Ethyl Methane Sulphonate (EMS) Induced Mutagenesis in Malaysian Rice (cv. MR219) for Lethal Dose Determination

Chemical and physical mutagenesis has been used to increase genetic variability in crop plants. More than 430 new varieties have been derived as mutants of rice (Oryza sativa L.) via the application of different mutagenic agents. Chemical mutagens such as ethyl methane sulphonate (EMS), diepoxybutane-derived (DEB), sodium azide and irradiation (Gamma rays, X-rays and fast neutrons) have been widely used to induce a large number of functional variations in rice and others crops. Among chemical mutagens, the alkylating agent, ethyl methane sulfonate (EMS) is the most commonly used in plants as it causes a high frequency of nucleotide substitutions, as detected in different genomes. In this study, seeds of potential genotype of the popular variety, (Oryza sativa L. spp. Indica cv. MR219) were treated with EMS at concentrations of 0.25%, 0.50%, 0.75%, 1%, 1.25%, 1.5% and 2%. Sensitivity to EMS was determined by various measurements on the M1 generation. As concentration of applied EMS increased, will decrease in germination, seedling height, root length and emergence under field conditions was observed in M1 generation as compared to the non-treatment control. Plant height and root length also decreased with increases in EMS mutagenesis in an approximately linear fashion. The LD25 and LD50 values were observed based on growth reduction of seedlings after EMS treatment with 0.25% and 0.50% on the rice variety (Oryza sativa L. spp. Indica cv. MR219).

EMS诱变创制胡麻新种质的研究

为创制胡麻新种质,本研究以胡麻品种陇亚10号为试验材料,采用甲基磺酸乙酯(EMS)作为诱变剂,开展胡麻EMS诱变研究。结果表明,诱变效果最佳的EMS浓度和时间参数为0.20%和24 h;通过对诱变后代的表型逐代田间观察和考种数据分析,在M8代筛选出22份在株高、生育期、白粉病抗性等性状方面与原野生型对照具有明显差异的胡麻变异材料,其中早熟材料4份、大粒材料1份、矮秆和半矮秆材料3份、高秆材料2份、抗白粉病材料17份、白花材料2份、持绿性材料2份。这些材料既可以作为种质资源应用于胡麻遗传改良,也可以作为重要性状基因发掘的基础材料,同时部分综合性状优良、丰产性突出的材料可进一步培育成新品种应用于胡麻生产。本研究为胡麻种质创新和EMS诱变育种提供了参考,为新品种选育和重要性状基因发掘奠定了材料基础。

用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的大麦浙农大3号突变体的筛选和鉴定

利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变处理大麦品种浙农大3号的种子,然后种于大田,将获得的M2代材料进行生物学性状与农艺性状鉴定,入选的M3代材料继续进行验证.结果表明,实验获得了幼苗、生育期、叶、茎秆、穗及育性等生物学特性与主要农艺性状的突变体,变异类型丰富,突变群体的表型变异率约为7.46%.本研究构建的突变群体为大麦功能基因组研究奠定了基础,同时为大麦遗传改良提供了重要的材料.

EMS诱变六倍体小麦偃展4110的形态突变体鉴定与分析

【目的】构建小麦EMS突变体库,为小麦功能基因组学研究准备基础材料。【方法】利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变处理小麦品种偃展4110种子,将获得的M2代材料进行生物学性状与农艺性状鉴定,部分M3材料播种家系进行验证。【结果】对M2代全生育期田间表型进行观察鉴定,突变群体的表型变异率约为6.6%;获得了幼苗、叶、茎、穗及成熟期等生物学特性与主要农艺性状的变异体和突变体,变异类型丰富,特别是发现了自然突变中少见的变异类型,如株高在10-15cm左右的特矮变异类型。【结论】本研究所构建的两个偃展4110EMS突变群体较为理想,可望有效地被用于小麦功能基因组研究和小麦遗传改良中。

EMS诱变的普通小麦豫农201突变体库的构建与初步分析

为了构建小麦EMS突变体库,为小麦功能基因组学研究准备基础材料,利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(Ethyl methane sulfonate,EMS)溶液诱变处理豫农201种子,对获得的M2代植株进行农艺性状及其他生物学性状的表型筛选,结果共获得722份叶、茎、穗和其他性状发生变异的突变体,其中139份叶片性状突变、220份茎秆性状突变、38份穗部和籽粒性状突变、325份其他性状突变,突变频率分别为2.20%、3.49%、0.60%、5.15%。利用SDS-PAGE对突变体的高分子量麦谷蛋白亚基进行分析,共发现有21个缺失不同类型亚基的突变体。本研究初步构建的豫农201 EMS突变群体可应用于小麦功能基因组研究和小麦遗传改良。

EMS诱导小麦TcLr19感叶锈病突变体的筛选

为了利用小麦感叶锈病突变体进行抗病基因功能和机制研究,用EMS处理小麦抗叶锈病近等基因系Tc Lr19的种子,对获得的M2、M3植株进行农艺性状观察和田间抗叶锈性鉴定。结果显示,不同浓度的EMS溶液处理种子共获得367个M1单株,处理浓度为1.0%时,接近半致死剂量,且M2表型突变频率最高,适宜突变筛选。在2 359个M2突变群体中,共筛选到表型突变体38个,表型突变频率1.61%;筛选出感叶锈病突变体53个,感病突变频率2.25%。在459个M3感病突变群体中,共鉴定出146个感病突变体,其中M36-2、M333-8、M333-9、M333-11、M344-4、M396-8这6个M3感病突变材料,遗传稳定率较高,达70%以上。为保证结果的可靠性,试验中还利用Lr19的分子标记对突变体进行分子辅助筛选。结果表明,EMS诱变是获得小麦感叶锈病突变体的有效手段,不仅为小麦抗叶锈基因的克隆和功能研究提供了重要的基础材料,还为小麦育种提供了新的种质。

EMS诱导小麦条锈菌毒性突变的研究

以化学诱变剂EMS处理小麦条锈菌CYl7和CY31的夏孢子诱发其毒性突变，用抗条锈Yr近等基因系筛选毒性突变体，建立了4个CY17和1个CY31的突变菌株，各筛选品种上的病菌突变频率明显不同。突变率在2．14×10^-6～3．68×10^-3。对突变菌株的毒性测定结果表明，CY17的所有突变菌株对Yr12发生了毒性突变，且CY17和CY31的所有突变菌株对Yr5，Yr10,Yr15和Yr24等4个抗病基因表现无毒性。研究证实毒性突变是小麦条锈病菌毒性变异的重要途径。

EMS诱变甘蓝型油菜获得高油酸突变体

用0.4%EMS诱变甘蓝型油菜NJ7982种子,从M2代筛选得到1个油酸含量76.15%的突变株(M2-2080),M3代该突变体的油酸含量也达到了75.0%(M3-2080-1)。对高油酸突变体M3-2080-1和野生型BnFAD2基因进行克隆,分析突变体油酸含量高的原因。序列表明,高油酸突变体中,BnFAD2I基因有63个碱基发生变异,进而导致蛋白质翻译出现终止;BnFAD2II-1基因有41处碱基发生突变,导致15个氨基酸变异,其中处于跨膜区域的+82氨基酸由丝氨酸突变成脯氨酸,+157的苯丙氨酸变成亮氨酸,位于疏水区中,还有9处发生突变的氨基酸残基位于α-螺旋区。这些突变位点都发生在油酸脱饱和酶催化中心,进而影响了该酶的活性,可能是导致突变体的油酸含量升高的原因。另外,高油酸突变体及野生型的农艺性状无显著性差异,可作为高油酸育种种质资源。

紫花苜蓿EMS突变体库的构建和形态学性状鉴定

通过不同浓度的EMS(甲基磺酸乙酯)溶液诱变处理紫花苜蓿种子,系统分析了EMS对M1代种子萌发和生长的影响,对M1代突变植株的形态学性状进行了初步鉴定。结果表明,EMS处理抑制了M1代种子的最终发芽率、发芽指数和胚根胚芽长度。初步鉴定了M1代1039个单株的形态学性状,共获得378份叶(不含叶形和叶数)、株高、分枝数、株型以及其他性状发生变异的突变株,其中叶色、分枝数、株型和其他性状突变体依次为215,40,95和28株,突变率依次为20.69%,3.85%,9.14%,2.69%。本研究初步构建的紫花苜蓿EMS突变群体为苜蓿功能基因组研究、遗传改良及育种奠定了基础。

EMS诱导小麦易位系YW642突变体的鉴定与分子标记分析

抗黄矮病的小麦-中间偃麦草易位系YW642携带中间偃麦草抗黄矮病基因Bdv2。用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理抗黄矮病的小麦-中间偃麦草易位系YW642的种子6000粒,从M2中筛选出32类不同性状的突变体73株,表型变异率约为7.38%。对感黄矮病突变体的M3、M4代继续进行鉴定,证明18个感黄矮病突变体的突变性状可以遗传,其黄矮病抗性丧失程度不等。用分子标记对上述感黄矮病突变体及其对照进行分析,结果发现这些突变体分别在1-4个分子标记位点上发生变异,说明这些突变体中Bdv2及其附近区域有不同碱基位点发生突变。该研究创造的YW642的突变体,为小麦抗黄矮病基因克隆和功能基因组学研究奠定了坚实的材料基础。

农作物EMS诱变研究进展

EMS是一种操作简单、突变频率高、特异性强的典型化学诱变剂。EMS诱变获得的突变体对作物育种和功能基因组学研究具有非常重要的作用。该文综述了EMS化学诱变的原理、诱变效果的影响因素、突变体的筛选与鉴定以及EMS在部分农作物中的育种成就等方面的研究进展,同时对未来值得重点关注的研究方向进行了探讨。

EMS诱变番茄自交系TTD302A的突变表型鉴定和分析

为创制用于番茄遗传育种和基因功能研究的新种质,用0.7%的甲基磺酸乙酯(EMS)浸泡处理TTD302A种子8h,清水冲洗后催芽育苗,定植于塑料大棚中,单株观察、单株留种。对M2群体进行株系和单株的系统观察,表型表现一致的株系混合留种,有表型变异的单株进行单株留种,获得M3种子。另外选取了15份出现典型变异性状的M2材料进行SSR检测。通过对M2群体表型性状的观察,共发现373个变异性状,297个变异单株,总的单株变异频率为7.1%。叶、花、果实和植株的表型变异频率依次为1.5%、2.8%、1.3%和2.4%。SSR分析结果表明9份材料在DNA水平上有变异。

EMS诱变后甘蓝型油菜植株性状、种子粒重与含油量变异分析

为创建突变体库,丰富甘蓝型油菜的遗传资源,利用两种浓度的甲基磺酸乙酯(EM_S)溶液处理甘蓝型油菜双低品种浙油18的种子。经田间观察,M_2植株在苗期、花期有叶色、叶形、茎色、花瓣颜色、花瓣形状、花瓣数目、雄性不育和开花期明显变异株。测定M_3种子千粒重与含油量,获得28份大粒(最大千粒重为7.32g)、9份高油(最高含油量为52.80%)材料。0.3%EMS处理后,M_2植株中叶片、花器官、株型与茎秆性状的突变频率分别为1.282%、8.546%和0.977%;M_3种子千粒重和含油量均值均小于对照,但不显著。0.6%EMS处理后,M_2植株相应性状的突变频率更高,M_3种子千粒重和含油量均值都极显著小于对照(P<0.01)。

大花萱草EMS离体诱变和抗叶枯病突变体的筛选

利用甲基磺酸乙酯(EMS)诱变处理大花萱草愈伤组织和分化芽,经过萱草叶枯病菌毒素离体筛选获得抗病愈伤组织和分化芽突变体。以不同浓度剂量EMS诱变处理大花萱草子房诱导的愈伤组织和分化芽,用经过毒力检测的萱草叶枯病菌毒素粗提液进行离体筛选,通过在继代培养基中添加毒素粗提液,对愈伤组织进行浓度递增法和分化芽一步筛选法,获得抗叶枯病突变体材料。结果表明,0.50%~0.75%EMS处理愈伤组织60 min,0.75%~1.00%EMS处理分化芽60 min,分别获得半致死剂量效应。对存活的愈伤组织进行病菌毒素浓度递增逐步筛选(10%30天~20%30天),分化芽用40%的毒素液一步法筛选21天。经定向筛选,初步获得抗叶枯病分化芽突变体103株,有待进一步进行抗病鉴定。愈伤组织未能获得抗病突变体再生植株。

EMS诱发菊花突变类型及重要性状的分子鉴定

利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)处理菊花品种‘神马’茎尖以获得各种突变类型。对菊花的生物学性状及观赏性状进行调查,结果表明,突变群体的表型变异率达到6.31%,获得了菊花株高、叶片、开花期、花序以及花瓣等观赏性状的突变体。表型变异类型多样,特别是发现了自然突变或人工诱变中少见的开花期提早突变体和花器官的突变类型,如花苞片消失或易位、舌状花和筒状花增加或缺失等。本试验所用EMS构建的菊花突变群体变异类型丰富,且ISSR标记鉴定结果显示标记条带确实出现了差异,这表明突变植株的基因发生了变化。这为菊花新品种培育和功能基因组学的研究奠定了基础。

甜高粱EMS诱变获得新种质的研究

为创制甜高粱新种质,本研究以甜高粱自交系甜94为供试材料,以甲基磺酸乙酯(EMS)为诱变剂,采用种子浸泡法进行诱变,并调查了株高、生育期、茎粗等性状。结果表明,以半致死率为筛选标准,适宜诱变的EMS浓度和时间为0.20%和16 h;通过对诱变后代的逐代表型进行观察、鉴定和筛选,在M;代共获得18份在生育期、株高、含糖量等性状方面与对照具有明显差异的甜高粱种质材料,其中早熟材料2份、高含糖量材料4份、矮秆材料6份、白粒材料3份、散穗材料3份;分别选取5种变异性状的材料进行品质检测,结果表明,性状变异材料中糖、水分和粗脂肪含量均超过对照。本研究结果可为甜高粱遗传改良和功能基因研究提供新种质和基础材料,同时为甜高粱EMS诱变育种研究提供参考。

花椒愈伤组织EMS诱变及变异研究

用EMS处理花椒韧皮部及叶片来源的愈伤组织,确定愈伤组织的适宜来源和EMS处理花椒愈伤组织LD50,在不同EMS浓度的半致死剂量下处理愈伤组织,组培获得花椒诱变植株。结果表明,EMS诱变花椒愈伤组织的LD50为0.3%EMS处理6h,0.5%EMS处理4h,0.7%EMS处理2h。诱变后愈伤组织经增殖和分化形成完整植株。通过对比再生植株形态学差异,筛选出变异植株340株。

EMS诱变技术及其在小麦研究中的应用进展

甲基磺酸乙酯(EMS)是一种常用的化学诱变剂,能诱发产生高频率的基因和染色体突变。近年来,依托突变体的创建为基础的基因定位、克隆和功能基因研究得以迅速拓展。从小麦EMS诱变、最佳处理剂量与表型、生理生化、分子标记鉴定,产量、品质、抗逆、抗感病等关键性状突变体筛选以及小麦异源易位系创制与诱导小麦条锈菌毒性突变、突变库的利用等多方面对我国在EMS诱变及其在小麦研究中的应用进展进行了综述,并对EMS技术的发展前景及趋势进行了展望,以期为今后的诱变育种提供研究参考。

晋麦47 EMS突变体库的构建及高代突变材料品质性状的初步分析

为加快小麦抗旱种质资源创制,推进抗旱品种的遗传改良工作,采用0.6%甲基磺酸乙酯(EMS)溶液处理晋麦47的种子,构建了包含12272个单株的M_(2)突变体库,对各突变性状和突变率进行调查与分析。此外,对前期研究筛选出的50份M_(7)和M_(8)突变材料籽粒的硬度指数、蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、吸水率、稳定时间、最大拉伸阻力和拉伸面积共8个品质性状进行了分析。结果表明,M_(2)突变体库表型变异丰富,包括茎秆性状、育性、穗型、抗病性、叶性状、生育期和芒性状等32种突变类型,总突变率为30.24%;其中,育性、株高和穗型的突变率较高。50份突变材料的籽粒不仅产生了粒形、粒长、饱满度和粒色方面的形态突变,其品质性状也发生了不同程度的变异,其中稳定时间、拉伸面积、最大拉伸阻力、沉降值的变异系数最高,硬度指数、蛋白质含量和湿面筋含量的变异系数中等,吸水率的变异系数最小;除吸水率外,其余性状均有一定比例的材料产生了正向变异。初步筛选出4份品质性状优良的突变材料,除硬度指数和吸水率外其余6个品质性状表现均优于野生型。本研究结果为小麦功能基因的发掘提供了宝贵的遗传材料,并为抗旱新品种的选育提供了新的研究思路。

辣木甲基磺酸乙酯(EMS)诱变及表型变异的初步研究

【目的】通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变筛选获得性状优良的多油辣木(Moringa oleifera Lam.)PKM-1品种基础材料,为后续育种提供有利种质资源。【方法】设置5个EMS质量分数(0、0.7%、0.9%、1.1%和1.3%)及2个处理时间(10和12 h)诱变处理多油辣木PKM-1种子,分析出苗情况及M;代幼苗相对成苗率,得到适宜的处理参数;分析诱变后代M;和M;代的表型变异特征。【结果】EMS处理可极显著降低辣木种子出苗率和相对出苗率(P<0.01),EMS质量分数越高,起始出苗时间越长;EMS抑制辣木幼根的生长,随着EMS质量分数的增加,根长逐渐变短,苗高也受到不同程度抑制。1.1%EMS处理10 h,辣木种子的相对出苗率和相对成苗率分别为58.60%和57.07%,诱变效果最佳。进一步EMS诱变处理辣木种子700粒,共筛选获得M;代变异材料88株,变异频率为33.33%;M;代变异材料132株,变异频率为43.14%;M;-M;代变异性状遗传频率为10.26%,M;代新出现变异株68株,变异频率为35.98%。【结论】本研究确定了辣木种子EMS诱变的最佳参数为1.1%EMS处理10 h,M;和M;代分别筛选出9种和11种表型变异材料,为M;代获得稳定遗传可供育种利用的新材料奠定了基础。