黄瓜ems诱变及矮生新材料的创制
利用浓度为1.5%的EMS溶液，对897粒华北型黄瓜品种‘长春密刺’进行诱变处理，创制矮生黄瓜新材料。结果表明，在M1代有10个单株发生了矮生变异，矮化突变率为1.1%。并且其矮生表型存在差异，可分为丛生型和有限生长型2种类型。进一步对M2代进行分析，发现M1代出现的矮生材料在M2代多数恢复正常株高，少数表现出不规律的后代分离特征。同时M2代出现了新的矮生类型，表现为节间短缩。经统计分析，M2代中节间缩短型矮生材料与正常株高材料的分离比为1:3，表明该矮生材料在控制株高的主要基因位点发生了突变，且控制该性状的基因为隐性单基因。该材料的获得在研究矮生基因及培育黄瓜矮化新品种方面均具有重要的意义和价值。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 材料 2
1.2 材料处理 2
1.2.1 EMS最佳浓度的确定 2
1.2.2 诱变处理的方法 2
1.3 表型性状调查及筛选 2
1.3.1 表型性状调查 2
1.3.2 M2矮生突变材料的筛选标准 2
2 结果与分析 2
2.1 EMS最佳剂量的选择 2
2.2 表型性状分析 3
2.2.1 M1代诱变群体的生物学效应 3
2.2.2 矮生突变植株的筛选 5
2.2.3 矮生突变植株特征 5
2.2.4 矮生材料的遗传分析 6
3 讨论 6
3.1 黄瓜突变体库的构建 7
3.2 EMS诱变 7
3.3 突变体分析 7
致谢 7
参考文献 8
黄瓜EMS诱变及矮生新材料的创制
引言
引言
作物矮化对提高产量和抗性有着重要作用。矮化品种通过塑造理想株型和合理密植，可实现单产水平的突破。上个世纪6070年代，水稻等主要作物在矮化育种上的成功，大幅度提高了单产和抗逆性，被称为第一次农业的“绿色革命”[1]。
黄瓜 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
是世界上重要的蔬菜作物，目前生产上主栽的黄瓜品种多为节间长、植株高的蔓生品种类型，栽培群体的通风透光性较差，极易造成病害的发生和蔓延，并且栽培时需要吊蔓或支架，生产成本较高。矮生黄瓜具有植株生长健壮，矮秧，苗期耐低温，抗性强等优点。因此，获得矮化紧凑株型的黄瓜新材料，对于黄瓜的生产和栽培均具有重要价值。有关矮生型黄瓜的研究，国内已有报道，黄世寿研究出的矮生黄瓜其主蔓生长到一定长度自行停止生长，果实为椭圆形、无刺。随后研究的“矮生l号”株高80厘米左右，茎蔓无分枝，项端以一束雌花封顶而停止伸长[2]。但目前生产上矮生的品种类型仍极为少见，生产上主栽的黄瓜品种多为节间长、植株高的蔓生品种华北型黄瓜‘长春密刺’。本实验以常见的华北型黄瓜为材料进行突变体库的建立。
甲基磺酸乙酯（Ethylmethane sulfonste, EMS）是现在作物育种中常用的构建突变体库的化学诱变剂，通过使碱基发生点突变引发诱变，不易造成染色体畸形。EMS诱变构建突变体库在玉米、水稻[3]、拟南芥等作物中已得到广泛的使用，但在黄瓜中的应用很少。本实验通过EMS处理黄瓜材料，产生大量变异性状，并在获得变异的基础上，筛选鉴定获得矮生黄瓜新材料。这些新材料的获得对进一步培育矮生黄瓜新品种具有重要的意义和价值。
1 材料与方法
1.1 材料
供试黄瓜品种‘长春密刺’由大学葫芦科作物遗传与种质创新实验室提供。所用的诱变剂为EMS(甲基磺酸乙酯)。
1.2 材料处理
1.2.1 EMS最佳浓度的确定
EMS半致死条件筛选的过程：在浓度上设定0%，0.3%，0.6%，1%，2%共5种处理（使用10×的磷酸缓冲液（PBS）及EMS母液配制），在时间上设定4h，6h，8h，10h，12h共5种处理。在相同的外界条件下分别处理50粒黄瓜种子，观察记录发芽率,并进行统计分析。
1.2.2 诱变处理的方法
黄瓜种子于5560℃的水温下浸种2h，把水倒掉再加配好的EMS溶液，置于摇床上振荡处理8h,然后倒掉溶液，将种子置于网兜中，挂在水龙头下冲洗2h。
1.3 表型性状调查及筛选
1.3.1 表型性状调查
处理后的种子穴盘育苗后，移栽大学江浦园艺试验站。M1植株移苗后，每35天进行一次田间调查，以标准的‘长春密刺’为对照，对植株的生长情况及株高进行观察记录。
1.3.2 M2矮生突变材料的筛选标准
M2植株以标准‘长春密刺’为参照，在同一生育期甚至全生育期株高低于标准‘长春密刺’ 一半的为矮化候选株高突变体[4]。
2 结果与分析
2.1 EMS最佳剂量的选择
一般认为经过EMS诱变处理以50%的致死率为可遗传变异应该吸收的能量阀值[5]。在与对照比较的情况下，把1.5%的浓度，8h的处理时间作为华北型黄瓜‘长春密刺’的最佳诱变条件。
图1显示不同EMS浓度和处理时间下黄瓜种子的出芽率变化，低浓度EMS处理时，处理时间对黄瓜种子的发芽率影响不大。在处理时间相同的条件下，随着EMS浓度的增大，种子的发芽率降低。EMS浓度为1%和2%时，种子的出芽率显著下降，当EMS浓度为2%时，出芽率最低，但仍未达到50%的致死率。高浓度的EMS会对黄瓜产生较大突变，使植株畸形，不能正常生长结子甚至死亡。因此在保证后代存活率及遗传性方面，选择EMS的最佳处理浓度为1.5%，最佳处理时间为8h。
表1 不同EMS浓度和处理时间黄瓜种子发芽率
Table 1 germination rate under different treatments of seed
处理浓度（%）
Concentration(%)
处理时间（h）
Processing time (h)
0
0.3
0.6
1
2
4
100%
96%
96%
98%
86%
6
100%
100%
92%
90%
80%
8
98%
94%
84%
92%
76%
10
100%
98%
98%
92%
80%
12
100%
98%
84%
82%
66%
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1 材料与方法 2
1.1 材料 2
1.2 材料处理 2
1.2.1 EMS最佳浓度的确定 2
1.2.2 诱变处理的方法 2
1.3 表型性状调查及筛选 2
1.3.1 表型性状调查 2
1.3.2 M2矮生突变材料的筛选标准 2
2 结果与分析 2
2.1 EMS最佳剂量的选择 2
2.2 表型性状分析 3
2.2.1 M1代诱变群体的生物学效应 3
2.2.2 矮生突变植株的筛选 5
2.2.3 矮生突变植株特征 5
2.2.4 矮生材料的遗传分析 6
3 讨论 6
3.1 黄瓜突变体库的构建 7
3.2 EMS诱变 7
3.3 突变体分析 7
致谢 7
参考文献 8
黄瓜EMS诱变及矮生新材料的创制
引言
引言
作物矮化对提高产量和抗性有着重要作用。矮化品种通过塑造理想株型和合理密植，可实现单产水平的突破。上个世纪6070年代，水稻等主要作物在矮化育种上的成功，大幅度提高了单产和抗逆性，被称为第一次农业的“绿色革命”[1]。
黄瓜 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
是世界上重要的蔬菜作物，目前生产上主栽的黄瓜品种多为节间长、植株高的蔓生品种类型，栽培群体的通风透光性较差，极易造成病害的发生和蔓延，并且栽培时需要吊蔓或支架，生产成本较高。矮生黄瓜具有植株生长健壮，矮秧，苗期耐低温，抗性强等优点。因此，获得矮化紧凑株型的黄瓜新材料，对于黄瓜的生产和栽培均具有重要价值。有关矮生型黄瓜的研究，国内已有报道，黄世寿研究出的矮生黄瓜其主蔓生长到一定长度自行停止生长，果实为椭圆形、无刺。随后研究的“矮生l号”株高80厘米左右，茎蔓无分枝，项端以一束雌花封顶而停止伸长[2]。但目前生产上矮生的品种类型仍极为少见，生产上主栽的黄瓜品种多为节间长、植株高的蔓生品种华北型黄瓜‘长春密刺’。本实验以常见的华北型黄瓜为材料进行突变体库的建立。
甲基磺酸乙酯（Ethylmethane sulfonste, EMS）是现在作物育种中常用的构建突变体库的化学诱变剂，通过使碱基发生点突变引发诱变，不易造成染色体畸形。EMS诱变构建突变体库在玉米、水稻[3]、拟南芥等作物中已得到广泛的使用，但在黄瓜中的应用很少。本实验通过EMS处理黄瓜材料，产生大量变异性状，并在获得变异的基础上，筛选鉴定获得矮生黄瓜新材料。这些新材料的获得对进一步培育矮生黄瓜新品种具有重要的意义和价值。
1 材料与方法
1.1 材料
供试黄瓜品种‘长春密刺’由大学葫芦科作物遗传与种质创新实验室提供。所用的诱变剂为EMS(甲基磺酸乙酯)。
1.2 材料处理
1.2.1 EMS最佳浓度的确定
EMS半致死条件筛选的过程：在浓度上设定0%，0.3%，0.6%，1%，2%共5种处理（使用10×的磷酸缓冲液（PBS）及EMS母液配制），在时间上设定4h，6h，8h，10h，12h共5种处理。在相同的外界条件下分别处理50粒黄瓜种子，观察记录发芽率,并进行统计分析。
1.2.2 诱变处理的方法
黄瓜种子于5560℃的水温下浸种2h，把水倒掉再加配好的EMS溶液，置于摇床上振荡处理8h,然后倒掉溶液，将种子置于网兜中，挂在水龙头下冲洗2h。
1.3 表型性状调查及筛选
1.3.1 表型性状调查
处理后的种子穴盘育苗后，移栽大学江浦园艺试验站。M1植株移苗后，每35天进行一次田间调查，以标准的‘长春密刺’为对照，对植株的生长情况及株高进行观察记录。
1.3.2 M2矮生突变材料的筛选标准
M2植株以标准‘长春密刺’为参照，在同一生育期甚至全生育期株高低于标准‘长春密刺’ 一半的为矮化候选株高突变体[4]。
2 结果与分析
2.1 EMS最佳剂量的选择
一般认为经过EMS诱变处理以50%的致死率为可遗传变异应该吸收的能量阀值[5]。在与对照比较的情况下，把1.5%的浓度，8h的处理时间作为华北型黄瓜‘长春密刺’的最佳诱变条件。
图1显示不同EMS浓度和处理时间下黄瓜种子的出芽率变化，低浓度EMS处理时，处理时间对黄瓜种子的发芽率影响不大。在处理时间相同的条件下，随着EMS浓度的增大，种子的发芽率降低。EMS浓度为1%和2%时，种子的出芽率显著下降，当EMS浓度为2%时，出芽率最低，但仍未达到50%的致死率。高浓度的EMS会对黄瓜产生较大突变，使植株畸形，不能正常生长结子甚至死亡。因此在保证后代存活率及遗传性方面，选择EMS的最佳处理浓度为1.5%，最佳处理时间为8h。
表1 不同EMS浓度和处理时间黄瓜种子发芽率
Table 1 germination rate under different treatments of seed
处理浓度（%）
Concentration(%)
处理时间（h）
Processing time (h)
0
0.3
0.6
1
2
4
100%
96%
96%
98%
86%
6
100%
100%
92%
90%
80%
8
98%
94%
84%
92%
76%
10
100%
98%
98%
92%
80%
12
100%
98%
84%
82%
66%
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