菘蓝(Isatis indigotica Fortune)为十字花科(Brassicaceae)菘蓝属二年生草本植物,根称“板蓝根”,叶叫“大青叶”,是常用传统中药材。近年来,由于菘蓝品种长期只种不选,自留自用,产量和品质大大降低。因此培育高产、优质、遗传性状稳定的新品种是当务之急。植物多倍体具有生物量高、抗逆性强、药用活性成分含量增多等优点,为药用植物的开发与利用提供了一条新的途径。本研究围绕菘蓝多倍体株系的选育,建立了菘蓝组培快繁及栽培技术体系,利用秋水仙碱成功诱导、鉴定了16个同源四倍体,进行了遗传稳定性和品质评价分析,获得了优良的菘蓝四倍体育种材料。(1)建立了菘蓝的无性快繁及栽培技术体系。外植体愈伤组织诱导的适宜外植体为下胚轴；诱导愈伤组织最佳培养基配方为MS+6-BA1.0mg/L+2,4-D0.8mg/L;诱导愈伤及分化最佳培养基配方为MS+6-B A2.0mg/L+NAA0.2mg/L;最佳生根培养基配方为1/2MS+NAA 0.2mg/L+IBA 0.2mg/L;最佳炼苗时间为4d,长势最佳的移栽基质为蛭石：珍珠岩=1：2；可明显促进菘蓝移栽苗的生长的营养液配方为Ca(NO3)2·4H2O 945mg/L+KNO3 607mg/L+NH4H2PO4 115mg/L+MgSO4·7H2O 493mg/L;菘蓝适宜的种植密度为行距30cm×株距10(或20)cm；华北地区适宜采收期10月15-20日。(2)人工诱导、鉴定和筛选了16个菘蓝纯合同源四倍体。以90mg／L秋水仙碱加入培养基诱导28d,菘蓝染色体的加倍率可达28.30%；菘蓝四倍体试管苗特征：生长慢,芽粗短,胚轴膨大,叶片肥厚宽大皱褶,叶缘呈锯齿状,色泽深绿,叶脉粗；四倍体田间移栽苗特征：叶色深绿,叶片宽厚变形,叶面粗糙,叶缘锯齿状,整株生长势旺盛,分蘖能力强,冬性较强；四倍体叶部细胞显微结构特征：气孔巨大、保卫细胞的叶绿体数目增多；四倍体染色体倍性鉴定方法：根尖常规压片法和幼叶流式细胞仪法。(3)用ISSR分子标记技术分析了菘蓝四倍体株系遗传稳定性。改良CTAB法是菘蓝DNA最佳的提取方法；ISSR反应的最佳体系为：25μl体系中含1×buffer2.5(不含MgCl2), MgCl2 2.0mmol·L-1、引物浓度为0.76μmol·L-1、dNTPs 190μmol·L、Taq DNA聚合酶1.5U；利用5个引物,用于3个菘蓝四倍体株系8-36代之间ISSR分子标记没有发现明显差异,在所检测的5个引物中,均未产生变异条带。(4)综合评价了16个菘蓝四倍体株系的农艺性状、品质、抗逆性。获得的四倍体株系之间在叶片、根部性状及产量上存在一定差异；菘蓝叶片长度、最长干根长与产量间具有相关性；株系DB3、DB5、DB7、DB10以收获菘蓝叶为好,而株系DB3、DB7、DB10、DB16以收获菘蓝根为佳；90%以上的四倍体株系根中靛蓝、靛玉红含量均高于二倍体株系,而叶中靛蓝和靛玉红含量下降；四倍体株系根中的多糖含量均低于二倍体,70%以上四倍体株系叶中多糖含量高于二倍体,其中DB1、DB10、DB15根中多糖含量较高,DB6、DB13和DB15叶中多糖含量最高；测定了菘蓝四倍体株系的17种氨基酸含量,其中DB7、DB8根和叶中的精氨酸含量均高,可根、叶两用,DB1、DB7和DB12脯氨酸含量较高,可作抗旱材料,DB7、DB9和DB12叶中总氨基酸含量最高,可叶用；测定了PEG和NaCl胁迫处理后菘蓝四倍体中靛蓝和靛玉红的含量、SOD和POD活性、脯氨酸电导率的变化,发现DB3、DB5、DB16在抗旱性和提高有效成分上表现均优,DB2、DB5、DB6、DB9、DB10、DB12和DB14表现出较好的耐盐能力；分离并鉴定了菘蓝根腐病的病原菌包括茄腐镰刀菌、尖孢镰刀菌和禾谷丝核菌；通过根段回接法进行根腐病抗性鉴定,发现DB1、DB3、DB6、DB9、DB14抗病性较差,DB5和DB11抗根腐病能力较强；利用简化特尔裴法,选用产量、靛蓝含量、靛玉红含量、多糖含量、总氨基酸含量、抗旱性、抗盐性及抗根腐病能力8个指标,综合评价16个菘蓝四倍体株系,发现除DB2、DB4、DB5、DB6、DB13外均优于二倍体株系,其中DB3、DB10和DB16等3个四倍体株系均在80分以上,表现良好,可作为进一步繁殖研究的材料。