甲基磺酸乙酯(EMS)在创造玉米新种质中的应用

本文综述了EMS的作用机制、作用特点及EMS在创造玉米新种质中的应用等方面的内容,并对EMS在玉米遗传育种研究中的利用前景进行了论述。     

马铃薯四倍体栽培种茎段组织的EMS诱变研究

用1%的EMS溶液处理“中薯2号”试管苗茎段材料,通过对诱变材料再生过程的观察、再生苗试管培养观察及棚栽阶段的生理指标统计分析,研究了EMS对马铃薯四倍体栽培种茎段组织化学诱变的作用。试验结果表明:EMS能够有效渗入生长点细胞;经EMS处理后试管苗生长量显著小于对照,再生植株和组织器官发生变异;试验证实1%(v∶v)浓度EMS处理4h以上具有明显的诱变效应,可以应用于今后马铃薯诱变育种。     

EMS处理对玉米自交系配合力的影响

从经EMS诱变并已多代自交的玉米诱变群体中选取6个材料(1个对照),以西南大学玉米研究所广泛应用的3个自交系为测验种,系统测定了各材料在植株性状、穗粒性状和单株产量上的一般配合力和特殊配合力。分析结果表明,EMS处理使5个突变系在各个性状的配合力上均表现出与对照有明显差异;突变系2和突变系4的表现尤为明显,在多个性状上都集中了较多的负效应,尤其是单株产量比对照明显降低。配合力分析表明,化学诱变处理在改造玉米自交系单株产量的配合力上难度较大。     

Gamma-rays and EMS induced pentaphyllous mutant in black gram (Vigna mungo)

Pentaphyllous mutants in black gram were isolated in M₂ generation of a segregating family, irradiated at 20kR. The genetic nature of mutants was tested by hybridizing with controls, and chi-square tests applied to the F₂ population, proved it to be a monogenic recessive. The pentaphyllous mutant had a greater number of pods and leaves per plant and larger and more root nodules. It also showed improved nutritional value with increased seed protein percentage and no increase in TIA (trypsin inhibitor activity).     

玉米EMS诱变材料的抗旱性筛选

采用玉米幼苗期PEG干旱胁迫法,以失水速率、丙二醛含量、可溶性糖含量和脯氨酸含量为生理测试指标,对由玉米自交系郑58经EMS诱变选择的15个种质材料进行了抗旱性筛选及综合评价。结果表明,15种诱变材料中,Y1010-2和Y1027-1各项生理指标均明显优于对照品种及其他供试材料,是抗旱性较好的2个新种质。     

EMS诱导粒用高粱的突变体筛选和鉴定

为确定粒用高粱EMS处理的最佳浓度和时间,并创制粒用高粱新种质,本研究以粒用高粱亲本系2055B和10125为试验材料,采用不同时间和不同浓度甲基磺酸乙酯（EMS）处理,调查EMS诱变对高粱出苗、叶色、叶形、穗型、育性及生育期等农艺性状的影响。结果表明,两粒用高粱亲本系的出苗率、幼苗成活率、结实率均随着EMS诱变时间和浓度的增加而降低,突变率则随着EMS诱变时间和浓度的增加而升高。同一水平EMS处理对两亲本的抑制作用不同,恢复系10125的出苗率、成苗率、结实率受抑制作用均小于保持系2055B。综合考虑出苗率、结实率和突变率等数据,2055B的最佳诱变处理时间和浓度为14 h和0.25%,10125的最佳诱变处理时间和浓度是14 h和0.3%。通过对诱变后M2代进行表型观察、鉴定和筛选,获得了早熟、矮秆、分蘖等性状的突变材料,初步构建了粒用高梁EMS突变体库,为开展高粱育种和功能基因定位提供了新种质和基础材料。     

甘蓝型油菜EMS诱变后代农艺性状观察及分子检测

利用不同浓度甲基磺酸乙酯(EMS)溶液处理甘蓝型油菜常规品种川油20和渝黄1号选系种子,结果表明:EMS对成苗率的抑制作用随着浓度的增加而增强,浓度1.0%为半致死量。M1中出现叶片卷曲、皱缩、黄化、双茎、扁茎和植株矮化等变异性状;M2中筛选到双茎、长角、多分枝等变异性状。对M2长角果等产量性状变异株进行考察,结果表明变异株角果长度(果身和果喙)高于对照,有效分枝数、有效角果、角果粒数和千粒重高于对照,一次分枝高度低于对照。对变异株进行SSR分析表明,变异株与对照在电泳条带上表现出多态性,进一步证明了变异的真实性。     

绿豆EMS诱变突变体库的构建及表型分析

为探索适于绿豆突变体库构建的最佳甲基磺酸乙酯(EMS)浓度和处理时间,以‘皖科绿3号’种子为研究材料,设置4种EMS浓度(0.6%,1.0%,1.4%和1.8%)和4种时间(6 h,10 h,14 h和18h)共16个组合,并以半致死剂量为突变体库构建的条件。结果表明,‘皖科绿3号’的最佳诱变条件为1.0%/10 h。用该条件处理6000粒成熟的‘皖科绿3号’种子,获得M1代植株998份。对M2代群体中植株叶色、叶形、株高、花器官、开花期等性状进行鉴定。共发现表型变异材料324株,变异频率为2.97%。突变体中叶色变异和矮秆是主要的变异类型,分别占植株总数的1.10%和0.46%。利用基因组重测序技术对4份突变材料的突变位点进行鉴定,测序结果表明碱基突变频率为1/37.78 kb。实验确定‘皖科绿3号’的最佳诱变条件为1.0%/10 h。研究结果也表明利用EMS诱变的方法可获得丰富的表型变异材料,可用于绿豆品种遗传改良和功能基因组学研究。     

大麦TILLING体系在抗病基因研究中的应用

基因组靶向定位诱导损伤技术(Targeting Induced Local Lesions In Genomes,TILLING)是在化学诱变和PCR定向筛选基础上发展起来的检测点突变的反向遗传学研究方法,在多种重要农作物上都有应用。本研究使用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(Ethyl methane sulfonate,EMS)处理大麦品种‘Tamalpais’,获得了2154个M2株系,同时开发了基于芹菜内切酶CEL I(celery juice extract)的酶切筛选体系。针对植物水杨酸抗病途径相关的两个重要基因EDR1和NPR1,检测到5个M2突变株系。序列分析表明,2个突变发生在内含子、1个NPR1基因的同义突变、2个EDR1基因的错义突变(His351Tyr和Pro556Ser)。本项研究为麦类作物反向遗传学研究奠定了基础。