EMS诱变对高粱成苗及M1主要农艺性状的影响

范昕琦 王海燕 陈静 张晓娟 郭琦 梁笃 周福平 聂萌恩张一中 柳青山

（1.山西农业大学高粱研究所 高粱遗传与种质创新山西省重点实验室，晋中 030600；2.山西农业大学社会服务部，太原 030031）

高粱是世界第五大禾谷物类作物之一。不仅是重要粮食作物，还是中国传统酿造业、畜牧业、新型再生能源产业、功能保健食品行业主要或极具潜力的原料，在国民经济中占有重要位置［1-2］。新形势下，随着农业生产方式的改变、高粱用途的变化以及我国种植业结构的调整，以单纯高产为主的高粱育种目标已不能满足市场多元化需求，因此，培育适应市场多元化需求的新材料是我国高粱育种工作者的新目标。

优异的育种材料是育种工作的关键因素，而我国高粱育种一直以传统育种方法为主，创制新材料的能力严重不足。随着世界各国育种家不断的研究，发现一种高效的新种质资源创制方法——诱变育种法。诱变育种法中的甲基磺酸乙酯（ethylmethane sulfonate，EMS）化学诱变育种技术因其成本低、操作简单、突变率高、染色体畸变异少、多为单基因突变，突变范围广、突变性状稳定且易于筛选等优点，已被广泛用于各种作物突变体库的构建、优异资源的创制和基因功能研究［3-14］。近几年，EMS诱变技术作为一种有效的突变育种技术受到国内外高粱育种家的青睐，育种家们利用该技术为高粱的定性和定量性状创造各种遗传变异性。国内主要研究EMS单诱变对各种高粱种质的诱变效果和效率，以及EMS突变体库的构建，种质涉及粒用高粱和甜高粱，有恢复系10125和晋粱5号，保持系Tx623、2055B、V4B、11494B、11476B［15-23］。国外主要研究γ辐射和EMS组合处理对高粱的诱变效果和效率［24-26］。如Surashe等［24］用伽马射线（100-400 Gy）、EMS（0.1%-0.4%）及其组合照射Parbhani Moti高粱品种，在各种诱变处理的M2中筛选出了早花（63 d）、中高（90 cm）和长圆锥花序（21 cm）突变体。Kalpande等［25］认为300 Gy伽马射线和0.2%EMS及其组合（200 Gy+0.2% EMS）对印度296B和Parbhani moti两个高粱品种的遗传变异性较广，有效性和效率更高。Wanga等［26］利用伽马辐射和EMS处理，确定单次和联合使用伽马辐射和EMS在6个印度高粱中有效突变育种的最佳剂量，但是其认为由于幼苗出苗不良且幼苗成活率低于LD50，不建议使用伽马辐射和EMS的组合应用剂量，EMS单诱变的有效性更高，6个印度高粱种质的EMS最佳剂量范围不同。

近几年，EMS诱变技术在高粱育种中的应用研究有较少报道，且报道的种质较少，未见其他优良种质的相关研究，种质创新较局限。

本研究利用EMS诱变技术对我国北方6个骨干恢复系的种子进行EMS诱变处理，探讨不同浓度EMS对不同高粱种质的成苗及主要农艺性状的影响，通过田间表型的分析确定EMS诱变高粱的最佳条件，为高粱突变体库构建、种质资源的创新以及培育高产、优质的高粱新材料提供基础材料和理论指导。

1 材料与方法

1.1 材料

试验以6个高粱恢复系1121R、L早615·L17、低秆L17、L17、28R·吉16、LgB7B大粒高种子为研究材料。试验材料均由山西农业大学高粱研究所饲料研究室提供。

1.2 方法

1.2.1 试剂配置及种子处理方法 配置5种浓度（0%、0.20%、0.25%、0.30%和0.35%）EMS诱变剂溶液。选取1121R、L早615·L17、低秆L17、L17、28R·吉16、LgB7B大粒高材料各15份大小均匀一致且饱满的种子，置于小网袋中（标明材料+EMS浓度+重复），共90份，每份种子为500粒。每个处理设3个重复。将90份种子按照EMS处理浓度分为5组，进行EMS（0.00%、0.20%、0.25%、0.30%和0.35%）处理，确保所有种子都浸入在处理液中，室温浸种12 h。然后用水冲洗4 h，自然晾晒。试验于2019年在高粱遗传与种质创新山西省重点实验室进行，处理所用甲基磺酸乙酯（EMS）诱变剂为美国Sigma生产。

1.2.2 田间试验方法 2019年5月上旬，将EMS诱变处理后的种子穴播于山西省农业科学院高粱研究所东白试验基地（112°42'24.44″E，37°35'11.25″N），海拔高度为887 m，无霜期平均为158 d，年降雨量400-450 mm，＞0℃积温3 990℃，属大陆性半干旱季风气候。2019年生育期（5-10月）平均气温20℃，最低气温-2.4℃，最高气温33.7℃，降水总量264.6 mm，降水天数为78 d，日照时数1 354 h。该试验地常年以种植高粱、玉米为主，田间种植采用穴播，每穴4粒，行距40 cm，株距20 cm，共90个小区（2.5 m×4 m），设置3个平行重复。所有田间管理均采用高粱大田常规管理。

1.2.3 测定指标与方法 观察田间诱变材料的生长情况，于播种后6周计算相对成苗率，对幼苗的形态进行定期观察，进入开花期每天观察，所有植株开花前单株套袋，并统计全部植株的株高、叶片、穗型、育性及成熟期等表型变异情况。整理数据并计算各表型变异率。计算公式如下：

成苗率（%）=（成活苗总数／供试种子数）×100%

相对成苗率（%）=处理的成苗率／对照成苗率×100%

变异率（%）=变异株数／成苗株数×100%

以套袋自交结实率作为植株育性鉴定指标。依据植株的结实率将植株育性分为4个等级：育性=0（不结实）、育性≤10%（单穗结实率≤10%）、10%＜育性≤50%（10%＜单穗结实率≤50%）和育性＞50%（单穗结实率＞50%）［21］。

1.2.4 数据分析 采用Microsoft Excel软件整理处理数据并作图，采用SPSS软件进行方差分析。

2 结果

2.1 不同浓度EMS处理对高粱成苗率的影响

由表1可知，EMS诱变处理后，在不同浓度处理下，与对照相比，高粱的相对成苗率显著降低（P＜0.01），随着EMS处理浓度的增加，1121R、L早615·L17、低秆L17、L17、28R·吉16、LgB7B大粒高的相对成苗率呈由高到低的下降趋势。

表1 不同浓度EMS处理对高粱成苗率的影响Table 1 Effects of the EMS treatments with different concentrations on the seeding emergence rate of sorghum

0.20% EMS处理时，1121R的相对成苗率最高，为75.64%；其次为L早615·L17，为75.34%。1121R和L早615·L17的相对出苗率无显著差异（P＞0.05），但是这两个材料的相对出苗率显著高于其他4个材料（P＜0.01）。LgB7B大粒高相对成苗率最低，为52.5%，显著低于其他材料（P＜0.01）。L17和低秆L17的相对出苗率无显著差异（P＞0.05），LgB7B大粒高和28R·吉16的相对出苗率无显著差异（P＞0.05）。

0.25% EMS处理时，1121R相对出苗率最高，为74.36%，显著高于其他材料（P＜0.01）。28R·吉16相对成苗率最低，为50%。28R·吉16和LgB7B大粒高无显著差异（P＞0.05），L17和L早615·L17无显著差异（P＞0.01）。

0.30% EMS处理时，低秆L17相对成苗率最高，为64.68%。28R·吉16的相对成苗率最低，为45.71%。6个材料中，除了1121R和L17无显著差异（P＞0.05）外，其他材料间差异显著（P＜0.01）。

0.35% EMS处理时，低秆L17的相对成苗率最高，为64.68%。28R·吉16相对成苗率最低，为42.86%。6个材料中除了LgB7B大粒高和28R·吉16无显著差异（P＞0.05）外，其他材料间差异显著（P＜0.01）。

就成苗率方面考虑，为了进一步确认EMS诱变浓度，进行了半致死处理分析，结果显示，构建突变体库时，EMS浓度的选择应因材料不同而不同。1121R最佳诱变浓度为0.30%；LgB7B大粒高和28R·吉16最佳诱变浓度为0.25%；L早615·L17和L17最佳诱变浓度为0.35%；而低秆L17则需要高于0.35%的EMS，因设置的EMS处理最高浓度为0.35%，低秆L17在此处理浓度下成苗率仍较高（61.23%），因此，低秆L17半致死具体浓度仍需进一步试验明确。

不同种质对不同浓度EMS处理的敏感性不同（表2）。在各EMS处理浓度下，28R·吉16的相对成苗率均为最低，即EMS处理后，28R·吉16对EMS处理最敏感。28R·吉16和LgB7B大粒高的相对成苗率除了在0.30% EMS浓度时差异显著（P＜0.01），其他处理浓度时均无显著差异（P＞0.01）。0.20%和0.25%EMS处理时，1121R的相对成苗率最高，即1121R对EMS最耐受，受EMS诱变处理的影响最小，0.30%和0.35%EMS处理时，低秆L17的相对成苗最高，即低秆L17对EMS最耐受，受EMS诱变处理影响最小。

表2 不同浓度EMS处理对高粱成苗的影响程度比较Table 2 Comparison of affecting degrees of different EMS treatments with different concentrations on the seeding emergence of sorghum

2.2 不同浓度EMS处理对高粱植株高度的影响

由表3可知，EMS诱变处理后，在不同浓度处理下，与对照相比，高粱的株高变异率显著增加（P＜0.01），随着EMS浓度的增加，6个供试材料的株高变异率均呈显著上升趋势，株高变异率最高的为0.35% EMS处理的1121R，为57.57%；最低的为0.20% EMS处理的28R·吉16，为8.33%。

表3 不同浓度EMS处理对高粱株高变异率的影响Table 3 Effects of EMS treatments with different concentrations on the plant heights of sorghum

0.20% EMS时，变异率最高的材料是LgB7B大粒高，最低的是L早615·L17。L早615·L17和28R·吉16的株高变异率显著低于其余4个材料（P＜0.01），且其余4个材料间无显著差异（P＞0.05）。

0.25% EMS处理时，变异率最高的材料是低秆L17，最低的是L早615·L17。1121R、LgB7B大粒高、低秆L17、L17材料间无显著差异（P＞0.05），L早615·L17、28R·吉16、1121R材料间无显著差异（P＞0.05），但是28R·吉16或1121R与LgB7B大粒高或低秆L17或L17材料间差异显著（P＜0.01）。

0.30% EMS处理时，变异率最高的材料是L17，最低的是L早615·L17，6个材料中，除了1121R和LgB7B大粒高材料间无显著差异外（P＞0.05），其他材料间差异显著（P＜0.01）。

0.35% EMS处理时，变异率最高的材料是1121R，最低的是L早615·L17，除了LgB7B大粒高和低秆L17材料间无显著差异外（P＞0.05），其他材料间差异显著（P＜0.01）。

值得注意的是，EMS处理后，高粱材料L早615·L17在各个处理浓度时的株高变异率均显著低于其他材料。结果表明，在株高变异方面，EMS处理对L早615·L17的影响最小。

2.3 不同浓度EMS诱变对高粱植株育性的影响

如图1和表4所示，EMS处理显著抑制了当代高粱植株的结实。EMS处理后，6个高粱材料的育性为0%的变异率变化总趋势一致，均随着EMS浓度的增加而升高。同一EMS处理水平下，各材料间育性突变率差异显著（P≤0.01）。0.35% EMS处理时，28R·吉16的完全不育突变率最高，为93.55%，低秆L17最低，仅为17.24%，1121R和L早615·L17的完全不育突变率高达80%以上，LgB7B大粒高为66.67%，L17为43.65%。

图1 不同EMS处理对高粱植株育性的影响Fig.1 Effect of different EMS treatmentson the plant fertility of sorghum

表4 不同浓度EMS处理对高粱育性的影响Table 4 Effects of different EMS treatments with different concentrations on the plant fertility of sorghum

6个高粱材料在育性≤10%的变异率的变化总趋势一致，均随着EMS浓度的增加先升高后降低，但不同材料达到最高变异率所需的EMS处理浓度不同，LgB7B大粒高和28R·吉16所需EMS处理浓度为0.20%，1121R、L早615·L17、低秆L17所需EMS浓度为0.25%，L17所需EMS浓度为0.30%。6个高粱材料中，除了28R·吉16外，10%＜育性≤50%的变异率的变化总趋势是一致的，均随着EMS浓度的增加，先升高后降低。但不同材料达到最高变异率所需的EMS处理浓度不同，1121R、L早615·L17、低秆L17、L17所需EMS浓度为0.25%，LgB7B大粒高和28R·吉16所需EMS处理浓度分别为0.30%和0.20%。1121R、L早615·L17和L17在育性＞50%的育性变异率变化总趋势一致，均随着EMS浓度的增加而降低。而LgB7B大粒高、低秆L17、28R·吉16的变异率变化总趋势一致，均随着EMS浓度的增加先降低后升高再降低。

1121R、L早615·L17、L17在0.20% EMS处理下，1121R、L早615·L17和L17育性＞50%的变异率大于50%，其他处理浓度，材料均低于50%。

就育性方面考虑，构建突变体库时，各材料的最佳诱变浓度因材料不同而不同。1121R、L早615·L17和28R·吉16最佳诱变浓度均为0.25%；LgB7B大粒高最佳诱变浓度为0.30%；L17的最佳诱变浓度为0.35%；0.35% EMS时，低秆L17的败育变异率仅为17.24%，所以低秆L17可以使用高于0.35%的EMS处理浓度，因所设置最高EMS处理浓度为0.35%，所以低秆L17最高浓度仍需进一步试验明确。

2.4 EMS诱变对高粱植株叶片的影响

EMS处理后，6个供试高粱材料的植株叶片均出现了变异。调查叶片的变异类型包括叶形和叶色。由表5和图2可知，EMS诱变处理后，在不同浓度处理下，与对照相比，高粱的叶片变异率显著增加（P＜0.01）。随着EMS浓度的增加，6个供试材料的叶片变异率呈显著上升趋势。各浓度EMS处理时，叶片突变率最大值均为1121R，且显著高于其他材料（P＜0.01）。

图2 不同EMS处理对高粱植株叶片的影响Fig.2 Effects of different EMS treatments on the plant leaves of sorghum

表5 不同浓度EMS处理对高粱叶片变异的影响Table 5 Effects of EMS treatments with different concentrations on the plant leaf mutation rates of sorghum

0.20%和0.30% EMS处理时，叶片突变率最小值均为L17。0.25%和0.35% EMS处理时，叶片突变率最小值均是低秆L17。EMS诱变处理时，L17和低秆L17的叶片突变率均显著低于其他材料（P＜0.01），L17和低秆L17间除了0.25% EMS处理时叶片变异率差异显著（P＜0.01）外，其他处理时无显著差异（P＞0.05）。结果表明，EMS处理对6个供试高粱的叶片的影响程度因种质的不同而差异显著。EMS处理对1121R的叶片的影响最大，能显著提高其叶片的突变率，而对L17和低秆L17的叶片影响最小。

2.5 不同浓度EMS诱变对高粱穗型影响

不同EMS浓度处理对高粱穗型有一定的影响（表6），EMS处理后，少数高粱穗型发生变异，主要表现为穗子变短小、变长、变散3种类型。如表6和图3所示，EMS诱变处理后，在不同浓度处理下，与对照相比，高粱的叶片变异率显著增加（P＜0.01）。6个供试高粱材料的穗型变异率随着EMS浓度的增加而增加。与对照相比，0.20% EMS处理的L17的穗型变异率不显著，其他处理均呈显著差异（P＜0.01）。与对照相比，其他5个材料的各个EMS处理均呈显著差异（P＜0.01）。0.20% EMS处理时，穗型突变率最大值为L早615·L17，为2.59%，且显著高于除低秆L17的其他材料（P＜0.01）；0.25% EMS处理时，穗型突变率最大值为28R·吉16，为4.29%，且显著高于除LgB7B大粒高外的其他材料（P＜0.01）；0.30% EMS处理时，穗型突变率最大值为LgB7B大粒高，为7.58%，且显著高于除低秆L17的其他材料（P＜0.01）；0.35% EMS处理时，穗型突变率最大值为L早615·L17，为8.81%，显著高于低秆L17、L17、28R·吉16（P＜0.01），与1121R和LgB7B大粒高材料无差异（P＞0.01）。各浓度EMS处理时，穗型突变率最小值均为L17，其中0.20% EMS处理时L17穗型突变率为0.00%，也就是说0.20% EMS处理不能使L17产生穗部突变。分析结果表明，EMS处理对6个供试高粱的穗部的影响程度因种质的不同而差异显著。0.20%和0.35%EMS对L早615·L17影响最大，0.25% EMS对28R·吉16影响最大，0.30% EMS对LgB7B大粒高影响最大，各浓度EMS对L17影响最小。

图3 不同EMS处理对高粱穗型的影响Fig.3 Effect of EMS treatments with different concentrations on the panicle types of sorghum

表6 不同浓度EMS处理对高粱穗型的影响Table 6 Effects of EMS treatments with different concentrations on the plant panicle types of sorghum

2.6 不同浓度EMS诱变对高粱成熟期的影响

EMS处理对高粱的成熟有一定的抑制作用，使高粱延后成熟。由表7和图4可知，不同浓度EMS诱变处理后，与对照相比，6个供试高粱材料的成熟期变异率均显著提高（P＜0.01），且随着EMS浓度的增加而增加。其中，1121R成熟期变异率在0.25%和0.30% EMS处理间无显著差异（P＜0.01）。L早615·L17在0.20%和0.25% EMS处理间以及0.30%和0.35% EMS处理间无显著差异（P＜0.01）。低秆L17的成熟期突变率在0.25%、0.30%和0.35% EMS处理间无显著差异（P＜0.01）。同一EMS处理浓度下，6个供试材料的成熟期变异率也存在明显差异（P＜0.01）。0.2%和0.25% EMS处理时，成熟期变异率最高值均为L17，分别为3.93%和6.25%，均显著高于其他材料（P＜0.01）。0.30%和0.35% EMS处理时，成熟期变异率最高值均是LgB7B大粒高，分别为7.3%和14.33%，均显著高于其他材料（P＜0.01）。各浓度EMS处理时，成熟期变异率最低值均为低秆L17；0.30% EMS处理时，除1121R和低秆L17成熟期变异率无显著差异（P＜0.01）外，其他材料间差异显著（P＜0.01）；0.25% EMS处理时，LgB7B大粒显著（P＜0.01）。结果表明，EMS处理对各材料的成熟期的影响因种质和处理浓度不同而不同，EMS处理对LgB7B大粒高和L17的影响较大，对L17的影响最小。高和28R·吉16成熟期变异率无显著差异（P＜0.01），其他材料间差异显著（P＜0.01）；0.35% EMS处理时，低秆L17与L早615·L17的变异率差异不显著外。其他处理时，低秆L17的变异率与其他材料均差异

图4 不同EMS处理对高粱成熟期的影响Fig.4 Effects of EMS treatments with different concentrations on the maturity stages of sorghum

表7 不同浓度EMS处理对高粱成熟期的影响Table 7 Effect of different EMS treatments with different concentrations on the plant maturity stage of sorghum

3 讨论

3.1 高粱EMS诱变处理的条件

EMS诱变育种是目前进行新种质创制、材料改良以及功能基因研究的高效且安全的一种途径。大量研究表明，不同植物对EMS的选择浓度是不同的，白菜对EMS处理的最适浓度范围为0.60%［27］，黄花苜蓿对EMS处理的最适浓度为1.40%［28］，小麦的最适浓度为0.30%［13］，苦荞的最适浓度为1.20%和1.70%［29］。研究证明EMS诱变处理对高粱性状突变的影响因种质和农艺性状的不同而不同，这与前期的研究结果以及前人的研究结果一致［20,22-23］。建议高粱晋粱5号和V4B构建突变体库的EMS最适浓度分别为0.25%和不超过0.20%［22］，0.35%和0.30%的EMS可分别作为11494B和11476B构建突变体库和筛选株高突变体的最适浓度［23］；0.35%的EMS可作为11494B和11476B筛选叶形、穗型和成熟期突变体的最适浓度［23］。李辉等［20］建议的酒用糯高粱突变体的筛选EMS处理最适浓度为0.30%。丁延庆等［21］建议红缨子的EMS处理最适浓度为0.40%；王春语等［15］建议TX623的EMS处理最适浓度为0.20%；刘言龙等［16］则认为Tx623在0.10%诱变浓度下突变率最高；于淼等［19］建议保持系2055B的最佳诱变处理时间和浓度为14 h和0.25%，恢复系10125的最佳诱变处理条件是0.30%+14 h。王炜等［17］建议甜高粱自交系甜94适宜的EMS诱变条件为0.20%+16 h；张伟等［18］用0.25%+24 h的EMS处理条件对甜高粱甜C-1进行了突变体创制；Wanga等［26］报道Parbhani Shakti、ICSV 15013、Parbhani Moti和Macia的EMS最佳剂量范围分别为0.41%-0.60%、0.48%-0.58%、0.46%-0.51%、0.36%-0.45%。

构建突变体库是快速获得丰富的农艺性状的一条高效途径。构建突变体库的前提是EMS诱变条件的选择，EMS处理浓度不能太小，处理时间不能太短，不然会导致突变少；构建饱和突变体库所需要的群体太大，不仅会增加成本，而且筛选效率也低；EMS浓度不能太大，处理时间不能太长，否则会因群体太小而导致突变体饱和度不够。所以，首先种子的成苗率应控制在50%左右为宜。构建饱和突变体库，除了要考虑成苗率，育性也应被重视，本研究表明，EMS诱变处理会导致植株发生败育突变，而且随着EMS处理浓度的增加，高粱植株败育变异率呈增加趋势。因此，构建突变体库时，植株的败育突变率应低于50%，这样不会因可结实突变体少而影响突变的饱和性。综合成苗率和育性两方面考虑，构建突变体库时，6个供试材料的最佳EMS诱变浓度应为：1121R、LgB7B大粒高、L早615·L17、28R·吉16最佳诱变浓度均为0.25%，L17最佳诱变浓度应为0.35%，而低秆L17则需要高于0.35%的EMS。

综上分析，可以证明，EMS处理对各高粱种质影响不同，供试6个材料中，EMS处理对低秆L17的影响最小，其次是L17。EMS对高粱的影响不是单因素作用的结果，而是EMS浓度、处理时间、种质以及种植环境等多种因素共同作用的结果，成功构建一个饱和突变体库，需要一定的大田预试验。

3.2 EMS诱变对高粱农艺性状的影响

EMS诱变处理后，在当代诱变群体就可观察到影响高粱产量重要农艺性状的丰富表型变异类型，如株高、叶型、穗型、育性、成熟期等。但是，EMS诱变处理后在当代表现的突变绝大多数不能稳定遗传给后代［30］，而且EMS诱变剂在处理过程中会对种子造成不同程度的损伤，很多植株在诱变当代会表现出生理损伤。因此，在当代不建议进行突变体筛选，从M2代开始进行筛选和鉴定。

表8 高粱EMS诱变处理最佳浓度Table 8 Optimal concentrations of sorghum treated with EMS

矮化育种是现代农业的重要育种目标，利用EMS诱变产生高粱矮秆资源对农业生产具有重要意义。本研究表明EMS具有矮化效果，易导致后代植株矮化。不同高粱材料经EMS诱变剂处理后，其各个材料诱变群体中均产生了株高降低的变异植株，株高变异统计分析结果表明，EMS处理能降低高粱植株的高度，EMS浸种一定程度上能够提高植株的株高变异率，且随着EMS浓度的增加，高粱株高变异率显著增加。但EMS处理对不同高粱材料株高变异的影响存在较大差异。这与前人研究结果一致［21-23］。但是在0.30% EMS处理后，本研究6个材料株高变异率范围为23.92%-34.13%，而李辉等［20］研究显示EMS诱变处理红缨子和红珍珠后株高的变异率为72.5%和80.0%，两者差异较大。在株高突变方面，EMS对株高较高的高粱影响较大，突变效果更好。红缨子株高为245 cm左右，红珍珠是红缨子的姐妹系，株高为240 cm左右，本研究中6个材料株高均较低，1121R、L早615·L17、低秆L17、L17、28R·吉16、LgB7B大粒高株高分别为142.0、106.7、179.7、141.7、108.0和127.3 cm。前人已报道，高粱株高主要由4对非连锁遗传的等位基因Dw1、Dw2、Dw3和Dw4调控，株高矮化是这4个基因和其他未知基因共同作用的结果［31-33］，因此，可以通过分析这4个基因在不同种质的分布频率和突变情况来明确该差异产生的原因。

高粱植株的穗型、育性也是决定高粱产量的重要指标。EMS诱变处理后，大多数高粱穗子变得散而小，穗子变大、变紧的变异极少观察到。李辉等［20］认为EMS处理更易导致一级枝梗长度和数量的变异，使得一级枝梗变短、变少。穗子变散也未必是有害变异，不同的生态环境对穗型的要求不同，如北方由于气候干燥少雨，适合紧穗，而南方由于气候湿润多雨，更适合散穗型高粱，紧穗型高粱容易发生大面积螟虫虫害导致严重减产。

EMS处理对高粱植株的雄蕊的发育具有抑制作用，随着EMS浓度的增加，这种抑制作用越强，诱变后代的结实率越低，即育性越低。植株育性降低的变异主要是雄蕊发育不正常只能产生少量或不能产生正常有功能的花粉而导致的，一般变异株的柱头育性正常，这与前人以及团队前期的研究结果都一致［22,15］。王春语等［15］认为这些突变的植株主要是由于自身花粉育性降低而不能正常结实，但这些突变植株柱头发育正常，可以接受外来花粉。

4 结论

EMS诱变处理对不同高粱材料的成苗率和主要农艺性状影响程度不同。种子成苗率随着EMS处理浓度增加而逐渐降低，处理后代植株的株高、叶片、穗型、育性以及成熟期变异率随着EMS浓度的增加而增加。构建突变体库时，1121R、 LgB7B大粒高、L早615·L17、28R·吉16最佳诱变浓度均为0.25%，L17最佳诱变浓度为0.35%，而低秆L17则需要高于0.35%的EMS。