EMS處理青刀豆最佳誘變劑量的選擇

李林章，余珊珊，宋慧

（1.浙江寧波市農業科學研究院蔬菜所，315040；2.寧波大學科學技術學院）

EMS處理青刀豆最佳誘變劑量的選擇

李林章1，余珊珊2，宋慧1

（1.浙江寧波市農業科學研究院蔬菜所，315040；2.寧波大學科學技術學院）

為選擇最佳的EMS（甲基磺酸乙酯）誘變劑量，設置不同EMS濃度和處理時間，研究不同處理組合對青刀豆種子畸形率、成活率及青刀豆植株生長的影響。試驗結果表明，EMS濃度為0.6%，處理4 h時誘變效果最佳。

EMS；青刀豆；誘變劑量

青刀豆屬于菜豆中圓莢類型品種，具有較高的營養價值，是我國重要的出口創匯蔬菜之一。我國青刀豆品種缺乏，主要依賴國外進口，因此優良青刀豆品種選育對我國青刀豆產業健康發展十分必要。然而，青刀豆為自花授粉作物，自然變異率低，且由于花器結構特殊，雜交育種困難。實踐證明，化學誘變可有效提高變異頻率，創造有利性狀的種質材料，擴大遺傳背景。與其他誘變劑相比，EMS（甲基磺酸乙酯）誘變后產生的突變頻率高，尤其是顯性突變頻率高，易于突變體的篩選，目前已成為農作物誘變育種中應用最廣泛、應用效果最好的一種化學誘變劑［1～4］。

設置不同EMS濃度和誘變時間的處理組合，對青刀豆材料進行化學誘變處理，統計觀測青刀豆（M1）發芽情況以及田間生長情況，以期篩選出適合青刀豆的EMS化學誘變處理條件，為初步建立青刀豆EMS化學誘變育種技術體系及應用提供試驗依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

青刀豆品種為甬綠1號，由寧波市農業科學研究院蔬菜所自育自繁。

誘變劑：EMS（SIGMA），由生工生物工程（上海）股份有限公司購買。

1.2 試驗方法

青刀豆種子（M0）材料清水浸種8 h進行預處理。設置A1（2 h）、A2（4 h）、A3（6 h）、A4（8 h）4個不同處理時間以及B1（0%）、B2（0.4%、B3（0.6%）、B4（0.8%）4個不同EMS處理濃度 （0.1 mol/L，pH值7.0磷酸鹽緩沖液配制）［5］，共16個處理組合，以未添加處理相同時間作為各組合空白對照，每處理設3次重復，每重復100粒青刀豆種子。誘變在通風櫥中進行，誘變處理結束后用0.1 mol/L硫代硫酸鈉作為反應終止劑，靜置20 min后取出青刀豆種子（M1），用清水沖洗2 h，晾干后統一播種于50孔穴盤，播后放置于玻璃溫室育苗架進行常規育苗管理。

播種2周后觀測，統計M1種子發芽成活率、畸形率。成活M1種子定植于田間，期間進行常規田間管理，觀測M1植株田間生長發育情況。對不同處理組合的成活率進行方差分析，以致死率50%作為指標，初步篩選確定最佳處理組合。

2 結果與分析

2.1 不同處理組合對M1種子畸形率及成活率的影響

從表1可以看出，隨著EMS處理時間的延長及處理濃度的增加，M1出苗率以及最終成活率顯著降低，畸形率顯著增高。方差分析亦表明，不同誘變時間處理間以及不同誘變濃度處理間差異表現為極顯著。一般誘變處理以致死率50%為最適合，本試驗中，處理組合A1B4（0.8%，2 h）誘變致死率為48.1%，A2B3（0.6%，4 h）誘變致死率為52.5%，最接近50%，且方差分析表明這2個處理組合間差異不顯著，但與其他處理組合間差異顯著。同時，EMS處理會對M1幼苗生長產生一定負面影響，具體表現為幼苗形態的變異，如幼葉白化、皺縮、心葉缺失等。試驗中觀測到大量畸形苗，畸形比例隨著處理濃度的增高和處理時間延長而增加，說明EMS處理濃度越高、時間的越長，對M1幼苗生理性損傷越大。

表1 不同誘變處理組合對青刀豆種子成活率的影響

2.2 不同處理組合對M1植株田間生長的影響

成活的M1幼苗定植于大田，植株田間生長發育過程同樣受到較大影響，主要表現為植株生長緩慢、植株矮小，發育過程延遲或提早，花而不實、種子發育不良、不同程度敗育等，并且隨著EMS處理濃度升高和處理時間增長，M1植株種子敗育比例和程度越高，表現出明顯的正相關。

3 討論與結論

EMS濃度和處理時間是影響誘變過程及誘變效果的主要因素，其他因素還有處理材料種類、溫度、pH值等。EMS濃度過高或處理時間過長均會對誘變材料造成嚴重的生理損傷，導致處理種子不能正常萌發和生長，甚至死亡，而EMS濃度過低或處理時間過短，突變頻率則降低，達不到預期誘變效果，因此合適的誘變劑量應同時滿足盡量低的生理損傷和盡量高的突變頻率，一般化學誘變實踐應用中常以半致死率劑量為參考，易獲得較好的誘變效果。

本試驗中，隨著EMS處理時間以及處理濃度的增加，M1出苗率以及最終成活率顯著降低，畸形率顯著增高，與致死率表現明顯呈正相關性。其中，處理組合A1B4（0.8%，2 h）和 A2B3（0.6%，4 h）誘變致死率最為接近50%。然而，處理組合A1B4中EMS濃度較高，很容易造成材料內部生理損傷，因此，綜合考慮，A2B3比較適合作為青刀豆種子誘變處理條件。此外，本試驗中誘變處理材料為種子，種子的預處理對提高誘變效果至關重要。通過浸種，可促進種子活化，增加細胞膜透性以及對誘變劑的敏感性，提高誘變效率的同時減少對細胞的生理損傷。M1代植株一般不進行選擇，一方面誘變帶來的生理損傷可能會導致M1代的部分表型變化，但并不確定這部分是來自遺傳的效應；另一方面因為多數M1代突變類型均為雜合體，隱性突變不易觀察和鑒定［6，7］。因此，還需要進一步對M2以及后續群體植株進行觀測鑒定，以確定突變植株。

［1］崔清志，劉曉虹，陳惠明.EMS誘變技術研究進展［J］.湖南農業科學，2013（5）：7－9，13.

［2］崔霞，梁燕，李翠，等.化學誘變及其在蔬菜育種中的應用［J］.西北農林科技大學學報，2013，41（3）：205.

［3］方榮，陳學軍，繆南生，等.我國蔬菜誘變育種研究進展［J］.江西農業學報，2008，20（1）：56-60.

［4］梁任繁，何龍飛.EMS在作物育種應用中的研究進展［J］.種子，2008，27（2）：47-49.

［5］陳學森.植物育種學實驗［M］.北京：高等教育出版社，2004.

［6］李衛華，胡志偉，褚洪雷，等.EMS對小麥產量性狀和農藝性狀誘變效應的研究［J］.種子，2011，30（1）：41-44.

［7］朱保葛，路子顯，耿玉軒，等.烷化劑EMS誘發花生性狀變異的效果及高產突變系的選育［J］.中國農業科學，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，碩士，高級農藝師，主要從事蔬菜育種以及栽培技術研究，E－mail：85846625@qq.com

2015-08-25