甲基磺酸乙酯EMS對金花葵種子萌發(fā)的影響

摘要 以金花葵為供試材料，對EMS試劑對金花葵種子的誘導(dǎo)進(jìn)行萌發(fā)對比試驗(yàn)，研究EMS對金花葵種子萌發(fā)的影響。通過分析金花葵種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、活力指數(shù)以及發(fā)芽情況，以期篩選出EMS最佳處理濃度。結(jié)果表明，隨EMS濃度增加，金花葵種子發(fā)芽率逐漸降低。EMS誘導(dǎo)金花葵的最佳濃度為1.2%，此時(shí)金花葵種子達(dá)半致死量，種子的發(fā)芽率達(dá)54%。

關(guān)鍵詞 金花葵;EMS;苗期

中圖分類號 S.681.9文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2021）07-0061-02

AbstractInthisexperiment，thegerminationofHibiseumanihotseedswascomparedwithdifferentconcentrationsofEMS，andtheeffectofEMSonthegerminationofHibiseumanihotseedswasstudied.Thegerminationpotential，germinationpercentageandvigorindexandgerminationsituationofHibiseumanihotseedswereanalyzedinordertoscreentheoptimumconcentrationofEMS.TheresultsshowedthatwiththeincreaseofEMSconcentration，thegerminationrateofHibiseumanihotseedsdecreasedgradually.TheoptimumconcentrationofEMSinducedtoestablishmutantbankwas1.2%.Atthistime，theseedsofHibiseumanihotreachedsemilethalamountandthegerminationrateofseedsreached54%.

KeywordsHibiseumanihot;Ethylmethanesulphonate;Seedlingstage

作者簡介 于震宇（1978—），女，山西翼城人，副教授，碩士，從事植物資源開發(fā)利用與園藝技術(shù)研究。

金花葵（Aureahelianthu）又名菜芙蓉、野芙蓉，是錦葵科秋葵屬一年生草本植物。其鮮果、葉片及莖稈中含多種微量元素和氨基酸，種子中富含高達(dá)6%的生物黃酮含量，比大豆高出幾十倍[1]。金花葵對治療燒傷、燙傷、鎮(zhèn)痛、抗心腦缺氧缺血、增進(jìn)人體抗氧化功能及緩解抑郁癥有顯著效果[2-3]，另外還可作藥用化妝品的加工原料。因此，金花葵具有良好的藥用價(jià)值、保健價(jià)值及食用價(jià)值。研究表明植物誘變育種是一種效率較高的新種質(zhì)資源的創(chuàng)制方式，甲基磺酸乙酯，英文名Ehylmethanesulfonate（簡稱EMS），是一種可操作性強(qiáng)、簡單方便的化學(xué)誘變劑，被廣泛用于植物新品種的選育[4-11]。筆者利用不同濃度EMS試劑處理金花葵種子，研究EMS對金花葵種子萌發(fā)的影響。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

金花葵種子、EMS試劑、0.5%的硫代硫酸鈉、0.1%升汞、75%乙醇、蒸餾水、培養(yǎng)皿、鑷子、剪刀、濾紙、人工氣候箱等。

1.2試驗(yàn)方法

設(shè)置5個(gè)不同EMS濃度（0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%）處理，并用蒸餾水處理作為對照組（CK）。

挑選顆粒飽滿的種子，先用75%乙醇消毒30s，蒸餾水清洗5次后，再用0.1%升汞滅菌8～10min，之后立即用清水清洗種子，清洗處理之后把種子放置于鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中。用石蠟油稀釋EMS為5個(gè)濃度后分別浸濕濾紙，每皿50粒種子，每個(gè)處理重復(fù)3次。然后將培養(yǎng)皿放入恒溫培養(yǎng)箱，于25℃進(jìn)行全黑暗培養(yǎng)，并全程保持濾紙的濕潤，每天定時(shí)更換濾紙，減少菌物的滋生與污染。由于EMS具有強(qiáng)烈的揮發(fā)性和致癌性，在試驗(yàn)中常配5%硫代硫酸鈉作為解毒劑，因此在試驗(yàn)過程中要注意安全防護(hù)，嚴(yán)格遵守試驗(yàn)規(guī)則。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)用不同梯度濃度對比試驗(yàn)法來測定數(shù)據(jù)。

發(fā)芽率=（發(fā)芽第7天全部正常發(fā)芽的種子粒數(shù)/供試種子數(shù)）×100%

發(fā)芽勢（GP）=發(fā)芽第3天發(fā)芽子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

活力指數(shù)（VI）=種子發(fā)芽指數(shù)×種子萌發(fā)長度（胚根長度+胚軸長度）

2結(jié)果與分析

2.1EMS對金花葵種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響

不同EMS濃度誘變處理金花葵種子之后，分別在第3天和第7天記錄種子的發(fā)芽勢與發(fā)芽率，鑒定種子的優(yōu)劣。金花葵種子活力泛指種子發(fā)芽和出苗率、幼苗生長的潛勢、植株抗逆能力和生產(chǎn)能力的總和。即泛指種子吸收、合成、氧化和還原能力。這是一種客觀地反映金花葵種子生命活力的生理指標(biāo)。

由表1可知，隨著EMS濃度增加，種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢呈逐漸降低的趨勢，對照組的發(fā)芽勢和發(fā)芽率最高。EMS0.4%濃度處理的種子受到的抑制較小，而濃度2.0%EMS濃度下的發(fā)芽率僅為22%，發(fā)芽勢僅為17%，由此可知，金花葵種子在EMS試劑的誘導(dǎo)下成活率大大下降，試劑濃度越高，抑制效應(yīng)越明顯，而EMS1.2%濃度處理的種子發(fā)芽率為54%，為種子的半致死劑量。通過EMS試劑的誘導(dǎo)，種子在濃度高的情況下外形矮小，但葉片較為肥厚。

對不同濃度EMS對金花葵種子發(fā)芽勢的影響進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表2。由表2可知，F(xiàn)（159.72）>F0.01（5，12）（5.06），則P<0.01，說明不同濃度EMS處理之間具有極顯著差異，即EMS藥劑處理對金花葵種子萌發(fā)的影響顯著。

對不同濃度EMS對金花葵種子發(fā)芽率的影響進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表3。由表3可知，F(xiàn)（153.36）>F0.01（5，12）（5.06），則P<0.01，說明不同濃度EMS處理對金花葵種子發(fā)芽率的影響極顯著，且種子處理時(shí)長一致沒有交互作用。

2.2EMS對金花葵種子發(fā)芽情況的影響

從表4可以看出，經(jīng)EMS不同濃度處理后的金花葵種子外觀、形態(tài)、葉片等器官發(fā)生了改變，EMS2.0%濃度處理的種子根長0.30cm，但葉厚1239μm、莖粗106mm，其器官發(fā)生畸變，EMS試劑對其抑制最強(qiáng)烈。EMS0.4%與0.8%濃度處理的種子發(fā)芽指數(shù)總體較高，抑制不顯著，無畸變現(xiàn)象。EMS1.2%濃度處理的種子根長0.93cm、莖粗98mm、葉厚1001μm，EMS誘導(dǎo)種子發(fā)生突變，但無明顯畸變現(xiàn)象，綜合其54%的發(fā)芽率，可確定此濃度為誘導(dǎo)種子最佳濃度。

2.3EMS對金花葵種子活力指數(shù)的影響

由圖1可知，種子本身的活力指數(shù)很高，但在藥劑的抑制和誘導(dǎo)下種子本身的代謝被破壞并發(fā)生突變。EMS0.4%和0.8%濃度處理的種子受到的抑制小，活力指數(shù)較高。而EMS0.2%濃度處理的種子活力指數(shù)僅為對照的15%。EMS1.2%濃度處理的種子活力指數(shù)為對照種子活力指數(shù)的50%。

對不同濃度EMS對金花葵種子活力指數(shù)的影響進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表5。由表5可知，不同濃度EMS處理對金花葵種子活力指數(shù)有較大的影響，因其自由度F（2558.53）>F0.01（5，12）（5.06），則P<0.01，各濃度處理間存在極顯著差異。

3結(jié)論

在不同濃度的EMS試劑處理下，金花葵種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、活力指數(shù)及發(fā)芽情況隨EMS濃度的增高而逐漸降低。當(dāng)EMS濃度為0.4%時(shí)種子的發(fā)芽率為76%，此濃度對種子的抑制不明顯;濃度為0.8%時(shí)發(fā)芽率為65%，此濃度下試劑對種子的抑制損傷在可承受范圍;濃度為1.2%時(shí)發(fā)芽率為54%，此時(shí)EMS濃度為半致死劑量;當(dāng)EMS試劑濃度高達(dá)2.0%時(shí)種子的發(fā)芽率僅為22%，此濃度處理對種子損傷較大。這表明EMS對金花葵種子的萌發(fā)有抑制影響，EMS濃度為1.2%為最佳誘變濃度。

4討論

在EMS試劑誘導(dǎo)下，種子基因的嘌呤和嘧啶分子發(fā)生烷基化影響mRNA的轉(zhuǎn)錄，使蛋白質(zhì)的合成過程發(fā)生紊亂，進(jìn)而改變植物的性狀。通過分析金花葵在不同EMS濃度處理下的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽情況以及活力指數(shù)等，并觀察金花葵種子萌發(fā)及苗期經(jīng)化學(xué)試劑誘導(dǎo)發(fā)生的突變現(xiàn)象，以期篩選最有價(jià)值的變異植株，為獲得新種質(zhì)資源奠定基礎(chǔ)。該研究結(jié)果對于后繼構(gòu)建金花葵誘變?nèi)后w、豐富金花葵誘變育種材料及加快金花葵育種進(jìn)程具有重要意義。

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