廖明智,寧麗萍,楊祥波*
(吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院農(nóng)學(xué)院,吉林 吉林 132101)
水稻是我國(guó)最重要的糧食作物之一,在我國(guó)糧食安全中發(fā)揮著重要作用[1]。利用理化技術(shù)誘導(dǎo)產(chǎn)生突變體,不僅能為水稻功能基因組學(xué)研究提供有價(jià)值的基礎(chǔ)材料[2],而且可創(chuàng)造出新的水稻種質(zhì)資源,研究針對(duì)吉科稻801 進(jìn)行EMS 誘變,并設(shè)置五種濃度的EMS 以檢測(cè)濃度對(duì)變異的影響。選擇一組半致死率變異濃度的材料作為試驗(yàn)材料[3],將其出苗率、株高、穗長(zhǎng)、分蘗數(shù)和千粒重等田間性狀與對(duì)照吉科稻801 進(jìn)行比較,突變體M1代、M2 代以表型的調(diào)查、室內(nèi)考種、品質(zhì)分析為依據(jù),篩選符合育種目標(biāo)的變異后代,為水稻新品種的選育創(chuàng)制種質(zhì)資源。
水稻試驗(yàn)材料為吉科稻801,由吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院農(nóng)學(xué)院水稻育種團(tuán)隊(duì)提供。
1.2.1 水稻種子材料處理 水稻種子2 500 粒,平均分成5 份,參照楊峰等[5]的方法,用磷酸緩沖液(0.1 mol/L,pH 值7.0)配制濃度為0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的EMS 溶液。5 種不同濃度EMS溶液,室溫放置處理16 h。設(shè)置對(duì)照組。
1.2.2 不同濃度的EMS 溶液處理后種子出芽情況 經(jīng)處理后,水稻的出苗率與對(duì)照相比發(fā)芽率都有所降低[7],出苗時(shí)間都比對(duì)照延后了3~4 d,不同濃度的EMS 溶液誘變處理后水稻出芽率如表1。
表1 不同濃度的EMS 溶液誘變處理后水稻發(fā)芽率
1.2.3 田間種質(zhì)與管理 單株種植,插秧密度30 cm×20 cm,每行20 株,采用試驗(yàn)組與對(duì)照組交替方式進(jìn)行,以方便突變體觀察篩選[4]。
鑒選農(nóng)藝性狀M1 突變體,進(jìn)行室內(nèi)考種。M2代田間種植,田間考察性狀,室內(nèi)考種、品質(zhì)對(duì)比分析鑒定[6]。
由表2 可知,葉色突變:經(jīng)0.5%濃度的EMS溶液處理后,出現(xiàn)葉色突變12 株,表現(xiàn)為白化和黃化,突變率3.7%。葉型突變:水稻出現(xiàn)葉型突變9 株,主要表現(xiàn)為卷葉、半卷葉、微卷葉、窄葉、皺葉等變異類型,突變率為2.7%。株高突變:在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)水稻有1 株株高為129 cm,比對(duì)照高了15 cm,增高了13%。分蘗數(shù)突變:在試驗(yàn)中出現(xiàn)3株,有效分蘗分別5、5、3 個(gè),對(duì)照單株有效分蘗為15。育性突變:24 株水稻出現(xiàn)育性突變,水稻空癟粒超過50%,有3 株空癟粒達(dá)100%。其他突變:出現(xiàn)了3 株水稻有芒,突變率1%。M1 代水稻誘變結(jié)果如圖1.
表2 M1 代水稻突變結(jié)果
圖1 性狀突變
與對(duì)照相比,誘變組M1 代在育種上有利用價(jià)值的4 株在株高、穗長(zhǎng)、穗型等性狀方面均發(fā)生明顯變異,其中MU1-1 株高增加幅度最大,為129 cm。穗長(zhǎng)方面MU1-3 增加了5.2 cm,增加幅度最大。在穗型方面MU1-2、MU1-4 為半直立穗。在分蘗數(shù)方面MU1-1、MU1-3、MU1-4 均比對(duì)照降低,其中MU1-4 降幅最大,為9 個(gè),僅有MU1-2 分蘗數(shù)增加,為16 個(gè)(表3)。
表3 M1 代考種數(shù)據(jù)
將這4 株水稻的種子進(jìn)行編號(hào)MU1-1、MU1-2、MU1-3、MU1-4。第二年將這4 份種子田間種植,得到M2 代。
M2 代水稻在開花期間進(jìn)行套袋,保證了M2代水稻種子的純度,將收獲的M2 代水稻進(jìn)行考種,MU2-1 株高仍然最高為126.8 cm。穗長(zhǎng)M2-3最長(zhǎng)為24.6 cm。在穗型與有無芒方面,MU2 與MU1 相同。分蘗數(shù)MU2-2 仍然最多,為16 個(gè)(表4)。
表4 M2 代考種數(shù)據(jù)
將符合優(yōu)良種質(zhì)育種目標(biāo)突變體MU2-1、MU2-2、MU2-3、MU2-4 二代種植田間,收獲后進(jìn)行食味品質(zhì)分析,在千粒重方面突變體均有所降低。精米率M2-2 最高為74.47%。在蛋白質(zhì)含量、直鏈淀粉方面含量均有所降低。在堊百度方面突變體均降低,最低為MU2-1(表5)。
表5 M2 代水稻食味品質(zhì)分析結(jié)果
通過以吉科稻801 為供試材料,以甲基磺酸乙酯(EMS)為誘變劑,采用不同濃度種子浸泡法進(jìn)行誘變,調(diào)查后代變異材料農(nóng)藝性狀、品質(zhì)性狀。以半致死率為篩選標(biāo)準(zhǔn),適宜誘變的EMS 濃度和時(shí)間為0.80%和16 h;通過對(duì)誘變后水稻表型鑒定、室內(nèi)品質(zhì)分析,創(chuàng)制出分蘗數(shù)增加(MU2-2)潛在高產(chǎn)品系一份、堊百度性狀減低至2 級(jí)米優(yōu)質(zhì)品系兩份,直鏈淀粉含量14.44%高品質(zhì)種質(zhì)一份,可為水稻新品種選育提供新種質(zhì)。