EMS創(chuàng)建香蕉抗寒種質及篩選研究

許竹葉 王安邦 李羽佳 王笑一 魏卿 許奕 唐粉玲 李敬陽

摘要 利用化學誘變劑甲基磺酸乙酯（EMS）處理“巴西蕉”無菌增殖芽，突變體通過L-羥脯氨酸（HYP）定向篩選，經低溫脅迫篩選出抗性較強的突變體。利用形態(tài)觀察、生理生化指標等手段鑒定突變體。結果表明，EMS誘變處理“巴西蕉”無菌增殖芽適宜的濃度和時間組合為1.5%+3 h;經HYP篩選的突變體在低溫脅迫后，其葉片脯氨酸含量提高、丙二醛含量降低、過氧化物酶活性和過氧化氫酶活性增強;誘變后的表型突變主要包括葉片顏色、葉片性狀和株型的變異。該研究為高效誘變香蕉提供技術參考及后期選育優(yōu)良品種提供材料。

關鍵詞 香蕉;甲基磺酸乙酯（EMS）;抗寒突變體;羥脯氨酸（L-HYP）

中圖分類號 S 668.1? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）19-0041-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.19.011

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Establishment and Screening of Banana Cold-resistant Germplasm by EMS

XU Zhu-ye1，2，WANG An-bang2， LI Yu-jia2 et al

（1. College of Horticulture， Hainan University， Haikou， Hainan? 571101; 2. Haikou Experimental Station， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571101）

Abstract The chemical mutagens ethyl methanesulfonate （EMS） were used to treat the aseptic propagation buds of Baxijiao， and then mutants were obtained through L-hydroxyproline （L-HYP） directed screening， and more resistant mutants were screened out through low temperature stress. Morphological observation， physiological and biochemical indicators were used to identify mutants. The results showed that the suitable concentration and time combination for EMS mutagenesis to treat the aseptic proliferation shoots of Baxijiao was 1.5%+3 h; after low temperature stress， the mutants screened by HYP have increased proline content， decreased malondialdehyde content， increased peroxidase and catalase activities;the phenotypic mutation of surviving plants after mutation mainly included the variation of leaf color， leaf traits and plant type.This research provides technical reference for high-efficiency mutagenesis of bananas and materials for later selection of elite varieties.

Key words Banana;Ethyl methanesulfonate（EMS）;Cold resistance mutant;L-hydroxyproline（HYP）

基金項目 現代農業(yè)產業(yè)體系專項資金（CARS-31-02）;海南省科技廳重點研發(fā)計劃（ZDYF2016054）。

作者簡介 許竹葉（1994—），女，海南文昌人，碩士研究生，研究方向：熱帶園藝與種苗。*通信作者，副研究員，碩士，從事作物遺傳育種研究。

收稿日期 2021-04-21;修回日期 2021-06-03

香蕉是一種重要的熱帶水果，被世界糧農組織（FAO）認定為發(fā)展中國家僅次于水稻、玉米和小麥的第四大糧食作物（food and agriculture organization，FAO）。然而，香蕉作為一種熱帶作物，容易受到寒害的影響，導致栽培面積逐年減小，果實品質下降、產量降低，甚至絕收，造成嚴重經濟損失。因此培育出高產、優(yōu)質同時又具有抗寒特性的香蕉品種，對香蕉產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展尤為重要。目前香蕉新品種選育方法有雜交育種、分子育種和誘變育種等。香蕉雜交育種技術對于香蕉而言，具有很大的難度且育種周期長;現代分子育種具有快速、準確、不受環(huán)境干擾的特點，但技術要求較高，并在一些國家受制于法律約束;而誘變育種在較短時間內獲得有價值的突變體，且具有操作簡單、成本低、誘變后代易穩(wěn)定遺傳、突變范圍廣等特點。

誘變育種分為化學誘變和物理誘變。物理誘變是通過物理輻射能處理植物材料，改變植物遺傳物質，獲得多種變異類型，豐富遺傳資源[1]。物理誘變實現基因重組，具有豐富種質資源、保持優(yōu)良特性、改良個別不良特性和育種年限短等特點，物理誘變主要有X射線、γ射線、β射線、中子、激光、紫外線等?；瘜W誘變育種是指使用化學誘變劑使植物遺傳物質發(fā)生改變，將具有優(yōu)良農藝性狀的變異材料選育成新品種的方法。相對于物理誘變而言，化學誘變具有操作簡單、成本低、誘變后代易穩(wěn)定遺傳、突變范圍廣、誘變效應在M1中表現明顯和獲得有益變異概率高等特點，但突變頻率低?；瘜W誘變劑包括烷化劑、堿基類似物及有關化合物、疊氮化物、抗生素、吖啶、羥胺等。其中烷化劑甲基磺酸乙酯（EMS）是較為常用的化學誘變劑，具有高效率和低毒性、誘導等位基因發(fā)生點突變的特點。目前，利用EMS已經成功構建了油菜、柑橘、白樺、黃瓜、木豆、麻風樹等植物的突變體庫[2-8]。何慧怡等[9]采用EMS誘變處理甘蔗莖尖，得到了“粵糖9-159”“新臺糖22”這2個新品系。孫慧[10]利用EMS誘變技術對海濱木槿種子進行誘變，獲得了抗寒性較強的新品系。楊寧[11]采用EMS誘變技術對番茄“Heinz 1706”進行誘變處理，獲得了矮化突變體。這些研究表明植物經EMS誘變篩選可獲得具有目標性狀的突變體，為后面選育新品種奠定了基礎。研究表明，在化學誘變過程中，以羥脯氨酸（L-HYP）作為選擇壓進行定向篩選，可獲得抗性較強的突變體材料[12-14]。