花椒誘變育種新材料性狀對(duì)比研究

唐 偉，李佩洪，龔 霞，陳 政

(四川省植物工程研究院，四川 資中 641200)

1 材料與方法

1.1 誘變材料

花椒材料選擇目前主栽品種竹葉花椒(九葉青)種子作為處理對(duì)象。

1.2 誘變種子數(shù)量

2種藥劑處理，每個(gè)處理10kg，一共處理的種子量為20kg。

1.3 誘變劑的選擇

PYM(平陽霉素)：PYM是一種新的誘變劑，在許多實(shí)驗(yàn)中均被證明為具有安全、高效、誘變頻率高、范圍大等特點(diǎn)。具有高度選擇性，能抑制細(xì)胞的生長(zhǎng)，多對(duì)維持生命有重要意義的結(jié)構(gòu)的特殊部位起作用。

秋水仙素：秋水仙素的分子結(jié)構(gòu)與基因分子的堿基相似，在不妨礙基因復(fù)制的情況下組成基因的成分參入到基因分子中去。但由于秋水仙素中的取代基與正常堿基不同，所以它在參入基因分子時(shí)或以后，會(huì)使基因復(fù)制時(shí)發(fā)生偶然配對(duì)上的差錯(cuò)，從而導(dǎo)致基因突變。

1.4 誘變方法的選擇

采用兩種化學(xué)誘變劑(40μg/mL PYM、0.5%秋水仙素)，處理時(shí)間設(shè)置為16h，種子催芽時(shí)間設(shè)置為3周。

1.4.1 誘變劑的配制 PYM：在通風(fēng)廚中用0.06mol/L，pH=7.0的磷酸緩沖液配制濃度為40μg/mL的PYM誘變劑溶液。秋水仙素：稱取1.8g NaCl，溶于200mL蒸餾水配制成0.9%的生理鹽水，再取1mL秋水仙素用200mL的生理鹽水稀釋成0.5%的誘變劑溶液。

1.4.2 誘變時(shí)間的選擇 根據(jù)已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取16h作為誘變處理時(shí)間。

2 誘變處理方法

2.1 誘變種子的處理

由于花椒種子外殼有一層蠟質(zhì)層，需要先用紗布包裹搓洗，將蠟質(zhì)層去掉。然后在培養(yǎng)箱里浸潤(rùn)催芽，溫度28℃，濕度60%，催芽時(shí)間7～21d，觀察到種子開始破殼萌動(dòng)立即進(jìn)行分批誘變處理。

2.2 誘變劑的配制

a.PYM，在通風(fēng)廚中用0.06mol/L，pH=7.0的磷酸緩沖液配制濃度為0.4%的PYM溶液。b.秋水仙素，在通風(fēng)櫥中用0.9%的NaCl溶液配制0.5%的秋水仙素溶液。c.對(duì)照，蒸餾水。

2.3 花椒種子的處理

將催芽后的種子分別在2種誘變劑溶液中浸泡16h，再用清水沖洗8h。

2.4 播種

采用育苗盤進(jìn)行播種，基質(zhì)選擇草炭+蛭石+珍珠巖(8∶4∶1)，澆透水后放置1d，基質(zhì)濕度以手握成團(tuán)，擠不出水為宜。按3個(gè)組進(jìn)行分區(qū)播種，播種后覆膜，保溫保濕，利于種子發(fā)芽。待幼苗長(zhǎng)出3片真葉即可假植至試驗(yàn)苗圃，株距為20cm。

3 結(jié)果與分析

通過觀測(cè)記錄誘變苗的樹勢(shì)、葉、花、果、抗逆性等性狀特征，篩選發(fā)生變異的材料。

3.1 誘變苗生長(zhǎng)勢(shì)對(duì)比

通過誘變苗生長(zhǎng)發(fā)育情況的統(tǒng)計(jì)，初步篩選出變異植株。變異株的枝條數(shù)量較對(duì)照組增加32%，枝條長(zhǎng)度縮短20%，枝條粗度增加19%，存在顯著性差異。植株具有更強(qiáng)的樹勢(shì)，枝條分枝能力較強(qiáng)，粗度增加，抗風(fēng)和抗機(jī)械損傷能力增加。

表1 誘變植株生長(zhǎng)勢(shì)差異對(duì)比分析

表2 葉片性狀差異對(duì)比

3.2 誘變苗葉片差異對(duì)比

比較誘變苗和A1、A2、A3及對(duì)照組的葉片差異，誘變苗的葉片長(zhǎng)度、寬度、厚度、葉色、葉刺均有所不同。

通過對(duì)比變異株和對(duì)照組的葉片性狀差異發(fā)現(xiàn)，變異株的葉片面積明顯變小，厚度相當(dāng)，顏色稍淡，葉片無葉刺，整個(gè)植株的葉片更為緊密，不易脫落損壞。

3.3 誘變苗花序的差異對(duì)比

通過觀察變異株和A1、A2、A3以及對(duì)照組3年苗的開花情況，變異株的花期提前半個(gè)月左右，發(fā)芽發(fā)育較早，花序較多，但是花序長(zhǎng)度較短。由于整株枝條數(shù)量更多，所以全株的花量總重比對(duì)照九葉青增加27%，開花量較大。

3.4 誘變苗結(jié)果性狀比較

通過觀察測(cè)量3年樹齡的誘變苗的結(jié)果情況，變異株的果期比對(duì)照提前10d左右，果穗長(zhǎng)度變短，果粒數(shù)量減少，果穗數(shù)量增多，果實(shí)顆粒更小，油腺點(diǎn)變小變密集。果實(shí)的氣味有差異，呈現(xiàn)出刺激性較強(qiáng)的特殊味道，麻味和對(duì)照九葉青相當(dāng)。

3.5 誘變苗抗病能力對(duì)比

3.5.1 抗銹病能力對(duì)比 在夏季易感染銹病的時(shí)期，同一塊土地里的對(duì)照株和變異株感染銹病的程度不同，九葉青在沒有藥劑防治的情況下，全株葉片被感染銹病，葉片病斑密集，感染后葉片大量脫落，樹勢(shì)衰弱。變異株只有少數(shù)老葉片感染了銹病，且病斑較小，整株樹勢(shì)基本不受影響，開花結(jié)果正常。

3.5.2 抗紅黃蜘蛛(螨蟲類)能力對(duì)比 在春季紅黃蜘蛛(螨蟲類)發(fā)生時(shí)期，對(duì)照組九葉青在沒有藥劑防治的區(qū)域，95%以上的植株被感染，呈現(xiàn)葉片失水變干枯，脫落，并造成落花落果。變異株的在同時(shí)期會(huì)感染，但是癥狀較輕，葉片失水情況較輕，不會(huì)出現(xiàn)落花落果的嚴(yán)重現(xiàn)象。

4 問題分析和預(yù)期展望

(1)經(jīng)過多次誘變劑處理種子進(jìn)行誘變，增加變異群體總數(shù)，從大量的處理植株中篩選出于九葉青性狀有明顯區(qū)別的植株。

(2)處理的花椒苗出現(xiàn)了特異性變異，葉片較九葉青更細(xì)長(zhǎng)、葉色更深、復(fù)葉數(shù)量由9片變?yōu)?～7片，油腺點(diǎn)減少，葉面較光滑，葉面積減小，植株枝條強(qiáng)度增加，抗性增強(qiáng)，不易感染紅蜘蛛、銹病。

表3 誘變苗花序差異對(duì)比

表4 誘變苗果實(shí)差異對(duì)比

表5 誘變苗抗病能力對(duì)比

(3)篩選出的性狀變異植株在果實(shí)商品性上較差，不適合生產(chǎn)用苗，但是由于抗性增強(qiáng)，可作嫁接使用的砧木使用。其具體的應(yīng)用價(jià)值有待進(jìn)一步跟進(jìn)研究。

(4)利用的化學(xué)誘變方法能提高育種材料的突變幾率，豐富花椒突變庫資源，做好花椒種質(zhì)創(chuàng)新工作，為花椒優(yōu)良性狀品種選育提供材料。

(5)花椒化學(xué)誘變育種在育種實(shí)驗(yàn)上能大幅度降低育種成本，縮短優(yōu)選時(shí)間。

(6)在生產(chǎn)上能為農(nóng)戶和生產(chǎn)企業(yè)提供優(yōu)良新品種，提高產(chǎn)量，增加經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，使花椒產(chǎn)業(yè)得到進(jìn)一步提升。