EMS诱导黄瓜突变体的初步研究

论文摘要

黄瓜（Cucumis sativus L.）属葫芦科黄瓜属，是重要的瓜类蔬菜，世界各地广泛栽培。培育高产、优质的黄瓜品种，是黄瓜育种工作者的主要目标，而具有丰富遗传背景的种质材料是黄瓜育种工作的基础，创新黄瓜种质对于培育高产、优质的黄瓜品种具有重要意义。另外，黄瓜基因组测序工作的完成，开创了黄瓜功能基因组学研究的新局面。分离、鉴定黄瓜功能基因最直接、最有效的方法之一是构建饱和的突变体库。因此，构建黄瓜突变体库不但可以创新黄瓜种质资源，而且可以加速黄瓜功能基因组学的研究步伐。甲基磺酸乙酯（Ethyl methane sulfonate, EMS）是一种稳定有效的化学诱变剂，从而使EMS诱变技术在作物育种及植物功能基因组学研究中被广泛应用。但是EMS诱变在黄瓜中的应用还未见报道。本研究利用1%EMS，以12h，22h，24h，48h的不同处理时间，处理‘山农5号’黄瓜种子，确定了1%EMS处理22h为半致死剂量。用这个初步筛选出的诱变组合处理了约1200粒‘山农5号’黄瓜种子，其中721粒发芽，但只有541株成苗，成苗的M1植株被定植于日光温室中。在M1植株中出现了叶片部分黄化突变体，同时有畸形植株出现，而且M1植株整体长势较对照明显要弱。M1植株的育性极低，仅79株收到M2种子，而且粒数少。选出了种子数超过10粒的60个株系进行M2种植，每个株系10株，统计发现M2株系中有11个株系有突变表型出现，表型突变频率为18.3%。根据表型差异，诱导的变异大致可归类为花、卷须、果型、植株形态、育性等突变类型。在M2代中获得典型的突变体如下：卷须对生突变体，野生型植株一个节上只有一个卷须，此突变体整个植株上卷须对生，并且部分卷须有分支，在M2株系的9棵植株中发现3个突变体，符合3：1的分离定律，该性状是否稳定遗传还有待进一步验证。短粗果实突变体，幼果短粗，雄花花瓣变大，花瓣数增多，植株的整个生育期形成的雄花和雌花较少，双性花较多，收种子困难；植株矮，茎粗，在植株生长后期生长点消失。通过卡方检验，在M2中的分离比符合孟德尔3：1分离定律，所以这个突变体应该是隐性单基因突变。细长果实突变体，较野生型果实突变体果实细长，通过验证在M3代可稳定遗传，并且没有分离。果实长度和横径与野生型有极显著性差异。簇生叶突变体，植株矮，没有节间和叶柄，只能开很少的雄花和雌花，不能完成植株的整个生育期。通过卡方检验，在M2中的分离比符合孟德尔3：1分离定律，所以这个突变体应该是隐性单基因突变。在M2中发现的突变体还需要在M3代进一步验证，本试验获得的黄瓜突变体可以为黄瓜育种和功能基因组学的研究提供基础材料。

论文目录

• 符号说明
• 中文摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 黄瓜功能基因组学的研究进展
• 1.1.1 黄瓜基因组研究进展
• 1.1.2 表达序列标签（EST）
• 1.2 黄瓜育种工作的研究进展
• 1.2.1 常规育种
• 1.2.2 诱变育种
• 1.2.3 单倍体育种
• 1.2.4 远缘杂交育种
• 1.2.5 分子设计育种
• 1.3 EMS 诱变技术
• 1.3.1 EMS 诱变原理及特点
• 1.3.2 EMS 诱变技术的关键及材料处理
• 1.3.3 EMS 后代突变体的筛选鉴定方法
• 1.4 研究目的和意义
• 2 材料与方法
• 2.1 试验材料与试剂
• 2.2 材料处理
• 2.3 突变体编号
• 2.4 人工授粉
• 2.5 试验设计
• 3 结果与分析
• 3.1 EMS 最佳诱变剂量的选择
• 3.2 M1代调查结果与分析
• 3.3 M2代突变体的性状
• 3.3.1 叶片性状突变
• 3.3.2 卷须突变
• 3.3.3 花器官突变
• 3.3.4 果实性状突变
• 3.3.5 植株变异类型
• 3.4 细长果实突变体 M3代分析
• 4 讨论
• 4.1 黄瓜突变体库的构建
• 4.2 EMS 诱变浓度
• 4.3 突变体分析
• 5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表和形成的学术论文