不同浓度EMS对甜菜种子诱变致死率的影响

姜 莉 ，李卫华 ，王维成 ，李蔚农

（1.石河子大学农学院，新疆石河子 832000；2.新疆石河子甜菜研究所，石河子 832000）

甜菜是世界及我国制糖业的主要原料之一，而新疆是我国重要的甜菜糖生产基地，播种面积约8万hm2，甜菜总产量占全国的60%，其单产处于全国领先地位。2008/2009榨期生产甜菜糖52万t，以绝对优势占到全国甜菜糖总产量的58%。尽管如此，新疆甜菜糖生产的潜在优势还没有充分发挥出来，其主要原因是没有足量的优质甜菜原料，而其内在原因是甜菜种质资源缺乏和新品种的育种效率较低。改变这种现状最简便、有效的途径之一就是应用诱变育种等常规育种和分子育种相结合的方法，即人工诱导产生突变，再从中筛选有益突变体，经多代筛选和产质量、抗性鉴定或分子标记鉴定，培育优质、高产及综合性状优良的甜菜新种质。

EMS是高效、稳定的化学诱变剂，主要诱发点突变，EMS的诱变效果可以用“两高一广”来评价，即：效率高、频率高和范围广。EMS化学诱变产生点突变的频率较高，而染色体畸变率相对较少，故可以对作物的某一种特殊性状进行改良。EMS处理后所形成的突变群体在功能基因研究上具有独特优势，与其它诱变剂相比，EMS诱变后产生的突变频率高，且多为显性突变体，易于突变体的筛选。如EMS处理玉米花粉，突变频率可高达78%。此外，它还可以产生范围较广的突变类型，如转换、颠换等。因此，用EMS磷酸缓冲液处理甜菜种子幼胚获得突变体，从中筛选有益突变株，进而选育优质、高产及其综合性状优良的新种质资源具有极高的可行性。

本试验选用新疆石河子甜菜研究所自育的二倍体授粉系材料SN9807为EMS诱变的试验材料，采用15个浓度的EMS，用6个时间处理甜菜授粉系材料SN9807籽粒。旨在研究确定EMS对甜菜种子诱变的最适浓度处理，以期探讨EMS诱变处理是否有利于甜菜亲本材料高产质量的创新。

1 材料与方法

1.1 材料与方法

分别用 0.1%、0.3%、0.7%、1.1%、1.5%、1.7%、1.9%、2.0%、2.1%、2.3%、2.5%、2.7%、2.9%、3.0%、3.3%15个浓度的EMS，用4h、6h、8h、10h、12h、14h 6个时间处理甜菜授粉系材料SN9807籽粒。各处理的种子2011年7月5日于石河子甜菜研究所种子发芽室做发芽试验，以确定其半致死率浓度（即为最佳诱变浓度）。每处理3重复，每重复100粒种子，调查记录7d发芽率。

1.2 EMS诱变处理方法

1.2.1 EMS不同浓度溶液和对照溶液的配制 各处理容量均为300mL，pH均为7.0。

0.1%浓度：0.3mL EMS+299.7mL磷酸缓冲溶液；0.3%浓度：0.9mL EMS+299.1mL磷酸缓冲溶液；

0.7%浓度：2.1mL EMS+297.9mL磷酸缓冲溶液；1.1%浓度：3.3mL EMS+296.7mL磷酸缓冲溶液；

1.5%浓度：4.5mL EMS+295.5mL磷酸缓冲溶液；1.7%浓度：5.1mL EMS+294.9mL磷酸缓冲溶液；

1.9%浓度：5.7mL EMS+294.3mL磷酸缓冲溶液；2.0%浓度：6.0mL EMS+294.0mL磷酸缓冲溶液；

2.1%浓度：6.3mL EMS+293.7mL磷酸缓冲溶液；2.3%浓度：6.9mL EMS+293.7mL磷酸缓冲溶液；

2.5%浓度：7.5mL EMS+293.7mL磷酸缓冲溶液；2.7%浓度：0.9mL EMS+299.1mL磷酸缓冲溶液；

2.9%浓度：0.9mL EMS+299.1mL磷酸缓冲溶液；3.0%浓度：0.9mL EMS+299.1mL磷酸缓冲溶液；

3.3%浓度：0.9mL EMS+299.1mL磷酸缓冲溶液；对照：300mL磷酸缓冲溶液（pH=7.0）。

1.2.2 处理方法 （1）各处理种子（300粒）预先用清水浸泡8h至吸水饱和;（2）将浸泡过的种子在室温下用不同浓度不同时间的EMS处理;（3）将EMS处理过的甜菜种子用清水冲洗1h;（4）种子放入折纸发芽盒，再放入23±1℃智能人工气候箱内；（5）调查7d的发芽率。

2 结果与分析

现利用EMS 15个浓度6个时间共90个组合处理甜菜授粉系材料SN9807种子，其致死率方差试验分析结果见表1。结果表明：对甜菜种子致死率在不同处理组合间、处理时间以及时间×浓度的互作上均达到了极显著水平，而诱变的处理浓度则达到了显著水平，这表明甜菜授粉系材料SN9807对EMS处理有敏感性。相对浓度和时间而言，处理浓度的效应比时间要大。

对诱变材料不同处理时间致死率的平均数进行统计分析见表2。结果表明，就诱变不同时间的平均致死率而言，10h、12h、14h均是较适合的时间 （一般半致死剂量为最适宜），其中10h、12h、14h都是比较适合的时间。

由于各诱变处理组合的效应并不是单个因素效应的简单相加，而是时间和浓度互作反应的结果，故上述各诱变适合的时间所对应的最适浓度也是各不相同的，可进一步分析各个时间和不同浓度组合的简单效应，以确定诱变致死率最佳的时间浓度组合。在10h和12h的诱变处理组合中 （表3），10h与2.5%和12h与2.3%为较适宜组合，确定为诱导甜菜授粉系材料SN9807种子发生诱变的较佳诱变剂量。

表1 EMS处理甜菜授粉系材料SN9807致死率方差分析

表2 处理时间与致死率

表3 2种时间不同浓度简单效应分析

3 小结与讨论

本研究通过对不同浓度EMS在甜菜授粉系材料SN9807诱变效果的初步研究，综合考虑幼苗致死率及其试验要求等因素，确定10h与2.5%和12h与2.3%是在种子发芽致死率（半致死剂量）上的最佳诱变处理组合。

许多人认为最适EMS浓度就是50%的种子发芽半致死剂量，但对于甜菜诱变浓度和M1代畸变率的关系，以及对后代诱变方向的问题还有待进一步研究确定。

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