殖培养基均为MS+BA0.5 mg/L,茎节的增殖系数为7.3,不定苗的增殖系数为5.0;最适生根培养基为1/2MS+IBA0.05mg/L,生根率为100%,移栽成活率85%。分别采用滴液法、浸泡法和混培法对矮牵牛枝芽进行秋水仙素处理,以诱导其发生多倍体变异。结果表明,三种方法均有一定的诱变效果。其中,以0.1%秋水仙素溶液无菌浸泡离体茎尖36h的效果最好,诱导率为20%。经根尖细胞染色体数检测,秋水仙素诱导获得了矮牵牛的纯合四倍体(2n=4x=28),四倍体植株经增殖和生根培养后,移栽成活率为96%。四倍体矮牵牛植株矮壮,叶色深,茎粗;生长缓慢,开花期晚比二倍体晚15～20d;花冠比二倍体长,而且花瓣褶皱增多,边缘卷曲;花色由亲本的纯白变成了带绿的白色。对四倍体和二倍体矮牵牛叶片特征及气孔特性的对比观察发现,四倍体植株的叶片增厚、叶长变长,分别是二倍体的1.6倍、1.38倍;四倍体的气孔长度为二倍体的151.4%,保卫细胞长度为二倍体的177.5%,叶绿体数目为二倍体的184.6%,差异达到了极显著水平。对四倍体和二倍体矮牵牛植株进行抗性生理试验结果表明,经聚乙二醇脱水处理后,四倍体矮牵牛叶片的细胞膜损伤率为18.9%,显著低于低于二倍体的24.5%,说明矮牵牛‘朝阳’加倍成四倍体后,抗脱水能力有一定提高;在不同程度的人工低温胁迫下,四倍体与二倍体植株叶片的电解质外渗率均随处理温度降低而增高,但两者之间的差异不显著,即四倍体并没有表现出强于二倍体的抗低温能力。矮牵牛花药培养的方法是:以1M HCl 1min+75%酒精30s+0.1%升汞10min对花蕾消毒效果最好,其花药的成活率可达83.8%;含双核期花粉的花药愈伤组织诱导率最高,为60.53%;4℃48h的花蕾低温预处理可以提高花药愈伤组织的诱导率:MS+BA1.0mg/L+IBA1.5mg/L+活性炭0.5g/L+蔗糖4%是适合矮牵牛花药培养诱导愈伤组织的综合培养基,诱导率达62.16%;矮牵牛花药愈伤组织不定芽再分化成苗的最适培养基为MS+BA2.0mg/L+IBA0.2mg/L。花药培养得到再生不定芽经增殖培养和诱根培养后,移栽成活,能正常生长。经根尖细胞染色体数检测结果表明,所有再生个体的染色体均为14(2n=14),即属于2n=2x=14的二倍体。通过本研究,不仅建立起了矮牵牛的无菌繁殖体系,探索出了矮牵牛花药培养的条件与方法,还培育出了一批株形矮壮、叶色浓绿、花冠增长、花瓣褶皱增多、边缘微卷、花色有变化且抗脱水能力提高的四倍体矮牵牛新种质,为进一步的新品种选育奠定了基础。