結球菊苣EMS誘變技術

摘要：為創制結球菊苣新種質，本研究建立了結球菊苣EMS誘變技術體系。結果表明，在EMS濃度0.8%、處理6 h時，相對發芽率接近半致死率，誘導效果最好，種子發芽生長狀況良好，被確定為結球菊苣EMS誘變最佳處理條件。研究結果為結球菊苣突變體庫構建及新品種選育提供參考依據。

關鍵詞：結球菊苣；EMS；誘變技術

EMS" mutagenesis" technology" for" leaf" chicory

LANG Hong1，" ZHAO Yunhao1，" ZHU Lixin1，" ZHAO Xinyang1，" JIANG Mingliang1*

（1School of Agriculture， Jilin Agricultural Science and Technology University， Jilin Jilin 132101）

Abstract： In order to create new germplasm of leaf chicory， this article established an EMS mutagenesis technology system for leaf chicory. The results showed that at an EMS concentration of 0.8% and treatment for 6 h， the relative germination rate was close to the half lethal rate， and the induction effect was the best. The seed germination and growth conditions were good， and it was determined as the optimal treatment condition for EMS mutagenesis of leaf chicory. This study established an EMS mutagenesis technology system for leaf chicory， and the research results provide a reference for the construction of a leaf chicory mutant library and the breeding of new varieties.

Keywords： leaf chicory; EMS; mutagenesis technology

結球菊苣（Cichorium intybus L.）也叫紅菊苣，是菊科菊苣屬植物菊苣的結球變種，主要的食用部位是葉球[1]。結球菊苣富含脂肪、蛋白質、維生素、花青素及多種苦味成分等，具有開胃健脾及清肝利膽等功效[2]。結球菊苣是一種半耐寒性鮮食保健蔬菜，開發前景廣闊，其生物學特征及栽培技術已被深入研究，適應性強，兼具有抗蟲性和抗病性[3-5]。目前，結球菊苣種質資源較少，育種進程緩慢，較難突破當前育種效率。由此，采用誘變技術創制結球菊苣突變體能加速種質創新。EMS是一種效果明顯且高效的化學誘變劑，被廣泛應用到各種作物的遺傳育種中[6]。EMS誘變操作簡單，產生的變異可穩定遺傳，是構建突變體庫的理想方法[7-8]。截至目前，關于結球菊苣EMS誘變技術的相關研究還鮮有報道。本研究利用不同濃度EMS和不同誘變時間對結球菊苣進行處理，建立結球菊苣EMS誘變技術體系，為結球菊苣種質資源創新奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗材料選擇結球菊苣自交系‘JKH-6’，材料源于吉林農業科技學院農學院園藝系蔬菜課題組。EMS誘變劑（貨號E808775）購自上海麥克林公司，其它試劑為國產分析純。

1.2 EMS誘變處理

EMS溶液用磷酸緩沖液（PB，pH=7.0）配制，設置EMS處理組和對照組（表1）。每個處理選擇50粒飽滿的結球菊苣種子，處理方法參考前人的研究進行[6-7]。每個處理設置三次生物學重復。

1.3 發芽指標調查與計算

相對發芽勢 = （EMS處理組發芽勢/對應CK組發芽勢）×100%，其中，發芽勢 = （第3 d發芽數/總處理種子數）×100%；

相對發芽率 = （EMS處理組第5 d發芽數/對應CK組第5 d發芽數）×100%；

相對發芽指數 = （EMS處理組發芽指數/對應CK組發芽指數）×100%，其中，發芽指數 = ∑Gt/Dt，Gt代表t天內種子發芽數，Dt代表發芽日數。

1.4 數據處理與統計分析

數據處理和表的制作使用Microsoft Office Excel v2010進行，圖的繪制使用GraphPad Prism v8.0.2進行。統計分析利用IBM SPSS Statistics v26.0進行，不同字母代表顯著性差異（p lt; 0.05），顯著性分析基于One-way ANOVA和Duncan’s multiple range test。所有數據是三次生物重復的平均值±標準值來表示。

2 材料與方法

2.1 不同EMS誘變處理對結球菊苣相對發芽勢的影響

在相同處理時間下，對照組的相對發芽勢均較高（圖1）。在0.3%EMS濃度時，相對發芽勢隨處理時間的延長而升高。隨著EMS處理濃度的升高，相對發芽勢逐漸降低。在高濃度EMS條件下，處理時間越長，相對發芽勢越低。

2.2 不同EMS誘變處理對結球菊苣相對發芽率的影響

不同EMS處理組合對結球菊苣相對發芽率的影響較為顯著（圖2）。相對發芽率在EMS處理濃度為0.3%和0.4%時變化幅度較小，當EMS濃度超過0.5%時，相對發芽率的下降趨勢隨著處理時間的增加逐漸增強。相對發芽率在0.8%和1.0%EMS濃度時均顯著低于CK組。值得注意的是，T14處理組的相對發芽率約為49%，接近半致死率，是潛在的最佳EMS誘變處理組合。

2.3 不同EMS誘變處理對結球菊苣相對發芽指數的影響

不同EMS誘變處理組合對結球菊苣相對發芽指數的影響較大，表現出逐步下降的趨勢（圖3）。處理濃度為0.3%EMS時，隨著處理時間的增加，相對發芽指數有上升趨勢。除T1至T5處理組外，其他處理組的相對發芽指數均顯著低于CK組。

2.4 結球菊苣最適宜EMS誘變處理組合的確定

綜合以上結果表明，T14處理組（0.8%EMS處理6 h）的種子相對發芽率約為50%，接近半致死率，相對發芽勢約為21%，相對發芽指數約為27%，誘變后種子發芽生長較好（圖4）。因此，最終確定EMS濃度為0.8%、處理時間為6 h是結球菊苣最適宜EMS誘變處理組合。

3 討論與結論

3.1 討論

EMS已被證明主要誘導單基點突變，在一個植物系中可以誘導數百到數千個遺傳突變，大多數植物中都能采用EMS誘變技術[9]。例如，研究者利用EMS誘變創制了含約8 000個M2代大白菜植株的突變群體，這將有助于基因挖掘與新品種選育[10]。本研究中，篩選到最適宜的EMS誘變條件為0.8%EMS處理6 h。前人研究表明，0.8%EMS處理6 h可作為鷹嘴紫云英種子的最佳誘變組合，相對發芽率為51.67%[11]，這一結果對本研究結論提供了有力支撐。此外，1%EMS處理12 h的組合被確認為加工番茄的最佳誘變條件[12]，西瓜種子突變的最適誘導條件為2.0%EMS浸種24 h[13]，這些結果與本文的結果相異，表明不同物種間的最適EMS誘變濃度和處理時間相差較大，可能是由于不同植物對EMS誘變處理的耐受性不同。

3.2 結論

本研究成功建立了結球菊苣EMS誘變技術體系，為后期結球菊苣種質資源創新提供良好基礎，也為結球菊苣新品種選育提供一定的參考。

參考文獻

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