摘要：旨在確定EMS誘變山藥零余子的最佳處理濃度和時(shí)間。以‘晉山藥1號(hào)’的零余子為材料，采用不同濃度EMS溶液和浸泡時(shí)間對(duì)零余子進(jìn)行誘變處理，對(duì)處理后的零余子出苗率、成苗率、變異率進(jìn)行比較。結(jié)果表明：當(dāng)EMS溶液濃度小于0.5%，山藥零余子的浸泡時(shí)間小于18 h，出苗率、成苗率、變異率隨著浸泡時(shí)間延長(zhǎng)趨勢(shì)不變;浸泡時(shí)間大于18 h而小于36 h時(shí)，出苗率隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而變異率的趨勢(shì)不變。EMS溶液濃度大于0.5%小于0.9%，且浸泡時(shí)間小于24 h，出苗率隨著浸泡時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，變異率隨著浸泡時(shí)間延長(zhǎng)趨勢(shì)上升。EMS溶液濃度等于0.9%，浸泡時(shí)間等于24 h，出苗率約為50%。EMS溶液濃度大于0.9%，浸泡時(shí)間大于30 h，變異率隨著浸泡時(shí)間延長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。綜上，EMS誘變山藥零余子的最佳處理濃度為0.9%、浸泡時(shí)間24～30 h。

　　關(guān)鍵詞：晉山藥1號(hào)零余子;甲基磺酸乙酯(EMS);誘變;浸泡時(shí)間;出苗率;成苗率;變異率

　　引言

　　山藥(Dioscorea opposita)為薯蕷科薯蕷屬的一種根莖作物，全國(guó)大部分地方都有種植，但以產(chǎn)于山西省汾陽(yáng)、平遙、太谷一帶的為佳，俗稱“長(zhǎng)山藥”[1]，是重要的藥、食兼用的經(jīng)濟(jì)作物[2]。近年來(lái)山藥育種研究深受重視[3-4]，目前山藥品種的選育多采用系統(tǒng)選育法，如：‘蘇蕷1號(hào)’[5]、‘紅廟山藥1號(hào)’[6]的選育，缺乏山藥種質(zhì)資源的創(chuàng)新。而人工化學(xué)誘變可顯著提高變異率，從而定向地創(chuàng)造和篩選變異體。EMS(甲基磺酸乙酯)是目前在植物誘變育種中應(yīng)用最高效、廣泛、安全的化學(xué)誘變劑之一。其誘變不僅可以產(chǎn)生豐富類型的突變體，而且可以不經(jīng)過遺傳轉(zhuǎn)化，即可獲得一些不同性狀的優(yōu)良種質(zhì)。由于其作用主要是誘發(fā)點(diǎn)突變，不易造成染色體畸變，且穩(wěn)定性好，因而被廣泛用于構(gòu)建突變類型[7-10]。關(guān)于EMS化學(xué)誘變育種技術(shù)在山藥中的應(yīng)用較少，只有陳芝華等[11]用EMS對(duì)山藥愈傷組織誘變，研究了不同濃度EMS，不同時(shí)間處理對(duì)山藥愈傷組的影響。

　　為了更有效地開展山藥育種，創(chuàng)造新的種質(zhì)資源。本研究選擇栽培上常用的山藥品種‘晉山藥1號(hào)’的零余子(生長(zhǎng)于山藥莖蔓葉腋處，多用于加快繁殖種薯)為材料，研究EMS對(duì)山藥零余子出苗率、成苗率、變異率的影響，以探討其對(duì)山藥零余子的誘變效應(yīng)，以期為進(jìn)一步開展山藥化學(xué)誘變育種提供參考和依據(jù)。

　　1材料與方法

　　1.1試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

　　田間試驗(yàn)于2018年4—10月在山西省農(nóng)科院經(jīng)濟(jì)作物研究所試驗(yàn)地進(jìn)行。

　　1.2試驗(yàn)材料

　　1.2.1供試品種‘晉山藥1號(hào)’，2017年種植于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所試驗(yàn)地，收獲零余子后保存。試驗(yàn)前零余子進(jìn)行暴曬3～5天。

　　1.2.2 EMS為Sigma品牌。先取酒精100 mL，將50 g EMS顆粒完全溶入酒精后，依次取出6、10、14、18、22、30 mL溶液，分別加蒸餾水到1000 g，配成0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%和1.5%的EMS溶液。

　　1.3試驗(yàn)方法

　　1.3.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)設(shè)置EMS溶液的濃度分別為0%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%和1.5%。選擇粒大飽滿(一般選擇粒徑在1.2～1.5 cm以上、單體質(zhì)量1.2～1.5 g以上、深褐色的)、形狀整齊、顏色較深、外表光滑、頂芽完整、無(wú)病蟲害的零余子[12]。分放于小紗袋中，每袋50粒，分別放置于7個(gè)塑料盆中，分別加入不同濃度的EMS溶液分別浸泡6、12、18、24、30、36、48 h，然后將EMS溶液倒掉，用流水沖洗3 h，除去殘留的EMS溶液。分別采用以上EMS的濃度和不同的浸泡時(shí)間，組成49個(gè)處理。試驗(yàn)重復(fù)2次。

　　1.3.2播種方式及田間管理試驗(yàn)地前茬為山藥，南北行，株距10 cm，行距40 cm。按常規(guī)進(jìn)行田間管理[13-15]。

　　1.3.3數(shù)據(jù)分析根據(jù)零余子出苗數(shù)計(jì)算種子發(fā)芽率，成苗株以直觀統(tǒng)計(jì)為主，植株的變異株(葉、生育期、塊莖)以直觀統(tǒng)計(jì)為主。計(jì)算分別見公式(1)～(3)。

　　2結(jié)果與分析

　　2.1不同EMS濃度和不同浸泡時(shí)間對(duì)出苗率的影響

　　本試驗(yàn)為兩因素重復(fù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，為了研究誘變劑濃度和浸泡時(shí)間對(duì)出苗率影響，對(duì)其進(jìn)行折線圖比較。由圖1可知：EMS濃度為0%時(shí)，浸泡時(shí)間大于18 h，出苗率隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)趨勢(shì)上升;在EMS溶液濃度低于0.5%，浸泡時(shí)間大于18 h，出苗率隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)趨勢(shì)上升，而EMS溶液濃度大于或等于0.5%時(shí)，出苗率隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)趨勢(shì)下降;當(dāng)EMS溶液濃度大于0.5%時(shí)，折線圖明顯拉開，說(shuō)明誘變劑對(duì)山藥零余子產(chǎn)生誘變響應(yīng)。由上分析可知：開始影響山藥零余子的浸泡時(shí)間為18 h;EMS對(duì)山藥零余子產(chǎn)生誘變響應(yīng)濃度為0.5%。

　　2.2不同EMS濃度和不同浸泡時(shí)間對(duì)成苗率的影響

　　本試驗(yàn)為兩因素重復(fù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，為了研究誘變劑濃度和浸泡時(shí)間對(duì)成苗率影響，對(duì)其進(jìn)行折線圖比較。由圖2可知：在EMS溶液濃度低于0.5%，浸泡時(shí)間大于18 h，成苗率隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)趨勢(shì)上升，而EMS溶液濃度大于或等于0.5%時(shí)，浸泡時(shí)間大于18 h，成苗率隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)趨勢(shì)下降;當(dāng)EMS溶液濃度為0.7%、浸泡時(shí)間30 h或EMS溶液濃度為0.9%浸泡時(shí)間為24 h，成苗率約為50%(按照成苗率近似一半計(jì)算，半致死EMS濃度和浸泡時(shí)間，即為適宜的誘變處理[16-17])。由上分析可知：當(dāng)EMS溶液濃度為0.7%、浸泡時(shí)間30 h或EMS溶液濃度為0.9%浸泡時(shí)間為24 h，為適宜的山藥零余子成苗EMS誘變處理。

　　2.3不同EMS濃度和不同浸泡時(shí)間對(duì)變異率的影響

　　本試驗(yàn)為兩因素重復(fù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，為了研究誘變劑濃度和浸泡時(shí)間對(duì)變異率影響，對(duì)其進(jìn)行折線圖比較。由圖3可知：在浸泡6 h時(shí)，變異率隨著EMS濃度的增加趨勢(shì)上升，而當(dāng)浸泡時(shí)間大于6 h時(shí)，變異率隨著EMS濃度的增加趨勢(shì)先上升而后下降;同樣當(dāng)EMS濃度為0.5%時(shí)，變異率隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)趨勢(shì)上升，而當(dāng)EMS濃度為大于0.5%時(shí)，變異率隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)趨勢(shì)先上升而后下降。當(dāng)EMS濃度為0.9%時(shí)、浸泡時(shí)間為30 h，變異率最高。由上分析可知：當(dāng)EMS濃度為0.9%、浸泡時(shí)間為30 h時(shí)，誘變山藥零余子的變異率最高。

　　3結(jié)論與討論

　　誘變材料、EMS誘變濃度、處理時(shí)間是影響其誘變效果的主要因素。確定EMS的濃度和處理時(shí)間時(shí)間，通常以半致死劑量條件作為最適條件[16-17]。濃度過高時(shí)對(duì)誘變材料損傷大，易導(dǎo)不發(fā)芽;濃度過低時(shí)損傷雖小，但誘變效果也會(huì)降低。根據(jù)本研究的結(jié)果，山藥零余子半致死EMS濃度為0.9%，山藥零余子適宜的EMS處理濃度為0.9%L。適宜的浸泡時(shí)間應(yīng)使受處理材料完全被誘變劑浸透，浸泡時(shí)間越長(zhǎng)，誘變劑在材料中的滲透程度越強(qiáng)，造成材料的生理?yè)p傷越大。本研究表明，在半致死濃度處理下，最高誘變率的處理時(shí)間為30 h，但考慮處理時(shí)間對(duì)出苗率的影響，選擇適宜的浸泡時(shí)間為24～30 h?？傊?，本試驗(yàn)結(jié)果為用酒精先溶EMS后，再配成適宜的濃度誘變山藥零余子最佳處理為EMS濃度0.9%、浸泡時(shí)間24～30 h。這與陳芝華等[11]認(rèn)為EMS誘變山藥愈傷組織的適宜誘變方法為0.1%EMS濃度處理48 h相差較大。這可能由于山藥零余子含薯蕷皂苷元、尿囊素較高[18-19]，以及用酒精配制EMS溶液的原因。因山藥為無(wú)性繁殖，本研究?jī)H調(diào)查了M1代群體的相關(guān)性狀，來(lái)計(jì)算變異率，是否有影響，還有待進(jìn)一步的研究。