不同濃度EMS對甜菜種子誘變致死率的影響

姜 莉 ，李衛華 ，王維成 ，李蔚農

（1.石河子大學農學院，新疆石河子 832000；2.新疆石河子甜菜研究所，石河子 832000）

甜菜是世界及我國制糖業的主要原料之一，而新疆是我國重要的甜菜糖生產基地，播種面積約8萬hm2，甜菜總產量占全國的60%，其單產處于全國領先地位。2008/2009榨期生產甜菜糖52萬t，以絕對優勢占到全國甜菜糖總產量的58%。盡管如此，新疆甜菜糖生產的潛在優勢還沒有充分發揮出來，其主要原因是沒有足量的優質甜菜原料，而其內在原因是甜菜種質資源缺乏和新品種的育種效率較低。改變這種現狀最簡便、有效的途徑之一就是應用誘變育種等常規育種和分子育種相結合的方法，即人工誘導產生突變，再從中篩選有益突變體，經多代篩選和產質量、抗性鑒定或分子標記鑒定，培育優質、高產及綜合性狀優良的甜菜新種質。

EMS是高效、穩定的化學誘變劑，主要誘發點突變，EMS的誘變效果可以用“兩高一廣”來評價，即：效率高、頻率高和范圍廣。EMS化學誘變產生點突變的頻率較高，而染色體畸變率相對較少，故可以對作物的某一種特殊性狀進行改良。EMS處理后所形成的突變群體在功能基因研究上具有獨特優勢，與其它誘變劑相比，EMS誘變后產生的突變頻率高，且多為顯性突變體，易于突變體的篩選。如EMS處理玉米花粉，突變頻率可高達78%。此外，它還可以產生范圍較廣的突變類型，如轉換、顛換等。因此，用EMS磷酸緩沖液處理甜菜種子幼胚獲得突變體，從中篩選有益突變株，進而選育優質、高產及其綜合性狀優良的新種質資源具有極高的可行性。

本試驗選用新疆石河子甜菜研究所自育的二倍體授粉系材料SN9807為EMS誘變的試驗材料，采用15個濃度的EMS，用6個時間處理甜菜授粉系材料SN9807籽粒。旨在研究確定EMS對甜菜種子誘變的最適濃度處理，以期探討EMS誘變處理是否有利于甜菜親本材料高產質量的創新。

1 材料與方法

1.1 材料與方法

分別用 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個濃度的EMS，用4h、6h、8h、10h、12h、14h 6個時間處理甜菜授粉系材料SN9807籽粒。各處理的種子2011年7月5日于石河子甜菜研究所種子發芽室做發芽試驗，以確定其半致死率濃度（即為最佳誘變濃度）。每處理3重復，每重復100粒種子，調查記錄7d發芽率。

1.2 EMS誘變處理方法

1.2.1 EMS不同濃度溶液和對照溶液的配制 各處理容量均為300mL，pH均為7.0。

0.1%濃度：0.3mL EMS+299.7mL磷酸緩沖溶液；0.3%濃度：0.9mL EMS+299.1mL磷酸緩沖溶液；

0.7%濃度：2.1mL EMS+297.9mL磷酸緩沖溶液；1.1%濃度：3.3mL EMS+296.7mL磷酸緩沖溶液；

1.5%濃度：4.5mL EMS+295.5mL磷酸緩沖溶液；1.7%濃度：5.1mL EMS+294.9mL磷酸緩沖溶液；

1.9%濃度：5.7mL EMS+294.3mL磷酸緩沖溶液；2.0%濃度：6.0mL EMS+294.0mL磷酸緩沖溶液；

2.1%濃度：6.3mL EMS+293.7mL磷酸緩沖溶液；2.3%濃度：6.9mL EMS+293.7mL磷酸緩沖溶液；

2.5%濃度：7.5mL EMS+293.7mL磷酸緩沖溶液；2.7%濃度：0.9mL EMS+299.1mL磷酸緩沖溶液；

2.9%濃度：0.9mL EMS+299.1mL磷酸緩沖溶液；3.0%濃度：0.9mL EMS+299.1mL磷酸緩沖溶液；

3.3%濃度：0.9mL EMS+299.1mL磷酸緩沖溶液；對照：300mL磷酸緩沖溶液（pH=7.0）。

1.2.2 處理方法 （1）各處理種子（300粒）預先用清水浸泡8h至吸水飽和;（2）將浸泡過的種子在室溫下用不同濃度不同時間的EMS處理;（3）將EMS處理過的甜菜種子用清水沖洗1h;（4）種子放入折紙發芽盒，再放入23±1℃智能人工氣候箱內；（5）調查7d的發芽率。

2 結果與分析

現利用EMS 15個濃度6個時間共90個組合處理甜菜授粉系材料SN9807種子，其致死率方差試驗分析結果見表1。結果表明：對甜菜種子致死率在不同處理組合間、處理時間以及時間×濃度的互作上均達到了極顯著水平，而誘變的處理濃度則達到了顯著水平，這表明甜菜授粉系材料SN9807對EMS處理有敏感性。相對濃度和時間而言，處理濃度的效應比時間要大。

對誘變材料不同處理時間致死率的平均數進行統計分析見表2。結果表明，就誘變不同時間的平均致死率而言，10h、12h、14h均是較適合的時間 （一般半致死劑量為最適宜），其中10h、12h、14h都是比較適合的時間。

由于各誘變處理組合的效應并不是單個因素效應的簡單相加，而是時間和濃度互作反應的結果，故上述各誘變適合的時間所對應的最適濃度也是各不相同的，可進一步分析各個時間和不同濃度組合的簡單效應，以確定誘變致死率最佳的時間濃度組合。在10h和12h的誘變處理組合中 （表3），10h與2.5%和12h與2.3%為較適宜組合，確定為誘導甜菜授粉系材料SN9807種子發生誘變的較佳誘變劑量。

表1 EMS處理甜菜授粉系材料SN9807致死率方差分析

表2 處理時間與致死率

表3 2種時間不同濃度簡單效應分析

3 小結與討論

本研究通過對不同濃度EMS在甜菜授粉系材料SN9807誘變效果的初步研究，綜合考慮幼苗致死率及其試驗要求等因素，確定10h與2.5%和12h與2.3%是在種子發芽致死率（半致死劑量）上的最佳誘變處理組合。

許多人認為最適EMS濃度就是50%的種子發芽半致死劑量，但對于甜菜誘變濃度和M1代畸變率的關系，以及對后代誘變方向的問題還有待進一步研究確定。

[1]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.

[2]薛芳，褚洪雷，胡志偉，王雪梅，李衛華.EMS對新春11小麥抗性淀粉和農藝性狀的誘變效果[J].麥類作物學報，2010，30（3）：431-434.

[3]安學麗，蔡一林，王久光，等.化學誘變及其在農作物育種上應用[J].核農學報，2003，17（3）：239-242.

[4]王燕飛，陳麗君，劉華君，馬林.我國甜菜誘變育種方法研究進展[J].中國糖料，2008（4）：66-68.