油菜EMS處理后田間表現(xiàn)多樣性分析

中圖分類(lèi)號(hào)S634.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào) 0517-6611（2025）12-0016-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.12.005

開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

DiversityAnalysisof Characteristicsof BrassicanapusL.inFieldAfter EthylMethylSultanateTreatment LIU Meng，ZHONGYufang，SHAOXiaoqietal（CollegeofAgriculture，F(xiàn)ujanAgriculturendForestryUniversity，F(xiàn)ZhouFujin 350002）

AbstractInoertoivestigatethifuenceofylthylsultanate（EM）reamentsoeritsofasicanapusL，eetimumconditionsforEMSagenesis，andstudythetraitmanifestationsofBrasicanapusL.mutants，thevarietyGanyouzaNo.8supliedby JiangxiAcadeyofgculuraliencsasuedatstatealeergeceatsintfdftertreamentitditEo centrations （ 0.50% ， 0.75% ， 1.00% ， 1.25% ， 1.50% ） were compared，and the agronomic traits after germination were observed and analyzed.ThersultssowedthattegenationateofBrasicnapusLsedsdecreasdwithteincreaseofEMSconceraioAndteate approached the semi lethal rate at 1.00% EMS，which can provide a reference for future mutagenesis experiments.After EMS treatment，there wererichvartsgoicisofsiausLineleoentofatioofghtidatssuchslathgt， branch height and silique length rangd from 21.11% to 47.04% ，with an average of 32.82% . Among them，the coeffcient of variation of the effectivesliqueiiniflosatestItiomeedelctasicnusLretsirittatld suchashigherplantandbranchhights，longerftivelengtofaniforescenes，ndalrgernumberofectivesilqueineain inflorescence and grains per silique.

Keywords Brassica napus L.;Eethyl methyl sulfonate;Mutagenesis;Agronomic traits

油菜是我國(guó)主要油料作物和飼用蛋白作物[1]。作為我國(guó)植物油中的最大油源之一，年供應(yīng)優(yōu)質(zhì)食用油約520萬(wàn)t，占我國(guó)植物油總量的 47% ;年產(chǎn)高蛋白飼用餅粕約800萬(wàn)t，為全國(guó)第二大飼用蛋白源[2]。農(nóng)作物品種選育的基本原則是要盡量獲取不同的品種資源，選出所需的品種進(jìn)行選育。一直以來(lái)，油菜品種選育依賴(lài)馴化、定向選擇等手段，導(dǎo)致遺傳基礎(chǔ)逐漸變窄[3]，因此，充實(shí)油菜遺傳基礎(chǔ)就成為油菜品種選育的必要途徑。甲基磺酸乙酯（ethyl mathanesulfonate，EMS）是一種能誘導(dǎo)DNA突變的化學(xué)誘變劑。在油菜種子誘變處理中，EMS可以用于提高遺傳變異率，從而產(chǎn)生更多的優(yōu)良品種。目前，EMS誘變技術(shù)已廣泛應(yīng)用于油菜[4、大豆[5]、西瓜[]、谷子[]藜麥[8]等作物，可以利用EMS誘變培育出品質(zhì)更優(yōu)、抗逆性更強(qiáng)的種質(zhì)資源。李昕等利用EMS誘變獲得矮稈突變體；汪念[利用EMS誘變構(gòu)建基因油菜突變體庫(kù)；張鳳啟[11利用4種濃度EMS浸泡處理甘藍(lán)型油菜NJ7982種子，選取其中誘變效果好的處理，研究其后代突變型和突變頻率;吳文波[利用EMS誘變甘藍(lán)型油菜耐旱突變體。目前，油菜的EMS誘變研究多集中于高油酸等單個(gè)農(nóng)藝性狀或某抗逆反應(yīng)，該研究主要針對(duì)油菜的發(fā)芽率和花色、莢果等田間農(nóng)藝性狀進(jìn)行分析。探究EMS誘變處理對(duì)油菜種子變異類(lèi)型的影響，研究不同濃度EMS處理對(duì)油菜種子生長(zhǎng)和萌發(fā)的影響，并比較株高、花色等多個(gè)農(nóng)藝性狀，以篩選最佳濃度和條件，獲得油菜的突變體，構(gòu)建突變體庫(kù)，豐富基礎(chǔ)資源材料，進(jìn)而改良福建油菜品種，為引進(jìn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)且具有觀(guān)賞性的油菜品種提供重要依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料試驗(yàn)材料為江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院選育的贛油雜8號(hào)油菜種子；EMS購(gòu)自生工生物工程（上海）股份有限公司。1.2試驗(yàn)地概況試驗(yàn)在福建農(nóng)林大學(xué)農(nóng)學(xué)院作物種質(zhì)資源圃進(jìn)行。位于福建省福州市，年降水量 900～2100mm ，年月平均氣溫為 20～25% ，年日照時(shí)數(shù)為 1 700～1 980h 。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1EMS誘變處理。選取適量完整飽滿(mǎn)、健康、無(wú)病蟲(chóng)害的油菜成熟種子，在 20% 條件下用 0.1mol/L.pH 7.0 的磷酸緩沖液浸泡 12h ，然后在室溫下晾干以提高種子的吸水性和發(fā)芽率。用吸水紙吸干表面水分，轉(zhuǎn)入剪掉管蓋的 2mL 離心管。每個(gè)離心管各放100粒種子，分別添加濃度為 0.50% ！0.75% 、 1.00% .1.25% 和 1.50% 的EMS磷酸緩沖液，5個(gè)濃度設(shè)置3組重復(fù)（對(duì)照組用清水浸種），于 20% 下處理 12h ，全程在通風(fēng)櫥下進(jìn)行[13]。處理完成后將離心管中的EMS磷酸緩沖液倒入 0.1mol/LNaS₂0₃ 溶液中，進(jìn)行中止反應(yīng)無(wú)害化處理，再將盛有種子的離心管浸沒(méi)于流水沖洗干凈。

1.3.2田間試驗(yàn)。誘變后的油菜種子以 20cm×10cm 間距穴播，油菜種子在各處理濃度下種植面積 80m² 。田地的管理方式與傳統(tǒng)的管理方式完全相同。

1.3.3測(cè)定項(xiàng)目。播入大田之后，待油菜種子全部發(fā)芽出土后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，油菜種子的發(fā)芽以幼芽沖破土壤為標(biāo)準(zhǔn)。定植90d后，在各個(gè)EMS處理的濃度，選擇生長(zhǎng)相對(duì)不一致的油菜進(jìn)行外觀(guān)性狀觀(guān)察。根據(jù)伍曉明等[14]制定的《油菜種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》，記錄各EMS濃度處理后的分枝高度、一次有效分枝數(shù)、株高、全株角果數(shù)、主花序有效長(zhǎng)度、花色、主花序有效角果數(shù)以及每角粒數(shù)。

1.3.4統(tǒng)計(jì)分析方法。運(yùn)用Excel對(duì)各個(gè)農(nóng)藝性狀的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)各EMS濃度下農(nóng)藝性狀變異幅度進(jìn)行分析。用SPSS17.0軟件包繪制農(nóng)藝性狀的次數(shù)分布圖，進(jìn)行農(nóng)藝性狀的相關(guān)分析、相關(guān)系數(shù)的顯著性測(cè)驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1不同EMS濃度處理后的油菜種子發(fā)芽率從表1可知，相較于CK，當(dāng)EMS 濃度為 0.50%0.75%，1.00%，1.25% 和1.50% 時(shí)，發(fā)芽率分別下降了6百分點(diǎn)、14百分點(diǎn)、26百分點(diǎn)、49百分點(diǎn)和60百分點(diǎn)。EMS濃度為 1.00% 時(shí)，發(fā)芽率為52% ，接近 50% 的半致死率。

從表1可知，EMS濃度為 1.00% 時(shí)，與CK相比，發(fā)芽指數(shù)下降幅度較大，而與 0.75% 相比相差不大。當(dāng)EMS濃度介于 0.75%～1.00% 時(shí)，發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)變化不大，當(dāng)濃度超過(guò) 1.00% 時(shí)，發(fā)芽指數(shù)下降明顯。由此可見(jiàn)，隨著EMS濃度增加，油菜種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，EMS濃度過(guò)高會(huì)抑制油菜種子發(fā)芽。綜合可知，如果以CK發(fā)芽率的 50% 為篩選標(biāo)準(zhǔn)， 1.00% 濃度的EMS可視為最佳誘變濃度。

2.2不同EMS濃度處理油菜的外觀(guān)性狀觀(guān)察不同EMS濃度處理油菜的外觀(guān)性狀，結(jié)果見(jiàn)表2，不同株油菜性狀表現(xiàn)結(jié)果見(jiàn)圖 1.2

油菜的花朵顏色分成了9種，其中，黃色花占比較多，占比51% ；其次為淺紫色和米紅色，各占比 9% ；再次為深橙色、白色、淡橙色、綠黃色、石南紫和淺灰色，占比 4%～5% 。

葉片的顏色差異不大，綠色最多；紫色、黃色次之。莖稈顏色變化不大，以綠色為主，占 64% ；其他表現(xiàn)為紫色（ 13% ）、淺紫色（ 9% ）、淺紅色 （9% ）、黃綠色 （5%） 。形狀上沒(méi)有變化，多為齒狀葉。

2.3不同濃度EMS處理油菜的農(nóng)藝性狀的多樣性分析

對(duì)5組不同濃度處理油菜的農(nóng)藝性狀（分枝高度、一次有效分枝數(shù)、株高、全株角果數(shù)、主花序有效長(zhǎng)度、主花序有效角果數(shù)、每角粒數(shù)、角果長(zhǎng)度）進(jìn)行多樣性分析（表3）。由表3可知，5組不同濃度處理油菜的農(nóng)藝性狀均表現(xiàn)出極為豐富復(fù)雜的變異。變異系數(shù)為 21.11%～47.04% ，均值為 32.82% 。其中每角粒數(shù)、角果長(zhǎng)度、主花序有效長(zhǎng)度變異系數(shù)較小，分枝高度、一次有效分枝數(shù)、株高、全株角果數(shù)、主花序有效角果數(shù)的變異系數(shù)較大。變異系數(shù)排序?yàn)橹骰ㄐ蛴行Ы枪麛?shù)gt;分枝高度 gt; 全株角果數(shù) gt; 一次有效分枝數(shù) gt; 株高 gt; 每角粒數(shù)gt;主花序有效長(zhǎng)度 gt; 角果長(zhǎng)度。

2.4不同EMS濃度處理油菜農(nóng)藝性狀的相關(guān)性分析對(duì)不同濃度EMS處理油菜農(nóng)藝性狀進(jìn)行相關(guān)性分析可以發(fā)現(xiàn)，不同EMS處理的農(nóng)藝性狀之間的相關(guān)性和相關(guān)程度都有明顯的差別。由表4可知，分枝高度與株高、全株角果數(shù)、主花序有效長(zhǎng)度、主花序有效角果數(shù)呈極顯著正相關(guān)，與每角粒數(shù)呈顯著正相關(guān)，而與一次有效分枝數(shù)表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)；一次有效分枝數(shù)與株高呈顯著負(fù)相關(guān)，與全株角果數(shù)、主花序有效長(zhǎng)度、主花序有效角果數(shù)呈負(fù)相關(guān)；株高與全株角果數(shù)、主花序有效長(zhǎng)度、主花序有效角果數(shù)、每角粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)；全株角果數(shù)與主花序有效長(zhǎng)度、主花序有效角果數(shù)、每角粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)；主花序有效長(zhǎng)度與主花序有效角果數(shù)、每角粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)；主花序有效角果數(shù)與每角粒數(shù)呈極顯著正相關(guān)。其中，株高、分枝高度、主花序有效長(zhǎng)度、主花序有效角果數(shù)、每角粒數(shù)均與全株角果數(shù)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)排序?yàn)橹骰ㄐ蛴行Ы枪麛?shù)（0.905） gt; 每角粒數(shù)（0.728） gt; 株高 （0.665）gt; 主花序有效長(zhǎng)度（0.504） gt; 分枝高度 gt; （0.491）。

3小結(jié)與討論

為探究油菜經(jīng)EMS處理后的多樣性表現(xiàn)，為油菜育種工作提供參考，觀(guān)察和分析了不同濃度EMS處理油菜種子的田間出苗率與農(nóng)藝性狀，進(jìn)行了不同性狀間的相關(guān)性分析。結(jié)果表明，當(dāng)EMS濃度 1.50% 時(shí)，發(fā)芽率僅有 18% ，且發(fā)芽指數(shù)偏低；當(dāng)EMS濃度 1.00% 時(shí)發(fā)芽率為 52% ，接近半致死率。隨著EMS濃度增加，EMS誘變后油菜種子田間發(fā)芽率呈下降趨勢(shì)，與原小燕等[15]研究結(jié)果基本一致。但王幼平等[16]利用EMS對(duì)海甘藍(lán)種子進(jìn)行處理后發(fā)現(xiàn)，低劑量EMS對(duì)種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，較高濃度EMS則使相關(guān)種子發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽率下降，幼苗生長(zhǎng)高度結(jié)果不一致，可能是因?yàn)樵摯卧囼?yàn)所采用的濃度相對(duì)較高所致。不同濃度EMS處理油菜的農(nóng)藝性狀的多樣性分析表明，在田間的農(nóng)藝性狀存在豐富的變異，其中主花序有效角果數(shù)變異系數(shù)最高，為 47.04% ，其誘變影響最為突出。

外觀(guān)方面，經(jīng)過(guò)EMS處理的油菜，花色、葉片和莖稈的顏色具有豐富的多樣性，不同品系之間出現(xiàn)了豐富的顏色變化，說(shuō)明EMS誘變極大地影響了的顏色與外觀(guān)，從這個(gè)意義上而言，EMS誘變可為油菜外觀(guān)改良提供更豐富的材料類(lèi)型，有利于其在環(huán)境美化中的應(yīng)用。相關(guān)性分析表明，株高、分枝高度、主花序有效長(zhǎng)度、主花序有效角果數(shù)、每角粒數(shù)均與全株角果數(shù)呈顯著正相關(guān)。從高產(chǎn)角度出發(fā)，可以選用植株較高、枝條高度較高、主花序有效長(zhǎng)度較長(zhǎng)、主花序有效角果數(shù)較多、每角粒數(shù)數(shù)量較大這類(lèi)影響全株產(chǎn)量的性狀；主花序有效長(zhǎng)度與主花序有效角果數(shù)、每角粒數(shù)、分枝高度呈顯著正相關(guān)，從觀(guān)賞角度出發(fā)，可以選擇這類(lèi)影響主花序有效長(zhǎng)度的性狀。

綜上可知，油菜在不同EMS濃度處理下產(chǎn)生效應(yīng)不同。為了確保經(jīng)過(guò)EMS誘變過(guò)后的油菜種子在田間的成活率，同時(shí)又能取得較好的誘變效果，選擇最佳EMS誘變濃度為1.00% ，在此濃度下，發(fā)芽率接近半致死率且油菜種子受迫害在可控范圍內(nèi)。對(duì)于高產(chǎn)油菜的培育，可以考慮選擇誘變后株高較高、分枝高度較高、主花序有效長(zhǎng)度較長(zhǎng)、主花序有效角果數(shù)較多、每角粒數(shù)數(shù)量較大這類(lèi)影響全株產(chǎn)量的性狀。

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