EMS处理青刀豆最佳诱变剂量的选择

李林章，余珊珊，宋慧

（1.浙江宁波市农业科学研究院蔬菜所，315040；2.宁波大学科学技术学院）

EMS处理青刀豆最佳诱变剂量的选择

李林章1，余珊珊2，宋慧1

（1.浙江宁波市农业科学研究院蔬菜所，315040；2.宁波大学科学技术学院）

为选择最佳的EMS（甲基磺酸乙酯）诱变剂量，设置不同EMS浓度和处理时间，研究不同处理组合对青刀豆种子畸形率、成活率及青刀豆植株生长的影响。试验结果表明，EMS浓度为0.6%，处理4 h时诱变效果最佳。

EMS；青刀豆；诱变剂量

青刀豆属于菜豆中圆荚类型品种，具有较高的营养价值，是我国重要的出口创汇蔬菜之一。我国青刀豆品种缺乏，主要依赖国外进口，因此优良青刀豆品种选育对我国青刀豆产业健康发展十分必要。然而，青刀豆为自花授粉作物，自然变异率低，且由于花器结构特殊，杂交育种困难。实践证明，化学诱变可有效提高变异频率，创造有利性状的种质材料，扩大遗传背景。与其他诱变剂相比，EMS（甲基磺酸乙酯）诱变后产生的突变频率高，尤其是显性突变频率高，易于突变体的筛选，目前已成为农作物诱变育种中应用最广泛、应用效果最好的一种化学诱变剂［1～4］。

设置不同EMS浓度和诱变时间的处理组合，对青刀豆材料进行化学诱变处理，统计观测青刀豆（M1）发芽情况以及田间生长情况，以期筛选出适合青刀豆的EMS化学诱变处理条件，为初步建立青刀豆EMS化学诱变育种技术体系及应用提供试验依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

青刀豆品种为甬绿1号，由宁波市农业科学研究院蔬菜所自育自繁。

诱变剂：EMS（SIGMA），由生工生物工程（上海）股份有限公司购买。

1.2 试验方法

青刀豆种子（M0）材料清水浸种8 h进行预处理。设置A1（2 h）、A2（4 h）、A3（6 h）、A4（8 h）4个不同处理时间以及B1（0%）、B2（0.4%、B3（0.6%）、B4（0.8%）4个不同EMS处理浓度 （0.1 mol/L，pH值7.0磷酸盐缓冲液配制）［5］，共16个处理组合，以未添加处理相同时间作为各组合空白对照，每处理设3次重复，每重复100粒青刀豆种子。诱变在通风橱中进行，诱变处理结束后用0.1 mol/L硫代硫酸钠作为反应终止剂，静置20 min后取出青刀豆种子（M1），用清水冲洗2 h，晾干后统一播种于50孔穴盘，播后放置于玻璃温室育苗架进行常规育苗管理。

播种2周后观测，统计M1种子发芽成活率、畸形率。成活M1种子定植于田间，期间进行常规田间管理，观测M1植株田间生长发育情况。对不同处理组合的成活率进行方差分析，以致死率50%作为指标，初步筛选确定最佳处理组合。

2 结果与分析

2.1 不同处理组合对M1种子畸形率及成活率的影响

从表1可以看出，随着EMS处理时间的延长及处理浓度的增加，M1出苗率以及最终成活率显著降低，畸形率显著增高。方差分析亦表明，不同诱变时间处理间以及不同诱变浓度处理间差异表现为极显著。一般诱变处理以致死率50%为最适合，本试验中，处理组合A1B4（0.8%，2 h）诱变致死率为48.1%，A2B3（0.6%，4 h）诱变致死率为52.5%，最接近50%，且方差分析表明这2个处理组合间差异不显著，但与其他处理组合间差异显著。同时，EMS处理会对M1幼苗生长产生一定负面影响，具体表现为幼苗形态的变异，如幼叶白化、皱缩、心叶缺失等。试验中观测到大量畸形苗，畸形比例随着处理浓度的增高和处理时间延长而增加，说明EMS处理浓度越高、时间的越长，对M1幼苗生理性损伤越大。

表1 不同诱变处理组合对青刀豆种子成活率的影响

2.2 不同处理组合对M1植株田间生长的影响

成活的M1幼苗定植于大田，植株田间生长发育过程同样受到较大影响，主要表现为植株生长缓慢、植株矮小，发育过程延迟或提早，花而不实、种子发育不良、不同程度败育等，并且随着EMS处理浓度升高和处理时间增长，M1植株种子败育比例和程度越高，表现出明显的正相关。

3 讨论与结论

EMS浓度和处理时间是影响诱变过程及诱变效果的主要因素，其他因素还有处理材料种类、温度、pH值等。EMS浓度过高或处理时间过长均会对诱变材料造成严重的生理损伤，导致处理种子不能正常萌发和生长，甚至死亡，而EMS浓度过低或处理时间过短，突变频率则降低，达不到预期诱变效果，因此合适的诱变剂量应同时满足尽量低的生理损伤和尽量高的突变频率，一般化学诱变实践应用中常以半致死率剂量为参考，易获得较好的诱变效果。

本试验中，随着EMS处理时间以及处理浓度的增加，M1出苗率以及最终成活率显著降低，畸形率显著增高，与致死率表现明显呈正相关性。其中，处理组合A1B4（0.8%，2 h）和 A2B3（0.6%，4 h）诱变致死率最为接近50%。然而，处理组合A1B4中EMS浓度较高，很容易造成材料内部生理损伤，因此，综合考虑，A2B3比较适合作为青刀豆种子诱变处理条件。此外，本试验中诱变处理材料为种子，种子的预处理对提高诱变效果至关重要。通过浸种，可促进种子活化，增加细胞膜透性以及对诱变剂的敏感性，提高诱变效率的同时减少对细胞的生理损伤。M1代植株一般不进行选择，一方面诱变带来的生理损伤可能会导致M1代的部分表型变化，但并不确定这部分是来自遗传的效应；另一方面因为多数M1代突变类型均为杂合体，隐性突变不易观察和鉴定［6，7］。因此，还需要进一步对M2以及后续群体植株进行观测鉴定，以确定突变植株。

［1］崔清志，刘晓虹，陈惠明.EMS诱变技术研究进展［J］.湖南农业科学，2013（5）：7－9，13.

［2］崔霞，梁燕，李翠，等.化学诱变及其在蔬菜育种中的应用［J］.西北农林科技大学学报，2013，41（3）：205.

［3］方荣，陈学军，缪南生，等.我国蔬菜诱变育种研究进展［J］.江西农业学报，2008，20（1）：56-60.

［4］梁任繁，何龙飞.EMS在作物育种应用中的研究进展［J］.种子，2008，27（2）：47-49.

［5］陈学森.植物育种学实验［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［6］李卫华，胡志伟，褚洪雷，等.EMS对小麦产量性状和农艺性状诱变效应的研究［J］.种子，2011，30（1）：41-44.

［7］朱保葛，路子显，耿玉轩，等.烷化剂EMS诱发花生性状变异的效果及高产突变系的选育［J］.中国农业科学，1997，30（6）：87-89.

Selection of Optimum EMS Mutagenic Dose on Green Beans

LIN Linzhang1，YU Shanshan2，SONG Hui1
（1.Ningbo Academy of Agricultural Sciences，Zhejiang 315040；2.College of Science and Technology，Ningbo University）

In order to select the optimum EMS（ethylmethane sulfonate）mutagenic dose，we set different EMS concentrations and processing times，and studied the effects of different treatment combinations on aberration rate and survival rate of green beans seeds and plant growth of green beans plants.The results showed that the optimum treatment combination was using 0.6%EMS for 4 h on green beans.

EMS；Green beans；Mutagenic dose

S643

A

1001-3547（2015）24-0048-02

10.3865/j.issn.1001-3547.2015.24.019

李林章（1977-），男，硕士，高级农艺师，主要从事蔬菜育种以及栽培技术研究，E－mail：85846625@qq.com

2015-08-25