EMS誘變產(chǎn)生谷子突變體技術(shù)規(guī)程

李顏方 王高鴻 杜艷偉 趙根有 趙晉鋒

摘要：根據(jù)近年試驗(yàn)，總結(jié)了甲基磺酸乙酯（EMS）誘變產(chǎn)生谷子突變體技術(shù)規(guī)程。規(guī)程規(guī)定了范圍、規(guī)范性引用文件、產(chǎn)地環(huán)境、EMS誘變谷子技術(shù)、田間管理、突變材料的選擇、收獲及脫粒、建檔等要求。

關(guān)鍵詞：EMS誘變;谷子;突變體;技術(shù)規(guī)程

中圖分類號：S515? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B? ? ? ? 文章編號：1001-1463（2020）10-0092-03

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2020.10.022

谷子（Setaria italica）是重要的區(qū)域性特色雜糧作物，抗旱耐瘠薄，水分利用率高，是未來應(yīng)對水資源短缺的戰(zhàn)略儲備作物[1 ]。目前谷子種質(zhì)資源創(chuàng)新和新品種選育大多采用傳統(tǒng)方法，比較繁瑣，嚴(yán)重影響谷子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。利用誘變技術(shù)改善谷子的品質(zhì)，其變異范圍廣，可產(chǎn)生自然突變難以出現(xiàn)的新基因突變體，目前常用的突變方法有化學(xué)誘變、輻射誘變、生物誘變以及空間誘變等。EMS是谷子常用且使用最廣的化學(xué)誘變劑，主要誘發(fā)點(diǎn)突變，且多為顯性突變，突變率高[2 ]。利用EMS誘變谷子成熟種子及幼穗的技術(shù)，不僅可以創(chuàng)造新的具有經(jīng)濟(jì)價值的突變體種質(zhì)資源，而且為后期谷子突變體庫的建立及優(yōu)良品種的篩選提供基礎(chǔ)。為規(guī)范EMS誘變谷子的操作流程，經(jīng)大量的試驗(yàn)并結(jié)合本地區(qū)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)[3 - 5 ]，特制訂了甲基磺酸乙酯（Ethylmethane Sulfonate，EMS）誘變產(chǎn)生谷子突變體的技術(shù)規(guī)程。規(guī)程規(guī)定了EMS誘變谷子的種子處理、藥品配制、播前準(zhǔn)備、播種要求、田間管理、不同生長階段誘變處理、收獲選擇等技術(shù)要求，可為后期谷子抗病突變體庫的構(gòu)建及優(yōu)良品種的篩選提供技術(shù)支持。

1? ?范圍

《EMS誘變產(chǎn)生谷子突變體的技術(shù)規(guī)程》規(guī)定了EMS誘變谷子的相關(guān)術(shù)語和定義、誘變環(huán)境、谷子種植技術(shù)、不同生長期的誘變技術(shù)，突變體篩選、收獲登記。適用于山西省春播中晚熟區(qū)。

2? ?規(guī)范性引用文件

下列文件對于《EMS誘變產(chǎn)生谷子突變體的技術(shù)規(guī)程》的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

3? ?產(chǎn)地環(huán)境

在符合產(chǎn)地基礎(chǔ)條件要求的前提下，選擇地勢高燥、通風(fēng)透光且排澇方便不重茬的地塊，避免選擇谷子前茬、pH > 8 的堿性土壤以及前茬施用過谷子敏感除草劑的地塊。

4? ?EMS誘變谷子技術(shù)

4.1? ?誘變前準(zhǔn)備

4.1.1? ? 品種選擇? ? 選用當(dāng)?shù)馗弋a(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗逆性強(qiáng)、適口性好的谷子品種，如晉谷21、長生13、沁州黃、長農(nóng)35等，種子質(zhì)量符合GB 4404.1 — 2008。

4.1.2? ? 誘變所需試劑? ? EMS：購自生工生物工程（上海）股份有限公司，純度 > 99%。0.1 mol/L磷酸緩沖液（PBS，pH=7.2），取 KH2PO4 6.77 g 溶于蒸餾水定容至500 mL，配成濃度為0.1 mol/L的A液;取K2HPO4 11.41 g溶于蒸餾水定容至500 mL配成濃度為0.1 mol/L的B液;按A液、B液體積比39∶61 的比例混合，配制成0.1 mol/L的PBS母液（表1）備用，pH=7.2。0.1 mol/L NaS2SO3溶液：稱取24.8 g NaS2SO3 ·5H2O 溶解在500 mL 冷卻的沸水中，攪拌待完全溶解后加入0.2 g Na2CO3，再加入 500 mL 冷卻的沸水，使其完全溶解。

4.1.3? ? 選種? ? 將種子浸在清水中，適當(dāng)?shù)臄嚢?，將浮于上層的空粒、破粒、草籽和雜質(zhì)清除干凈，選擇整齊飽滿的種子。將選好的種子在大燒杯中用清水浸泡8 h。

4.1.4? ? 半致死誘變濃度的篩選? ? EMS 半致死濃度（LCt50） 是指在一定時間內(nèi)引起 50%植株死亡的藥物濃度[6 ]，本規(guī)范以谷子種子萌發(fā)率為指標(biāo)，以萌發(fā)率為 50%時所對應(yīng)的 EMS 濃度為半致死濃度，即最佳誘變濃度。通過前期大量篩選，得出谷子最佳誘變條件為清水提前浸種8 h、1% EMS溶液處理10 h。

4.2? ?EMS誘變處理

EMS誘變處理包括種子誘變處理、穗乳熟期處理、蠟熟期處理。種子按4.1.3、 4.1.4的方法處理后，加入到1% EMS溶液中，按以下步驟進(jìn)行誘變：（1）三角瓶置于40 r/min的搖床上10 h，保證種子與處理液充分接觸;（2）處理結(jié)束后，加 0.1 mol/L NaS2SO3溶液洗滌3次，再用蒸餾水清洗3次，將清洗后的種子放在濾紙上吸干水分;（3）開溝播種，不間苗;（4）谷子抽穗后修剪穗部，留8～10個穗碼，乳熟期和蠟熟期時用1% EMS溶液浸泡15 s，第2天重復(fù)1次。

4.3? ?整地

谷子播種前施底肥，可選用氮磷鉀復(fù)合肥750～900 kg/hm2或優(yōu)質(zhì)腐熟農(nóng)家肥15 000 kg/hm2，深耕土壤≥30 cm，耕后及時耙、耢，耕平耙細(xì)，達(dá)到上虛下實(shí)的待播狀態(tài)。選擇豆類、玉米和高粱等作為前茬，避免重茬、迎茬。

4.4? ?播種

4.4.1? ? 播種時間? ? 春播區(qū)播種時間一般為5月10 — 20日，當(dāng)耕層5～10 cm地溫≥10 ℃、土壤含水量≥150 g/kg即可播種。播種前1 d按4.2的方法處理種子，晾干備用。

4.4.2? ? 播種方式? ? 等行距條播，行距為40 cm，播種壟溝深4～5 cm，覆土厚度 5～6 cm，覆土均勻一致，并及時踩土保墑。

4.4.3? ? 播種量? ? EMS誘變的出苗率在50%左右，播種量需較正常播種量大些，為22～38 kg/hm2。

5? ?田間管理

谷子出苗后不間苗，及時蹲苗促幼苗茁壯生長。苗高15～25 cm時中耕除草1次，苗高45～50 cm時中耕施肥1次，結(jié)合中耕追施尿素250～300 kg/hm2。

6? ?突變材料的選擇

在谷子整個生育期選擇葉色突變株、葉鞘突變株、（半）矮化突變株、早/晚花突變株、花藥突變株、分蘗突變株、不育突變株、早/晚熟突變體株、穗型突變株等，對篩選出的突變株進(jìn)行統(tǒng)計并掛牌。

7? ?收獲及脫粒

EMS誘變谷子最佳收獲期為10月上中旬，此時谷子處于蠟熟末期籽粒堅(jiān)硬，谷穗98%以上發(fā)黃，谷粒含水量為200 g/kg，用手輕捏谷碼即可取到谷粒，輕碾可見米粒。收獲的突變株谷子要單穗脫粒并編號，以備后續(xù)研究使用[7 - 8 ]。

8? ?建檔

要對收獲的谷子突變體材料建立檔案，內(nèi)容包括：播種和收獲日期、產(chǎn)地、地塊、品名、施化肥農(nóng)藥程度、突變特征、貯藏方式、品質(zhì)特性等，使得到的谷子突變體材料有可追溯性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 刁現(xiàn)民.? 中國谷子產(chǎn)業(yè)與產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系[M].? 北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2011.

[2] 董文科，路旭平，姜寒玉，等.? 多年生黑麥草 EMS 誘變與耐旱性評價[J].? 核農(nóng)學(xué)報，2018，32（10）：1889-1897.

[3] 王 軍，楊慧卿，袁 峰，等.? EMS誘變谷子“長農(nóng)35號”M1代成熟期株型突變體的鑒定與分析[J].? 中國農(nóng)學(xué)通報，2011，27（18）：84-89.

[4] 劉美桃.? 晉谷21 EMS突變體庫的構(gòu)建與特征分析[D].? 晉中：山西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[5] 郝曉芬，王根全，王曉宇，等.? 適宜機(jī)械化生產(chǎn)谷子品種長生13選育及栽培技術(shù)[J].? 中國種業(yè)，2019（10）：74-76.

[6] 高維錫，程 毛，齊 艷，等.? EMS 誘變對沙棗種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].? 山東師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2019，34（4）：450-455.

[7] 趙連芝，杜 蓉，劉占鑫，等.? 富硒谷子綠色生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2018（9）：93-94.

[8] 徐婭梅，潘 忠.? 張掖市綠色食品雜交谷子栽培技術(shù)規(guī)程[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2015（7）：76-77.

（本文責(zé)編：楊? ? 杰）