EMS誘變亞麻薺獲得2S貯藏蛋白缺失突變體

苑麗霞，郝敬云，趙 奎，薛金愛，李潤植

（1.晉中學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山西晉中 030600；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)分子農(nóng)業(yè)與生物能源研究所，山西太谷 030801）

EMS誘變亞麻薺獲得2S貯藏蛋白缺失突變體

苑麗霞1，2，郝敬云2，趙 奎2，薛金愛2，李潤植2

（1.晉中學(xué)院生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山西晉中 030600；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)分子農(nóng)業(yè)與生物能源研究所，山西太谷 030801）

亞麻薺種子富含大量不飽和脂肪酸和貯藏蛋白。為了獲得廣泛的育種材料，創(chuàng)建優(yōu)異的新種質(zhì)，采用EMS（甲基磺酸乙酯）對亞麻薺種子進(jìn)行誘變處理。通過EMS不同處理時間（0，8，12，16 h）和不同處理濃度（0，0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2%）條件下誘變亞麻薺種子，建立了EMS誘變亞麻薺種子的優(yōu)化體系，以0.8%（V/V）EMS處理成熟種子12 h效果最佳，篩選獲得一個亞麻薺2SP1突變體。與野生型相比，該突變體種子貯藏蛋白成分中缺失了2S清蛋白，但是亞麻薺種子含油量和蛋白含量、株型和種子萌發(fā)等農(nóng)藝性狀未發(fā)生顯著變化。這種特殊的亞麻薺2SP1突變體可作為研究種子貯藏蛋白合成機(jī)理及培育高營養(yǎng)品質(zhì)亞麻薺新品種的優(yōu)異種質(zhì)資源，也可用于進(jìn)行相關(guān)功能基因組學(xué)等的研究。

亞麻薺；2S清蛋白；EMS；突變體（2SP1）

亞麻薺（Camelina sativa L.Crantz）是一種在北美及歐洲地區(qū)廣泛種植的十字花科油料作物，因其具有“低耗、高抗和環(huán)?！钡葍?yōu)良的生物學(xué)特性和農(nóng)藝性狀［1-2］，種植區(qū)域日益擴(kuò)大。亞麻薺生育期短（80～100 d），株高平均92.4 cm，千粒質(zhì)量平均1.25 g，種子含油量高（34%～45%），我國近年來也開展了亞麻薺的引種、育種及推廣種植。亞麻薺種子獨(dú)特的不飽和脂肪酸組成，以及高水平的ω-3脂肪酸和低含量的芥子油苷，賦予亞麻薺油重要的食品營養(yǎng)價值和工業(yè)利用價值［3-5］。此外，亞麻薺種子也含有占種子干質(zhì)量約30%的貯藏蛋白質(zhì)［6］，其是人類食品及動物飼料蛋白質(zhì)的重要來源。

植物種子在發(fā)育成熟過程中會合成積累大量貯藏蛋白，并以蛋白體的形式存在，為種子萌發(fā)提供重要的營養(yǎng)物質(zhì)，其也是人類植物蛋白的重要來源［7-8］。Osborne根據(jù)溶解度不同將種子貯藏蛋白分為4類：溶于水或稀鹽緩沖液的清蛋白（Album in），溶于稀鹽溶液的球蛋白（Globulin），常溶于70%～80%乙醇的醇溶蛋白（Prolamin）和溶于稀酸、稀堿溶液的谷蛋白（Glutelin）［9］。其中，沉降系數(shù)是2S的清蛋白（2S album in/napin）含有動物胰蛋白酶抑制劑、α-淀粉酶抑制劑及過敏原等多種具有生理活性的多肽，這類蛋白能降低人體胃腸道對植物蛋白的吸收利用，影響食用植物蛋白的營養(yǎng)價值，并可引起特殊人群尤其是兒童的過敏反應(yīng)；而且，在工藝上這類蛋白也會影響植物蛋白的乳化與凝膠性能［10］。2S清蛋白并不是均一組分，而是由一些在分子量、電荷性質(zhì)、氨基酸組成及沉降行為等方面比較接近的2個亞基（L亞基和S亞基）所組成。亞麻薺種子貯藏蛋白主要為清蛋白和球蛋白［11］。其中，2S清蛋白的存在影響了亞麻薺種子貯藏蛋白的食品營養(yǎng)價值。

在創(chuàng)育作物種質(zhì)資源的諸多技術(shù)中，EMS（甲基磺酸乙酯）誘變是一種簡便有效的方法［12］，EMS作用往往是誘發(fā)點(diǎn)突變，不易對染色體造成畸變，穩(wěn)定性好；產(chǎn)生的突變體豐富多樣，而且顯性突變體比例高；無需遺傳轉(zhuǎn)化，即可快速獲得一些具有優(yōu)良性狀的突變體。EMS誘變已被廣泛應(yīng)用于大豆、油菜等油料作物品質(zhì)育種［13-15］。有關(guān)亞麻薺種子品質(zhì)改良的EMS誘變鮮見報(bào)道。

筆者在優(yōu)化亞麻薺EMS誘變技術(shù)基礎(chǔ)上，采用EMS溶液誘變處理亞麻薺種子，創(chuàng)建亞麻薺突變體，通過篩選鑒定獲得亞麻薺種子2S貯藏蛋白缺失突變體2SP1。該突變體種子油脂和蛋白含量及其他重要農(nóng)藝性狀均較優(yōu)良，可作為優(yōu)異種質(zhì)材料應(yīng)用于亞麻薺高附加值品質(zhì)育種和相關(guān)功能基因組學(xué)等研究。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用亞麻薺種質(zhì)材料SC-N16品種為EMS誘變起始材料，由山西農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)選育。

1.2 EM S誘變亞麻薺體系的優(yōu)化

EMS誘變流程：選取飽滿無破損的亞麻薺種子，經(jīng)蒸餾水預(yù)浸8 h（20℃左右）后，用吸水紙吸去表面水分。再將種子樣品分別浸入用0.1 mmol/L磷酸緩沖液（pH值7.0）稀釋的不同濃度EMS誘變液中（0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2%），在各種EMS誘變液中浸泡時間分別是8，12，16 h，對照種子樣品用清水浸泡。EMS處理后加入一定量的2%NaS2O3溶液以終止反應(yīng)，在整個誘變過程中所有接觸過EMS的器皿用10%NaS2O3溶液浸泡過夜，再用清水沖洗干凈。將處理好的種子置于培養(yǎng)皿中觀察統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。萌發(fā)7 d后移栽于裝有濕潤營養(yǎng)土的育苗盤中，放于溫室進(jìn)行培養(yǎng)，調(diào)查統(tǒng)計(jì)成苗率。成苗后再移栽于田間，按常規(guī)方法管理［16］，定時澆水并記錄幼苗成長情況。

通過EMS試驗(yàn)劑量以及處理時間等參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，確定亞麻薺EMS半致死濃度（LC50）和優(yōu)化的亞麻薺EMS誘變方法。

1.3 EM S誘變亞麻薺種子萌發(fā)性狀的測試和誘變材料的種植

本試驗(yàn)用優(yōu)化的EMS誘變體系共處理5 000余粒亞麻薺種子，將EMS誘變的亞麻薺種子以及未誘變處理的亞麻薺種子，用0.1%的KMnO4消毒15 min，再用蒸餾水洗干凈，晾干后擺放到平鋪有3層濾紙的培養(yǎng)皿中（所用培養(yǎng)皿及濾紙要提前高壓蒸氣滅菌）。每皿50粒，加滅菌蒸餾水至種子濕潤為宜。設(shè)6次重復(fù)，在（25±1）℃和自然光照條件下培養(yǎng)。每天定時觀察，種子的胚芽出現(xiàn)則認(rèn)為萌發(fā)，種子萌發(fā)的第3天測其發(fā)芽勢，第7天測其發(fā)芽率。連續(xù)7 d觀察并記錄其發(fā)芽情況，直至蒸餾水處理的對照種子發(fā)芽率不再變化為止。

當(dāng)代誘變材料（M1）成苗后移栽于田間，成熟后分單株收獲。二代材料（M2）按M1單株播種穗行，按株系收獲突變體，三代材料（M3）按M2突變株系種植，在田間生長期間對突變性狀的穩(wěn)定性、分離狀況等進(jìn)行觀察。

1.4 蛋白質(zhì)樣品的制備

取EMS誘變株收獲的成熟種子樣品100 mg，放入1.5 m L的離心管中。用研棒研碎后，加入200 μL蛋白提取緩沖液（100 mmol/L Tris-HCl，0.5%（m/V）SDS，2%（V/V）β-巰基乙醇，5 mmol/L ED-TA，pH值8.0），充分振蕩混勻樣品和提取液［17］。將離心管放入90℃的熱水浴中浸提3 m in后，在轉(zhuǎn)速為5 000 r/min的離心機(jī)上離心5 min，吸取上清液待用或-20℃保存。以未進(jìn)行EMS處理的野生型種子樣品作為對照。

1.5 SDS-PAGE電泳分離

采用不連續(xù)分離緩沖系統(tǒng)進(jìn)行分析，Acr在分離膠中的濃度為8.47%（m/V），在濃縮膠中為3.80%（m/V）。將配置好的凝膠置于電泳槽中，加入電泳緩沖液（0.025 mol/L Tris-HCl，0.192 mol/L甘氨酸，0.5%（m/V）SDS，pH值8.3），蛋白樣品20μL與上樣緩沖液混勻后，加入到凹形點(diǎn)樣孔底部，電泳（20～30 mA）10～15 h。電泳完畢后，將凝膠在染色液（40%（V/V）甲醇，10%（V/V）冰醋酸，0.1%考馬斯亮藍(lán)R250）內(nèi)染色過夜，然后再將凝膠在脫色液（40%（V/V）甲醇，10%（V/V）冰醋酸）內(nèi)脫色2～3 h至背景清晰［18-19］。背景脫色后的凝膠用凝膠成像系統(tǒng)觀察和照相，用相應(yīng)軟件（BandScan V6.0）分析染色凝膠中種子蛋白主要組分的相對含量。

1.6 種子總油脂和蛋白質(zhì)含量的測定

亞麻薺種子含油量（%，干質(zhì)量）用近紅外反射光譜種子成分分析儀（Perten DA7200 NIR seed analyzer）測定。大量樣品測定前，系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)曲線用一組已知含油量亞麻薺品種標(biāo)樣（經(jīng)多種化學(xué)分析方法驗(yàn)證）進(jìn)行校正。

總蛋白質(zhì)含量測定是利用LECO CHNS-932分析儀，取100粒干燥的亞麻薺種子，通過N元素分析檢測蛋白質(zhì)含量，以N含量乘以6.25得到總蛋白質(zhì)含量。

1.7 數(shù)據(jù)分析

各樣品生物學(xué)重復(fù)6次，每個樣品測試3次，計(jì)算平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。所有數(shù)據(jù)均采用SAS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，差異顯著性用t檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞麻薺EM S誘變體系的優(yōu)化

觀察分析EMS處理材料的種子萌發(fā)性狀變化是評估EMS誘變效果及確定EMS處理相應(yīng)參數(shù)的重要依據(jù)。將不同濃度EMS及其不同處理時間的亞麻薺材料種子種植于大田，觀察記載和統(tǒng)計(jì)各EMS處理材料的種子發(fā)芽率和成苗率，其結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，與未處理的對照材料（CK）相比，EMS處理對亞麻薺種子萌發(fā)性狀有較大影響，總的趨勢表現(xiàn)為隨著EMS濃度升高和處理時間增加，種子發(fā)芽率和成苗率逐漸下降。

其中，低濃度（0.2%）和短時間EMS（8 h）處理對亞麻薺種子的影響不大，EMS處理的種子發(fā)芽率和成苗率與對照相比差異不顯著；高濃度（1.2%）和長時間（16 h）EMS處理對亞麻薺種子的損傷較大，產(chǎn)生致死突變，當(dāng)EMS濃度為1.2%時，3個不同處理時間均導(dǎo)致種子萌發(fā)特性全部喪失。統(tǒng)計(jì)分析表明，不同濃度（0.4%以上1.0%以下）相同時間EMS處理，不同時間相同濃度（0.4%以上1.0%以下）EMS處理，所觀察的種子萌發(fā)性狀與對照相比差異顯著（P＜0.05）。

圖1 EM S處理亞麻薺差異種子萌發(fā)性狀的統(tǒng)計(jì)分析Fig.1 Statistical analysis on seed germ ination of EM S-induced C.sativa m aterials

經(jīng)EMS處理的種子出苗緩慢，較野生型對照推遲3～5 d。部分種子萌發(fā)后，子葉迅速變黃和死亡導(dǎo)致成苗率降低。亞麻薺種子經(jīng)1.0%EMS處理8 h和0.4%EMS處理16 h，雖然具有較高發(fā)芽率（45%和56%），但成苗率均低（23%）。這是因?yàn)槊劝l(fā)后存活下來的一部分幼苗，有的在后期轉(zhuǎn)變?yōu)辄S化苗和白化苗而凋亡，有的幼苗葉片嚴(yán)重皺縮和卷曲，影響到幼苗的正常光合作用，最終凋謝死亡。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS回歸分析的probit模型計(jì)算半致死濃度LC50。分析結(jié)果顯示，EMS誘變亞麻薺的半致死濃度為0.8%，處理時間12 h誘變效果較好。

2.2 亞麻薺種子2S清蛋白缺失突變體的篩選

5 000余粒EMS誘變處理的亞麻薺種子播種后共獲得成活可育植株573株，其中，呈現(xiàn)葉型、株高、生育期、結(jié)實(shí)率等可見形態(tài)變異的共556株，其余17株的形態(tài)和生育期未發(fā)生明顯變化。對未發(fā)生明顯形態(tài)變異的17株進(jìn)行特別處理和分析，探討EMS誘變處理是否對它們也有影響，收獲的種子進(jìn)行種子成分分析、貯藏蛋白鑒定。提取樣品蛋白，經(jīng)SDS-PAGE電泳分離和蛋白成分測定，篩選到1種2S清蛋白缺失突變體（圖2），命名為2SP1。種子貯藏蛋白成分檢測顯示，野生型亞麻薺種子2S蛋白含量占總貯藏蛋白的36%，收獲的M2和M3種子2S蛋白積累甚微（＜0.1%），幾乎檢測不到。顯然，亞麻薺2SP1突變體的種子2S貯藏蛋白缺失性狀遺傳穩(wěn)定。

2.3 亞麻薺2SP1突變體的株高和生育期分析

連續(xù)對2SP1亞麻薺突變體及后代（M1、M2、M3）株高和生育期檢測表明，與野生型相比，這些性狀有差異，但未達(dá)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著水平（P＞0.05）（表1）。2SP1突變體（M3）苗期株高（11.3 cm）較野生型苗期株高（10.5 cm）略高，成熟期株高（85.6 cm）較野生型成熟期株高（87.2 cm）略低；2SP1突變體（M3）單株所結(jié)角果數(shù)（248個）較野生型角果數(shù)（231個）稍多；從播種到開花期的天數(shù)野生型和突變體均為34 d左右。全生育期2SP1突變體（M3）比野生型平均早3 d左右。

圖2 EM S誘變的亞麻薺2SP1突變體與野生型的種子貯藏蛋白電泳譜Fig.2 E lectrophoresis p rofiles of seed storage p rotein for w ild-type and EM S-induced 2SP1 m utant C.sativa

表1 亞麻薺2SP1突變體與野生型株高及生育期的比較Tab.1 The com parison of p lant heigh t and period of du ration between 2SP1 m utant and w ild-type C.sativa

2.4 亞麻薺2SP1突變體的種子形態(tài)特征分析

亞麻薺2SP1突變體成熟種子呈棕褐色，形狀為卵圓形。M3種子百粒質(zhì)量（115 mg）和種子長度（2.5 mm）略大于野生型種子的百粒質(zhì)量（113 mg）和長度（2.4 mm）；然而，2SP1突變體M3種子的寬度（1.3 mm）則略低于野生型種子的寬度（1.4 mm）。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析顯示，這些種子形態(tài)學(xué)性狀在突變體和野生型間差異不顯著（P＞0.05）（表2、圖3）。

表2 亞麻薺2SP1突變體與野生型種子形態(tài)的比較Tab.2 The seed m orphology com parison betw een 2SP1 m utant and w ild-type C.sativa

圖3 亞麻薺2SP1突變體（M 3）和野生型種子形態(tài)Fig.3 Seed m orphology of 2SP1 m utant（M 3）and w ild-type C.sativa

2.5 亞麻薺2SP1突變體種子的油脂與蛋白含量分析

為檢測亞麻薺2SP1突變體種子缺失2S蛋白是否引起亞麻薺種子油脂和蛋白質(zhì)合成積累發(fā)生明顯變化，測試了亞麻薺2SP1突變體M2、M3種子含油量和蛋白含量（表3）。由表3可知，與野生型（WT）種子蛋白含量（28.3%）相比，2SP1突變體M3種子的蛋白含量（平均27.6%）沒有顯著變化，盡管53個 M3突變株系中9株蛋白含量有輕微上升（0.3%～1.1%）。亞麻薺突變體M3種子的含油量由野生型（WT）種子39.7%的含油量提高到40.5%，但差異不顯著。說明該突變體缺失2S蛋白并未顯著影響到亞麻薺種子總貯藏蛋白和總油脂的積累。97.29%，比野生型95.73%的發(fā)芽率提高了1.56個百分點(diǎn)；然而，2SP1突變體M3的發(fā)芽勢為81.64%，比野生型82.37%的發(fā)芽勢降低了0.73個百分點(diǎn)，但這2個性狀在突變體和野生型間均無顯著差異（P＞0.05）；亞麻薺2SP1突變體M3種子與野生型種子在穴盤苗床播種（圖4-B）和大田條件下播種（圖4-C），出苗及幼苗發(fā)育等性狀亦未出現(xiàn)明顯差異。

表3 亞麻薺2SP1突變體與野生型種子的油脂和蛋白含量的比較Tab.3 The com parison of seed oil and p rotein contents between 2SP1 m utant and w ild-type C.sativa%

2.6 亞麻薺2SP1突變體種子的萌發(fā)和出苗特征分析

室內(nèi)種子萌發(fā)試驗(yàn)和大田播種試驗(yàn)顯示（表4、圖4-A），亞麻薺2SP1突變體M3種子發(fā)芽率為

表4 亞麻薺2SP1突變體與野生型種子的萌發(fā)特征比較Tab.4 The com parison of seed germ ination features between 2SP1 m utant and w ild-type C.sativa%

圖4 亞麻薺2SP1突變體（M 3）和野生型種子的萌發(fā)和出苗特征Fig.4 Featu res of seed germ ination and seed ling em ergence for 2SP1 m utant（M 3）and w ild-type C.sativa

3 討論與結(jié)論

應(yīng)用EMS處理植物種子是一種有效的植物誘變方法，可導(dǎo)致各植物組織或器官發(fā)生豐富多彩的表型突變［20-21］。EMS誘變不僅突變頻率高，而且多為點(diǎn)突變、易穩(wěn)定，盡管誘變方向不確定［22-23］。EMS誘變已廣泛應(yīng)用于模式植物擬南芥、番茄等蔬菜植物［24］、水稻等禾谷類糧食作物［25］和油菜等油料作物［26-27］突變體創(chuàng)育及突變體庫的構(gòu)建，并在植物種質(zhì)創(chuàng)新和功能基因組學(xué)研究中發(fā)揮了重要作用。適宜的EMS誘變處理濃度和處理時間是提高誘變效率的關(guān)鍵，這與植物種類及處理材料密切相關(guān)。通常檢測處理材料的發(fā)芽率和成苗率來確定EMS處理濃度和處理時間［28］，盡管葉色、葉形、株型、生育期和育性等性狀也可作為參考指標(biāo)［29］。本試驗(yàn)通過對EMS不同處理濃度和不同處理時間的誘變材料發(fā)芽率和成苗率進(jìn)行比較以及統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果確定0.8%EMS濃度、處理種子12 h為亞麻薺種子EMS有效誘變的優(yōu)化組合。這為進(jìn)一步創(chuàng)建亞麻薺這一新型重要油料作物高通量突變體庫提供了借鑒。

植物種子在發(fā)育成熟過程中通常合成積累大量貯藏蛋白，以蛋白體形式存在于細(xì)胞中。種子貯藏蛋白不僅為種子萌發(fā)提供所需蛋白質(zhì)和氨基酸，亦是人類飲食蛋白質(zhì)營養(yǎng)的重要來源［30-31］。然而，一些種子貯藏蛋白理化性質(zhì)影響其用作食品加工的效值。2S貯藏蛋白在食品加工工藝上主要影響植物蛋白的發(fā)泡、凝膠及乳化性能，2S蛋白組分具有很強(qiáng)的親水性和耐熱性［10］，這可能與其富含Met及Cys等含硫氨基酸有關(guān)。Met及Cys可在蛋白亞基間及亞基內(nèi)形成多個二硫鍵，二硫鍵的存在是蛋白質(zhì)具有耐熱性的主要原因［32］。更重要的是，2S蛋白也是油料作物種子貯藏蛋白中的一類能引起部分人群（特別是兒童）飲食過敏的蛋白，過敏蛋白的存在嚴(yán)重限制了種子貯藏蛋白的食品營養(yǎng)應(yīng)用價值。已檢測的油菜、大豆、花生和向日葵等普通油料作物種質(zhì)資源均含有2S蛋白，約占種子貯藏蛋白的15%～35%［9，33-34］。還有研究發(fā)現(xiàn)，一些亞麻薺種質(zhì)資源2S蛋白含量高達(dá)種子貯藏蛋白的39%［2］。本試驗(yàn)所用亞麻薺材料2S蛋白含量為種子貯藏蛋白的36%。通過EMS誘變該基因型亞麻薺種子，篩選獲得了2S貯藏蛋白缺失突變體2SP1。該突變體種子蛋白和油脂含量、種子大小和萌發(fā)特性以及生育期等其他農(nóng)藝性狀與野生型無明顯差異。進(jìn)一步分子檢測顯示，亞麻薺編碼2S蛋白的基因在該突變體中幾乎沒有表達(dá)，這可能是由該基因位點(diǎn)上游啟動子區(qū)一些關(guān)鍵堿基發(fā)生突變所致，仍有待進(jìn)一步鑒定。與其他一些植物種子貯藏蛋白相關(guān)研究報(bào)道類似［35］，本研究中，2S蛋白缺失并未引起總蛋白含量明顯降低，這可能是由該突變體調(diào)控光合產(chǎn)物用于合成蛋白質(zhì)、油脂和碳水化合物等貯藏物代謝分配機(jī)制沒有發(fā)生改變所致。用于蛋白質(zhì)合成的代謝物總量不變的情況下，減少某種貯藏蛋白合成所節(jié)省的代謝物就可能用于其他貯藏蛋白的合成，進(jìn)而使總蛋白積累量未發(fā)生明顯改變。另外，EMS處理油料作物種子，常誘變產(chǎn)生一些油脂成分發(fā)生變化的突變體。例如，用EMS處理甘藍(lán)型油菜，張宏軍等［26］研究獲得4株高油酸突變體。黃永娟等［36］從EMS處理甘藍(lán)型油菜8 441份種子材料中，篩選出5份高油酸材料。本試驗(yàn)未從EMS誘變的亞麻薺突變體中篩選到油脂成分改變的突變體材料，將進(jìn)一步加大EMS處理群體，以期篩選到亞麻薺種子油脂成分改變的優(yōu)異突變體?？傊驹囼?yàn)獲得亞麻薺種子貯藏蛋白2S缺失突變體，可為亞麻薺品種改良和種子貯藏蛋白合成積累分子機(jī)制的研究創(chuàng)建了優(yōu)異的新種質(zhì)，亦可直接應(yīng)用于亞麻薺商業(yè)化種植和生產(chǎn)加工，因過敏性蛋白的缺失擴(kuò)大了食用人群，提高了食品營養(yǎng)價值，從而提高亞麻薺種子產(chǎn)品的附加值。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，EMS能有效誘變亞麻薺獲得豐富的突變體，以0.8%（V/V）EMS處理成熟種子12 h效果最佳。經(jīng)篩選鑒定獲得了亞麻薺種子2S貯藏蛋白缺失突變體2SP1，與野生型相比，該突變體種子油脂和蛋白含量及其他重要農(nóng)藝性狀未出現(xiàn)不良表型，可作為優(yōu)異種質(zhì)材料應(yīng)用于亞麻薺品質(zhì)育種、高附加值產(chǎn)品加工和相關(guān)功能基因組學(xué)等研究。

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An EMS-induced M utant w ith 2S Protein Deficiency in Seed Storage Proteins of Camelina sativa

YUAN Lixia1，2，HAO Jingyun2，ZHAO Kui2，XUE Jinai2，LIRunzhi2
（1.College of Biological Science and Technology，Jinzhong University，Jinzhong 030600，China；2.Institute of Molecular Agriculture and Bioenergy，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Camelina sativa is an important oilseed crop，whose seeds is full of high content of unsaturated fatty acids and contain lots of storage proteins.In order to obtain extensive breeding material and establish superior new germp lasm，camelina seeds were treated by EMS（ethyl methane sulphonate）.In this study，Camelina sativa seeds were treated for mutation by EMS（ethylmethane sulphonate）.The treatments were conducted with different EMS concentrations（0，0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2%）and various treating times（0，8，12，16 h）.An optim izationalmutagenesis system by EMS was developed for Camelina sativa seeds.One mutant showing 2S album in deficiency in seed proteins was obtained，and designated as 2SP1.Except for this feature，the mutant exhibited no significant difference from the wild-type camelina for other agronomic traits including seed oil and protein contents，p lantmorphology and seed germ ination.This specialmutant of 2SP1 could be used as a new excellent germplasm for investigating the mechanism of seed storage protein biosynthesis and accumulation，for breeding new Camelina sativa varieties with high nutrition quanlity，and also for further functional genom ics research.

Camelina sativa；2S albumin/napin；EMS；Mutant（2SP1）

Q78 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1000-7091（2016）03-0011-07

10.7668/hbnxb.2016.03.002

2016-03-01

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（30971806；31201266；31401430；31501323）；國家“948”項(xiàng)目（2014-Z39）；山西省煤基重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目（FT-2014-01）；山西省高?？萍紕?chuàng)新項(xiàng)目（2016171）；山西省高校大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（2016413）

苑麗霞（1979-），女，山西武鄉(xiāng)人，副教授，在讀博士，主要從事分子遺傳與基因工程研究。

李潤植（1959-），男，山西芮城人，教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事分子遺傳與基因工程研究。