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EMS诱变对缘毛雀麦和直立型扁蓿豆种子萌发的影响



全 文 :收稿日期:2015-10-15
基金项目:内蒙古自治区应用技术研究与开发资金项目“优良草品种培
育及良繁关键技术研发”。
作者简介:乔 雨(1992—),女,内蒙古丰镇人;在读硕士研究生,研究
方向:牧草栽培与遗传育种;E-mail:649338050@qq.com。
EMS诱变对缘毛雀麦和直立型扁蓿豆种子萌发的影响
乔 雨, 石凤翎, 熊 梅, 张凯旋
(内蒙古农业大学生态环境学院, 呼和浩特010019)
Effect of EMS Mutagenesis on Seed Germination of Bromus ciliatus L.and
Medicago ruthenica(L.)Sojak.cv.Zhilixing
QIAO Yu,SHI Fengling,XIONG Mei,ZHANG Kaixuan
摘 要:采用0.9%EMS(甲基磺酸乙酯)对缘毛雀麦和直立型
扁蓿豆进行不同时间(15,18,45,48h)浸种处理,测定其发芽起
始时间、发芽率、幼苗鲜重等,以探讨EMS对2种牧草种子萌
发的影响。结果表明:用0.9%EMS浸种处理15h对缘毛雀麦
种子萌发无显著影响,但延长处理3h后则有较显著(p<0.01)
的抑制作用;直立型扁蓿豆种子在处理45h时相对发芽率显著
下降。以相对发芽率达半致死剂量为标准,缘毛雀麦和直立型
扁蓿豆种子用0.9%EMS处理的适宜时间分别为18h和48h。
关键词: 甲基磺酸乙酯(EMS);缘毛雀麦;直立型扁蓿豆;
吸胀种子;半致死剂量
DOI编码: 10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.03.098
中图分类号: S 543+.8   文献标志码: A
文章编号: 1001-4705(2016)03-0098-03
近年来,随着人工草地种植面积的增加,对缘毛雀
麦(Bromus ciliatus L.)和直立型扁蓿豆(Medicago
ruthenica(L.)Sojak.cv.Zhilixing)种子需求量也日益
增加[1],但2种牧草均存在不同程度的缺陷。其中缘
毛雀麦的抗旱性能一般,直立型扁蓿豆种子和牧草产
量相对苜蓿较低,在生产应用过程中表现出一定的局
限性。
EMS(甲基磺酸乙酯)是诱变效率较高的一种诱
变剂,已在大田作物突变体库构建和种质创新中得到
广泛应用[2-7],如黑龙江省对大面积推广的6个农艺性
状优良的大豆种子进行了EMS诱变处理,在其 M 4
群体中筛选到抗草甘膦的突变株系,为大豆抗除草剂
育种提供了重要种质材料。针对上述2种牧草在生产
应用中存在的问题,本试验拟通过EMS诱变处理缘
毛雀麦和直立型扁蓿豆种子,以确定其适宜处理剂量,
建立2种牧草广谱的突变体库,为牧草抗旱、高产育种
提供新种质。
1 材料与方法
1.1 试验材料
供试材料为锡林郭勒缘毛雀麦(Bromus ciliatus
L.cv.Xilinguole)和直立型扁蓿豆(Medicago rutheni-
ca(L.)Sojak.cv.Zhilixing),2013年收获于内蒙古农业
大学牧草试验站。
1.2 试验方法
1.2.1 EMS处理方法
选取吸胀的缘毛雀麦和直立型扁蓿豆各1 200
粒,用0.1mol/L磷酸缓冲液(pH=7.0)配制0.9%
EMS溶液。分别选取100粒吸胀种子,置于100mL
锥形瓶中,每一处理加入配好的0.9%EMS溶液
60mL,对照(ck)加入60mL磷酸缓冲液。在60r/
min、20℃的摇床中处理吸胀种子。在前期试验基础
上得到直立型扁蓿豆种子处理24h后相对发芽率为
86%,缘毛雀麦种子处理12h后相对发芽率为98%,
因此本试验将直立型扁蓿豆种子的处理时间设为45h
和48h,缘毛雀麦种子处理时间设为15h和18h。每
组试验3次重复,处理后的种子用流水冲洗4h,然后
置铺有2层滤纸的培养皿中,于25℃恒温培养箱中进
行发芽试验。
1.2.2 测定方法和指标
每天观察种子萌发情况,记载起始发芽时间及逐
日发芽个数,并计算以下各指标:
发芽率(%)=发芽总数/供试种子数×100%。
相对发芽率(%)=处理的发芽率/对照发芽率×
100%。
发芽指数=∑Gt/Dt,其中Gt为t天的发芽数,
Dt为发芽日数。
相对发芽指数=处理的发芽指数/对照发芽指
数×100%。
活力指数=发芽指数×苗鲜重。
相对活力指数=处理的活力指数/对照的活力指
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第35卷 第3期 2016年3月             种 子 (Seed)          Vol.35 No.3 Mar. 2016
表1 不同时间 EMS诱变下缘毛雀麦和直立型扁蓿豆种子的
相对发芽率、相对发芽指数和相对活力指数
材料 处理 相对发芽率 相对发芽指数 相对活力指数
ck  100.00Aa  100.00Aa  100.00ABb
缘毛雀麦 15h 104.34Aa  104.34Aa  212.17Aa
18h 50.96Bb  50.44Bb  14.63Bb
ck  100.00Aa  100.00Aa  100.00Aa
直立型扁蓿豆 45h 54.61Bb  54.61Bb  25.91Bb
48h 49.66Bb  48.98Bb  15.93Bb
   注:同列不同大写字母表示差异性达到极显著水平(p<0.01);
同列不同小写字母表示差异性达到显著水平(p<0.05)。
数×100%。
1.3 数据处理
采用 Excel作图,SAS数据处理系统
(9.0版)软件进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 EMS诱变对缘毛雀麦和直立型扁蓿豆
种子发芽进程的影响
  EMS诱变对缘毛雀麦种子发芽进程有
延迟作用(图1),与对照(ck)相比,缘毛雀麦
种子发芽起始时间及高峰期均有所延迟,其
中发芽起始时间延迟1~2d,发芽高峰期延
迟2~3d;从发芽的第8天开始发芽数明显减少,至第
14天仍有少量发芽。直立型扁蓿豆种子发芽快而整
齐,EMS诱变处理与否均在第2天达到发芽高峰期,
在第7天基本结束。
图1 EMS处理下缘毛雀麦和直立型扁蓿豆发芽率的变化
2.2 不同时间EMS诱变对缘毛雀麦和直立型扁蓿豆
种子发芽力的影响
  如表1所示,EMS诱变15h后缘毛雀麦种子的相
对发芽率、相对发芽指数和相对活力指数与ck无显著
差异,但EMS诱变18h后缘毛雀麦种子的相对发芽率、
相对发芽指数和相对活力指数均显著下降,说明EMS
诱变18h后缘毛雀麦种子萌发受到极显著的抑制作用,
其相对发芽率为ck的1/2,达到半致死处理时间。直立
型扁蓿豆种子在EMS诱变45h和48h后其相对发芽
率、相对发芽指数和相对活力指数均显著下降,其中处
理48h后其相对发芽率降至49.7%,达到半致死处理时
间,因此直立型扁蓿豆种子适宜处理时间为48h。
3 讨 论
EMS是一种稳定、高效的诱发点突变的诱变剂,而
且是通过直接修饰碱基的化学结构而改变DNA的性
质[8]。EMS处理的材料有体细胞、花粉、小孢子、细胞、
干燥种子和成熟花粉等,处理部位不同所获得的诱变效
应也存在一定的差异[9]。本试验选择吸胀种子,与干燥
种子相比,吸胀种子可以使EMS充分均匀地渗入到种
子胚中。在EMS浓度选择上,由于高浓度的EMS毒性
太强,同时在溶液中较难分布均匀[10],通过对几种牧草
种子前期试验研究,初步确定0.9%~1.2%EMS对缘毛
雀麦和直立型扁蓿豆种子萌发有明显抑制作用,因此本
试验采用对缘毛雀麦和直立型扁蓿豆吸胀种子进行低
浓度长时间的处理,以获得理想的诱变效果。
试验中发现,0.9%EMS对缘毛雀麦种子的发芽
进程有延迟作用,结果与在蒙农红豆草[11]和麻疯
树[12]的研究类似。
在化学诱变研究中,选择适宜的浓度和时间是获
得较好诱变效果的关键[11],通常以半致死量为选择标
准[3]。用此标准确定了小麦[5]、甜菜[3]、番茄种子[2]等
EMS诱变的适宜剂量,获得了利用价值较高的突变体
材料。本试验也利用此方法,确定了在0.9%EMS浓
度下缘毛雀麦和直立型扁蓿豆种子的适宜处理时间分
别为18h和48h。
4 结 论
采用0.9%EMS处理缘毛雀麦和直立型扁蓿豆吸
胀种子,其中缘毛雀麦发芽进程延迟,以相对发芽率达
半致死剂量为标准,确定了2种牧草种子的适宜处理
时间分别为18h和48h。
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问题探讨  乔 雨 等:EMS诱变对缘毛雀麦和直立型扁蓿豆种子萌发的影响
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·新品种选育与推广·
收稿日期:2015-11-25
基金项目:国家花生产业技术体系(编号:CARS-14);青岛市民生科技
计划(编号:14-2-3-34-nsh);山东省农业科学院科技创新重点
项目(编号:2014CGPY 09)。
作者简介:王传堂(1968—),男,山东莱阳人;博士,研究员,主要从事花
生育种与花生科学史研究;E-mail:chinapeanut@126.com。
远缘杂交与化学诱变相结合选育高产传统
出口型大花生新品种花育9610
王传堂, 唐月异, 王秀贞, 吴 琪, 孙全喜, 宫清轩, 杨 珍, 宋国生, 王志伟
(山东省花生研究所, 山东 青岛266100)
Breeding of Huayu 9610,A High-yielding Export-type Conventional
Large-poded Peanut Cultivar,Through Chemical Mutagenesis Combined with
Intersectional Hybridization
WANG Chuantang,TANG Yueyi,WANG Xiuzhen,WU Qi,SUN Quanxi,
GONG Qingxuan,YANG Zhen,SONG Guosheng,WANG Zhiwei
摘 要:花育9610系采用花生属区组间杂交与化学诱变相结
合育成的传统出口型大花生品种。参加安徽夏播花生区试,荚
果单产302.0kg/667m2,比对照鲁花8号增产19.8%;籽仁单
产218.6kg/667m2,比对照鲁花8号增产20.3%。2015年6月
通过安徽省非主要农作物品种鉴定登记(编号:皖品鉴登字第
1405020)。
关键词: 花育9610;不亲和野生种;区组间杂种;
Arachis glabrata;DES;弗吉尼亚型大花生
DOI编码: 10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.03.100
中图分类号: S 565.2033   文献标志码: A
文章编号: 1001-4705(2016)03-0100-02
美国弗吉尼亚型大花生自19世纪60年代传入山
东,为提振山东乃至全国北方区农村经济发挥了举足
轻重的作用[1]。由于美国弗吉尼亚型花生荚果大、产
量高,在山东多数地区很快取代了原有的小粒龙生型
品种,并向整个北方区传播[1]。其实美国花生品种源
于系统选育,尚未开展杂交育种工作,其弗吉尼亚型大
花生品种屈指可数,引入我国的大花生品种数相当有
限[1]。我国传统出口型大花生品种(即原美国弗吉尼
亚型大花生品种)遗传基础之狭窄程度可以想见,要在
此基础上育成突破性品种困难很大,这是我国该类型
大花生品种选育进展迟缓的主要原因[1]。
过去我国推广种植的大花生品种中,仅有花17、鲁
花4号(花39)、鲁花10号、8130、花育22号、花育31号
共6个符合传统出口型标准。但前4个品种为1995年
前育成。花育22号系辐射诱变与杂交相结合育成的广
适性品种,2003年通过山东省农作品种审定委员会审
定[2]。花育31号是利用不亲和野生种育成的国内外首
个花生属区组间杂交品种,2009年通过山东省农作物品
种审定委员会审定[2],距今已有6年之久。生产上迫切
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第35卷 第3期 2016年3月             种 子 (Seed)          Vol.35 No.3 Mar. 2016