结球菊苣EMS诱变技术

摘要：为创制结球菊苣新种质，本研究建立了结球菊苣EMS诱变技术体系。结果表明，在EMS浓度0.8%、处理6 h时，相对发芽率接近半致死率，诱导效果最好，种子发芽生长状况良好，被确定为结球菊苣EMS诱变最佳处理条件。研究结果为结球菊苣突变体库构建及新品种选育提供参考依据。

关键词：结球菊苣；EMS；诱变技术

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

结球菊苣（Cichorium intybus L.）也叫红菊苣，是菊科菊苣属植物菊苣的结球变种，主要的食用部位是叶球[1]。结球菊苣富含脂肪、蛋白质、维生素、花青素及多种苦味成分等，具有开胃健脾及清肝利胆等功效[2]。结球菊苣是一种半耐寒性鲜食保健蔬菜，开发前景广阔，其生物学特征及栽培技术已被深入研究，适应性强，兼具有抗虫性和抗病性[3-5]。目前，结球菊苣种质资源较少，育种进程缓慢，较难突破当前育种效率。由此，采用诱变技术创制结球菊苣突变体能加速种质创新。EMS是一种效果明显且高效的化学诱变剂，被广泛应用到各种作物的遗传育种中[6]。EMS诱变操作简单，产生的变异可稳定遗传，是构建突变体库的理想方法[7-8]。截至目前，关于结球菊苣EMS诱变技术的相关研究还鲜有报道。本研究利用不同浓度EMS和不同诱变时间对结球菊苣进行处理，建立结球菊苣EMS诱变技术体系，为结球菊苣种质资源创新奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验材料选择结球菊苣自交系‘JKH-6’，材料源于吉林农业科技学院农学院园艺系蔬菜课题组。EMS诱变剂（货号E808775）购自上海麦克林公司，其它试剂为国产分析纯。

1.2 EMS诱变处理

EMS溶液用磷酸缓冲液（PB，pH=7.0）配制，设置EMS处理组和对照组（表1）。每个处理选择50粒饱满的结球菊苣种子，处理方法参考前人的研究进行[6-7]。每个处理设置三次生物学重复。

1.3 发芽指标调查与计算

相对发芽势 = （EMS处理组发芽势/对应CK组发芽势）×100%，其中，发芽势 = （第3 d发芽数/总处理种子数）×100%；

相对发芽率 = （EMS处理组第5 d发芽数/对应CK组第5 d发芽数）×100%；

相对发芽指数 = （EMS处理组发芽指数/对应CK组发芽指数）×100%，其中，发芽指数 = ∑Gt/Dt，Gt代表t天内种子发芽数，Dt代表发芽日数。

1.4 数据处理与统计分析

数据处理和表的制作使用Microsoft Office Excel v2010进行，图的绘制使用GraphPad Prism v8.0.2进行。统计分析利用IBM SPSS Statistics v26.0进行，不同字母代表显著性差异（p lt; 0.05），显著性分析基于One-way ANOVA和Duncan’s multiple range test。所有数据是三次生物重复的平均值±标准值来表示。

2 材料与方法

2.1 不同EMS诱变处理对结球菊苣相对发芽势的影响

在相同处理时间下，对照组的相对发芽势均较高（图1）。在0.3%EMS浓度时，相对发芽势随处理时间的延长而升高。随着EMS处理浓度的升高，相对发芽势逐渐降低。在高浓度EMS条件下，处理时间越长，相对发芽势越低。

2.2 不同EMS诱变处理对结球菊苣相对发芽率的影响

不同EMS处理组合对结球菊苣相对发芽率的影响较为显著（图2）。相对发芽率在EMS处理浓度为0.3%和0.4%时变化幅度较小，当EMS浓度超过0.5%时，相对发芽率的下降趋势随着处理时间的增加逐渐增强。相对发芽率在0.8%和1.0%EMS浓度时均显著低于CK组。值得注意的是，T14处理组的相对发芽率约为49%，接近半致死率，是潜在的最佳EMS诱变处理组合。

2.3 不同EMS诱变处理对结球菊苣相对发芽指数的影响

不同EMS诱变处理组合对结球菊苣相对发芽指数的影响较大，表现出逐步下降的趋势（图3）。处理浓度为0.3%EMS时，随着处理时间的增加，相对发芽指数有上升趋势。除T1至T5处理组外，其他处理组的相对发芽指数均显著低于CK组。

2.4 结球菊苣最适宜EMS诱变处理组合的确定

综合以上结果表明，T14处理组（0.8%EMS处理6 h）的种子相对发芽率约为50%，接近半致死率，相对发芽势约为21%，相对发芽指数约为27%，诱变后种子发芽生长较好（图4）。因此，最终确定EMS浓度为0.8%、处理时间为6 h是结球菊苣最适宜EMS诱变处理组合。

3 讨论与结论

3.1 讨论

EMS已被证明主要诱导单基点突变，在一个植物系中可以诱导数百到数千个遗传突变，大多数植物中都能采用EMS诱变技术[9]。例如，研究者利用EMS诱变创制了含约8 000个M2代大白菜植株的突变群体，这将有助于基因挖掘与新品种选育[10]。本研究中，筛选到最适宜的EMS诱变条件为0.8%EMS处理6 h。前人研究表明，0.8%EMS处理6 h可作为鹰嘴紫云英种子的最佳诱变组合，相对发芽率为51.67%[11]，这一结果对本研究结论提供了有力支撑。此外，1%EMS处理12 h的组合被确认为加工番茄的最佳诱变条件[12]，西瓜种子突变的最适诱导条件为2.0%EMS浸种24 h[13]，这些结果与本文的结果相异，表明不同物种间的最适EMS诱变浓度和处理时间相差较大，可能是由于不同植物对EMS诱变处理的耐受性不同。

3.2 结论

本研究成功建立了结球菊苣EMS诱变技术体系，为后期结球菊苣种质资源创新提供良好基础，也为结球菊苣新品种选育提供一定的参考。

参考文献

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