一种基于EMS诱变的色素万寿菊雄性不育两用系耐旱突变体筛选方法

本申请涉及植物种子诱变，尤其涉及一种基于ems诱变的色素万寿菊雄性不育两用系耐旱突变体筛选方法。

背景技术：

1、诱变育种是一种通过人为方式引发植物遗传性损伤以产生可遗传变异的育种方法。它通常包括使用物理或化学诱变剂来改变植物的遗传物质，从而在后代中产生新的性状或改进现有性状。化学诱变是通过化学物质与植物遗传物质相互作用，导致dna结构发生变异的过程。化学诱变能够引起单碱基替换、插入、缺失等类型的基因突变。化学诱变具有突变频率高、变异范围广和种类多的特点，能够有效地创造新的生物性状。ems是一种强效的烷化剂，广泛用于诱变育种中。它不易引起染色体结构畸变，而是倾向于引起点突变。ems主要作用于dna的鸟嘌呤n-7位点，可以诱发两种主要的遗传变异效应。ems可以使dna中的胞嘧啶被胸腺嘧啶所替代，或者使鸟嘌呤n-7位点的烷基化后糖甘键断裂，进而引起脱嘌呤反应。这些变化导致dna序列的改变，从而可能影响基因的表达或功能。ems诱变技术已经在多种作物和植物中得到应用，成功构建了许多突变体库。例如，研究者已经使用ems处理了越橘组培苗茎尖，并筛选出具有增强耐旱、耐涝和耐盐能力的变异植株。此外，ems也用于木本植物的品种改良研究。

2、万寿菊为菊科一年生草本植物，因其花瓣叶黄素含量较高，现已是叶黄素提取的理想材料，除此之外还具有清热解毒、化痰止咳的作用，是重要的药用植物。云南作为色素万寿菊的主要种植区域之一，选育出具有抗旱能力增强的色素万寿菊亲本具有重要意义。

3、传统杂交育种选育抗旱品种的方法需要以抗旱性状做亲本，并不断回交，此过程可能会持续多个世代，育种周期较长。

4、进一步地，虽然现有技术中ems诱变技术已经在多种作物和植物中得到应用，成功构建了许多突变体库。尽管ems能高效地诱发突变，但是筛选出具有真正耐旱特性的突变体需要大量的时间和资源。此过程需要对植物的种植环境进行严格控制，极易受环境影响，是一个耗时且复杂的过程。

5、此外，现阶段关于色素万寿菊种子基于ems诱变获取得到抗旱能力增强的色素万寿菊亲本的研究未见报道。如何快速筛选得到抗旱能力增强的色素万寿菊亲本一直是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、为解决相关技术中存在的问题，本申请提供了基于ems诱变的色素万寿菊雄性不育两用系耐旱突变体筛选方法，本方法中基于ems诱变育种技术，色素万寿菊种子经过ems诱变处理以后，以组培苗的形式在干旱条件下进行胁迫筛选，大大降低了外界环境对幼苗的影响，有效解决了传统土壤中筛选存在的筛选周期较长的问题，本方法极大的缩短了育种周期，提高了育种效率，对色素万寿菊耐旱亲本的选育具有重要意义。

2、本申请中的一种基于ems诱变的色素万寿菊雄性不育两用系耐旱突变体筛选方法，包括以下步骤：

3、（1）将色素万寿菊种子进行ems诱变处理，得到诱变种胚；所述ems诱变处理的条件为：使用ph=7的0.1mol/l的磷酸缓冲液配制成质量百分含量为1%的ems溶液，在25℃条件下对色素万寿菊种子处理12h；

4、（2）将诱变种胚进行清洗解毒，晾干，即得到清洗种胚；

5、（3）将清洗种胚转移到培养基中在无菌条件下顺次进行暗培养和光培养，筛选出成活植株；

6、所述培养基的配方为：ms粉末4.4g/l、6-ba 1mg/l、naa 0.1mg/l、琼脂8g/l、糖30g/l，peg6000质量百分含量为30%，ph=6.0；

7、（4）取步骤（3）中筛选后成活的植株的腋芽部分，定植于与步骤（3）相同的培养基和培养环境中再次进行培养，再次筛选后成活的植株即为具有抗旱性能进一步纯化的突变体植株。

8、进一步地，所述步骤（1）中在对色素万寿菊种子进行ems诱变处理前，将万寿菊种子用28℃的蒸馏水浸润12 h进行预处理。

9、进一步地，所述步骤（1）和步骤（2）之间还包括将诱变种胚进行消毒的操作，具体为：首先使用2%的次氯酸钠溶液震荡消毒15分钟，然后用0.1%的升汞溶液再次震荡消毒10分钟，用以杀灭诱变种胚表面和内部的病原体。

10、进一步地，所述步骤（2）中将诱变种胚进行清洗解毒具体为：使用无菌水对诱变种胚进行至少四次冲洗。

11、进一步地，所述暗培养的条件为：时间一周、温度为24±2℃、相对湿度维持在65%；所述光培养的条件为：光照强度为2500-3000lx、光照时间每天16小时、相对湿度维持在65%。

12、本发明的机理：ems诱变产生的是随机突变，这意味着突变可能发生在基因组的任何位置，而不是特定于控制抗旱性的基因。这可能导致大量的无效突变，大幅增加了筛选工作的难度和工作量。尽管ems能高效地诱发突变，但是筛选出具有真正耐旱特性的突变体需要大量的时间和资源，此过程需要对植物的种植环境进行严格控制，极易受环境影响，是一个耗时且复杂的过程。

13、进一步地，ems诱变所得植株具有多个突变方向，本申请进行固定方向筛选，可以剔除掉非预期突变植株，以植物组织培养为基础可以大大降低筛选所用时间。

14、本申请的有益效果是：

15、（1）本申请中在基于对色素万寿菊种子进行ems诱变处理以后，相比较传统的一些方法将种子进行土培获取得到苗，然后再对苗进行干旱胁迫处理，从而筛选抗旱能力增强的突变体植株来说；本申请直接对ems诱变处理以后的种子进行组织培养且在组织培养过程中一并进行干旱胁迫处理，舍弃了土壤培养以及土壤培养过程中进行干旱胁迫筛选的过程，从而有效解决土壤培养过程中进行干旱胁迫筛选耐旱性植株所需周期长的问题。

16、（2）申请人在研究中发现通过采用浓度为1%的ems溶液对色素万寿菊种子处理12h，经培养后即可获得pod和sod活性均较高的色素万寿菊；而sod和pod的活性则体现出在植物在面对逆境条件下的保护作用，也就是说通过提升pod和sod活性可以增强植物的抗逆性。本申请基于ems诱变处理以后，对种子基于组织培养的方式进行培养，且在培养过程中进行干旱胁迫筛选，从而获取得到抗旱能力增强的突变体植株，上述操作大幅缩短了筛选周期，且筛选过程更加容易控制。

17、（3）利用本申请中的方法进行耐旱突变体筛选，经过多次试验，每次试验中均能获得具有耐旱性能增强的植株，因而极大地缩短了传统耐旱筛选所需的周期。

技术特征：

1.一种基于ems诱变的色素万寿菊雄性不育两用系耐旱突变体筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1中所述的一种基于ems诱变的色素万寿菊雄性不育两用系耐旱突变体筛选方法，其特征在于，所述步骤（1）中在对色素万寿菊种子进行ems诱变处理前，将万寿菊种子用28℃的蒸馏水浸润12 h进行预处理。

3.根据权利要求1中所述的一种基于ems诱变的色素万寿菊雄性不育两用系耐旱突变体筛选方法，其特征在于，所述步骤（1）和步骤（2）之间还包括将诱变种胚进行消毒的操作，具体为：首先使用2%的次氯酸钠溶液震荡消毒15分钟，然后用0.1%的升汞溶液再次震荡消毒10分钟，用以杀灭诱变种胚表面和内部的病原体。

4.根据权利要求3中所述的一种基于ems诱变的色素万寿菊雄性不育两用系耐旱突变体筛选方法，其特征在于，所述步骤（2）中将诱变种胚进行清洗解毒具体为：使用无菌水对诱变种胚进行至少四次冲洗。

5.根据权利要求1中所述的一种基于ems诱变的色素万寿菊雄性不育两用系耐旱突变体筛选方法，其特征在于，所述暗培养的条件为：时间一周、温度为24±2℃、相对湿度维持在65%；所述光培养的条件为：光照强度为2500-3000lx、光照时间每天16小时、相对湿度维持在65%。

技术总结本申请是关于一种基于EMS诱变的色素万寿菊雄性不育两用系耐旱突变体筛选方法，属于植物种子诱变技术领域。该方法，包括以下步骤：（1）将色素万寿菊种子进行EMS诱变处理，得到诱变种胚；（2）将诱变种胚进行清洗解毒，晾干，即得到清洗种胚；（3）将清洗种胚转移到培养基中在无菌条件下顺次进行暗培养和光培养，筛选成活植株；（4）取步骤（3）中筛选出的成活植株的腋芽部分，定植于与步骤（3）相同的培养基和培养环境中再次进行培养，再次筛选后成活的植株即为具有抗旱性能且进一步纯化的突变体植株。该方法有效解决了传统土壤中筛选存在的筛选周期较长的问题，缩短了育种周期。技术研发人员：黄望启,张艺萍,陈秀华,孟超,王继华,许凤,李绅崇,张丽芳,杨秀梅,钱绍方,罗绍丹受保护的技术使用者：云南省农业科学院花卉研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/4