化學(xué)誘變劑對(duì)花椒幼苗假植成活率的影響

鐘茗菡，唐 偉，李佩洪，龔 霞，陳 政，楊代宇

(四川省植物工程研究院，四川 資中 641200)

化學(xué)誘變育種方法是利用化學(xué)誘變劑人工誘發(fā)植物發(fā)生變異，在分離后代中對(duì)突變體進(jìn)行篩選和鑒定，培育出生產(chǎn)上能直接或間接利用的農(nóng)作物品種的方法。這種方法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大豆、玉米、水稻、油菜、花卉、蔬菜、杉木、茶樹(shù)等植物育種，還應(yīng)用于部分微生物育種上。本試驗(yàn)首次使用化學(xué)誘變劑對(duì)催芽后的花椒種子進(jìn)行誘變處理，播種后觀察誘變劑對(duì)花椒假植苗移栽成活率的影響，選取1～2種針對(duì)花椒化學(xué)誘變育種的合適誘變劑。

1 材料與方法

1.1 化學(xué)誘變劑的選擇

1.1.1 EMS(甲基磺酸乙酯) EMS誘變誘發(fā)突變頻率高，有益變異多，對(duì)處理材料損傷較小，而產(chǎn)生的突變多為點(diǎn)突變，染色體畸變相對(duì)較少，可以針對(duì)植物某一性狀進(jìn)行有效改良。

1.1.2 NaN3(疊氮化鈉) NaN3是一種點(diǎn)突變劑，具有高效、無(wú)毒、價(jià)格便宜、使用安全等優(yōu)點(diǎn)。

1.1.3 PYM(平陽(yáng)霉素) PYM是一種新的誘變劑，在許多實(shí)驗(yàn)中均被證明為具有安全、高效、誘變頻率高、范圍大等特點(diǎn)。

1.1.4 秋水仙素 秋水仙素的分子結(jié)構(gòu)與基因分子的堿基相似，它在不妨礙基因復(fù)制的情況下組成基因的成分參入到基因分子中去。但由于秋水仙素中的取代基與正常堿基不同，所以它在參入基因分子時(shí)或以后，會(huì)使基因復(fù)制時(shí)發(fā)生偶然配對(duì)上的差錯(cuò)，從而導(dǎo)致基因突變。

1.2 花椒種子的選擇與處理

選擇目前主栽品種竹葉花椒(九葉青)種子作為處理對(duì)象。用紗布包裹搓洗，將蠟質(zhì)層去掉。然后在培養(yǎng)箱里浸潤(rùn)催芽，溫度28℃，濕度60%，催芽時(shí)間21d，觀察到種子開(kāi)始破殼萌動(dòng)即可。

1.3 誘變處理方法

在通風(fēng)櫥中分別用(EMS 0.6%，0.8%，1.0%、NaN30.6%，0.8%，1.0%、PYM 0.2%，0.4%，0.6%、秋水仙素0.3%，0.5%，0.7%)，處理催芽后的花椒種子。種子處理時(shí)間為16h，然后清水沖洗8h，瀝干準(zhǔn)備播種。

1.4 播種

在育苗盤(pán)內(nèi)進(jìn)行播種，基質(zhì)選擇草炭+蛭石+珍珠巖(8∶4∶1)，澆透水后放置1d，基質(zhì)濕度以手握成團(tuán)，擠不出水為宜。按12個(gè)處理加1個(gè)對(duì)照組進(jìn)行分區(qū)播種，播種后覆膜，保溫保濕，利于種子發(fā)芽。

1.5 假植

待幼苗長(zhǎng)出3片真葉即可假植至試驗(yàn)苗圃，株距為20cm，以便于統(tǒng)計(jì)成活率。

1.6 調(diào)查統(tǒng)計(jì)

30d后，待假植苗基本成活開(kāi)始統(tǒng)計(jì)成活率，然后每隔15d統(tǒng)計(jì)1次，連續(xù)統(tǒng)計(jì)3個(gè)月，至成活率趨于穩(wěn)定后停止。

2 結(jié)果與分析

2.1 誘變劑濃度對(duì)假植成活率的影響

經(jīng)過(guò)連續(xù)6次的成活率調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，誘變劑濃度越大，假植成活率逐漸降低，且假植前幾次的降幅較大，隨著時(shí)間的推移，成活率降幅逐漸減小并趨于穩(wěn)定(圖表1)。結(jié)果表明：誘變劑在幼苗體內(nèi)的含量濃度隨著植株的生長(zhǎng)變大而逐漸降低，且化學(xué)誘變劑同時(shí)也在逐漸衰變，對(duì)植株產(chǎn)生的致死效應(yīng)逐漸降低。

圖表1 誘變劑濃度對(duì)成活率的影響

2.2 誘變劑種類對(duì)假植成活率的影響

通過(guò)對(duì)比4種化學(xué)誘變劑處理后的假植苗成活數(shù)量，發(fā)現(xiàn)EMS組出現(xiàn)大量假植苗死亡現(xiàn)象，特征為莖基部逐漸縮小萎焉，直至葉片枯萎失綠全株死亡。當(dāng)濃度達(dá)到1.0%時(shí)，最終成活率僅為37%。NaN3組的成活率最高，和對(duì)照組(98%)基本相當(dāng)，只有少數(shù)假植苗在假植前期死亡，成活率達(dá)到94%～96%。PYM組和秋水仙素組的成活率基本一致，成活率為62%～78%，在可控范圍內(nèi)。

3 結(jié)論

由于EMS的滲透性較強(qiáng)，比較容易侵入到催芽后的花椒種子胚芽細(xì)胞內(nèi)，對(duì)種胚的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響，多數(shù)生理影響是致命的，因而造成假植后出現(xiàn)陸續(xù)死亡的現(xiàn)象。且隨著EMS濃度的增大，死亡率

越高，最終成活率降低至37%。由于成活率太低，對(duì)誘變育種篩選群體數(shù)量造成過(guò)大的影響，所以不適宜用作花椒種子的化學(xué)誘變劑。NaN3屬于低毒性誘變劑，在花椒種子出苗后基本不會(huì)產(chǎn)生作用，因此假植成活率和對(duì)照組基本一致，但影響效果不明顯，導(dǎo)致基因突變的概率太低，不利于篩選突變植株，因此也不適宜作花椒種子的化學(xué)誘變劑。PYM和秋水仙素處理后的花椒假植苗移栽后的成活率為62%～78%，這2種化學(xué)誘變劑在花椒苗期的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中持續(xù)產(chǎn)生著生理影響，但致死率在可控范圍內(nèi)，有足夠數(shù)量的誘變苗作為篩選突變植株的材料。因此，可選擇PYM和秋水仙素作為花椒化學(xué)誘變育種的最佳化學(xué)誘變劑。本試驗(yàn)僅針對(duì)各種化學(xué)誘變劑對(duì)假植苗產(chǎn)生致死的結(jié)果做了統(tǒng)計(jì)分析，但致死的具體生理原因還有待進(jìn)一步探索。

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