一种糜子EMS突变体库的建立与筛选分析方法技术

本发明专利技术公开了一种糜子EMS突变体库的建立与筛选分析方法，属于农业育种领域，通过对EMS处理伊选大红糜种子最佳浓度的筛选，搭建出糜子EMS诱变的技术平台。从获得的2333个M2代株系种植后发现发现突变株系103个，包括叶色、叶型、株高、育性、穗型、穗色、籽粒颜色，突变频率为4.4％。建立表型丰富的突变体库，可为糜子功能基因组学研究和育种提供丰富的突变体资源和新型种质。

Establishment and Screening Analysis of EMS Mutant Library of Myrtle

The invention discloses a method for establishing and screening EMS mutant library of millet, which belongs to the field of agricultural breeding. Through screening the optimum concentration of the seeds of Iraqi red Myrtle treated by EMS, a technical platform for EMS mutagenesis of millet is established. 103 mutant lines, including leaf color, leaf type, plant height, fertility, panicle type, panicle color and grain color, were found after planting 2333 M2 lines. The mutation frequency was 4.4%. Establishing mutant library with abundant phenotypes can provide abundant mutant resources and New Germplasms for functional genomics research and breeding of myrtle.

【技术实现步骤摘要】
一种糜子EMS突变体库的建立与筛选分析方法
本专利技术属于农业育种领域，涉及糜子突变体库构建，特别是涉及一种针对糜子进行EMS诱导建立突变体库的方法。
技术介绍
糜子(PanicummiliaceumL.)属一年生禾本科黍属，染色体数为2n＝4x＝36的异源四倍体，具有成熟期短、耐旱、耐贫瘠、耐盐碱等特点，是我国北方干旱、半干旱地区人民主要栽培的特色杂粮作物和理想的复种作物。糜子脱壳之后称为黄米，富含人体所需的多种蛋白质、淀粉、脂肪等，营养和保健价值高，可被加工成多种食品，用于防治过敏、肥胖等相关疾病；另外，其茎秆和籽粒又是优质家畜饲草饲料，因此，在满足大众食品消费多元化需求和畜牧业发展中，糜子占有重要地位。突变是生物进化的重要推动力。突变体还可以为基因功能的研究提供材料。随着新技术的不断创新研发，已经发展了许多分析鉴定基因功能的方法，其中最有效最直接的方法是构建饱和的基因突变体库。构建饱和突变体库是进行植物功能基因组学与遗传育种研究的直接而有效的方法之一。化学诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)是一种稳定，高效的化学诱变剂，EMS运用的范围广，它可以处理种子、幼苗、花粉或愈伤组织等不同的组织和器官。EMS诱变产生的突变率高，无需遗传转化，容易形成点突变，且多为显性突变，易于突变体的筛选，不易造成染色体畸变。目前，EMS化学诱变方法已经成功地应用于拟南芥、水稻、小麦、玉米、高粱等植物中，获得了一批有价值的创新种质资源，在改良植物生育期、抗病与抗逆性、结实率、株高等性状方面取得了重大进展。这些突变体的筛选鉴定为今后作物基因组学研究和作物遗传改良提供了丰富的材料基础，具有重要的科学实践意义。构建糜子EMS突变体库之后，可通过生物学性状和农艺性状的鉴定、筛选，得到用于该品种遗传改良的育种材料，同时，为糜子的正向遗传学和功能基因组学分析提供丰富的研究材料。糜子对水分的利用率和其抗旱特性均强于谷子、高粱等其它C4植物，是进行基因组研究的良好材料。然而，国内对糜子基因发掘及功能鉴定起步较晚，目前未见对糜子突变体库的构建、鉴定及其功能基因组的报道。
技术实现思路
为解决上述现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种糜子EMS突变体库的建立与筛选分析方法，建立表型丰富的糜子突变体库，有助于加快发掘糜子诸多优良性状基因进程，并为糜子功能基因组学研究和育种提供丰富的突变体材料。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种糜子EMS突变体库的建立与筛选分析方法，其特征在于：按照以下步骤进行：(1)种子的准备：选取籽粒饱满、均匀一致的伊选大红糜种子，加入伊选大红糜种子两倍体积的蒸馏水，摇匀后放置在冰箱中4℃下浸泡6h～8h后取出，室温放置10min；(2)EMS诱导：在通风橱条件下，在种子中加入1％EMS溶液，室温条件下在振荡器300rpm/min混合振荡10h；取出EMS溶液处理容器，加入与EMS溶液等体积的0.2MNa2S2O3中和，上下颠倒混匀7-10次后，静置15min；用滤网器过滤掉中和过的EMS水溶液，废液倒入通风橱的下水中，将种子加蒸馏水冲洗5次，每次将水用滤网器过滤干净，直到流出的溶液没有泡沫状；将所处理的种子倾倒于滤网中，从通风橱取出放在洗池中，用流水冲洗5min，空中挂置控干水分；(3)诱变种子种植：将步骤(2)中经EMS诱导处理后的种子称为M1代种子，种植M1代种子，行距30cm，株距6cm；全生育期观察记录M1植株损伤及突变情况，10个月收获单株种子，这些种子称为M2代；(4)突变植株相关性状调查：种植步骤(3)获得的突变体库M2代，每株系定苗15-20株，以野生伊选大红糜为对照材料，对M2代的生长变异情况进行仔细的田间观察，从种子萌发后观察不同时期植株的形态特征：幼苗期统计白化苗和黄化苗的比例，拔节期观察植株的发病情况，孕穗抽穗期统计矮化苗的比例和成熟期的长短，并在各个时期观察形态特殊的突变体，详细记载突变特征及类型，统计突变频率，对有明显表型变化的株系进行单株收获；(5)M2代突变频率计算公式：M2代突变频率＝M2代突变株系/M2代群体株系数×100％。优选的，步骤(4)中，所述相关性状为叶片叶绿素含量减少或缺失，株高增高或降低，穗型、穗色、籽粒颜色改变，成熟期提前或推后，育性改变。本专利技术的有益效果：本专利技术方法以伊选大红糜为材料，对EMS处理伊选大红糜种子的最佳浓度进行了系统研究和筛选，首次搭建出糜子EMS诱变的技术平台并获得表型丰富的糜子突变体库。对2333个M2代进行全生育期的观察统计显示，材料突变类型丰富，共发现103个形态性状突变株系，包括叶色、叶型、株高、穗型、穗色、籽粒颜色、育性。本专利技术方法可在短时间内获得表型丰富的糜子突变体库，不但有助于加快发掘糜子中诸多优良性状基因进程，还可为糜子功能基因组学研究和育种提供丰富的突变体材料。矮化和穗型突变体的获得则为尽快解决生产中存在的倒伏和落粒性问题奠定材料基础。附图说明图1为本专利技术伊选大红糜黄化苗和白化苗的形态特征图；图2为本专利技术伊选大红糜发病情况图；图3为本专利技术伊选大红糜早熟突变体图；图4为本专利技术伊选大红糜矮化突变体图；图5为本专利技术伊选大红糜穗型突变体图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例11.供试材料伊选大红糜2.试验设计试验设6个浓度梯度，每个浓度设3个重复，每个重复处理300粒伊选大红糜种子，1个清水对照。3.试验方法(1)选取籽粒饱满、均匀一致的伊选大红糜种子，加入伊选大红糜种子两倍体积的蒸馏水，摇匀后放置在冰箱中4℃浸泡6h；(2)配制浓度分别为0.2％、0.4％、0.6％、0.8％、1.0％、1.2％的EMS溶液；(3)用配制好的EMS溶液分别处理300粒伊选大红糜种子，室温条件下在振荡器上以300rpm/min混合振荡10h；(4)加入与EMS溶液等体积的0.2MNa2S2O3中和，上下颠倒混匀7-10次后，静置15min；(5)用滤网器过滤掉中和过的EMS水溶液，废液倒入通风橱的下水中，将种子加蒸馏水冲洗5次，每次将水用滤网器过滤干净，直到流出的溶液没有泡沫状；将所处理的种子倾倒于滤网(种子网袋)中，从通风橱取出放在洗池中，用流水冲洗5min，空中挂置控干水分；(6)将步骤(5)中经EMS诱导处理后的种子称为M1代种子，种植M1代种子，行距30cm，株距6cm，全生育期观察记录M1植株损伤，如白化苗及黄化苗、出苗及突变情况；10个月收获单株种子，共计2333粒，这些种子称为M2代。4.实验结果统计出苗后统计不同EMS浓度处理后的种子成苗数，并计算成苗率，结果见下表1。表1不同EMS浓度处理对伊选大红糜种子成苗率的影响5.EMS最适处理浓度的确定一般认为半致死剂量(即经过EMS诱变处理后植株存活50％的剂量)为最佳诱变剂量，为引致可遗传变异应该吸收的能量阀值。从表1中可以看出，1.0％的EMS浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种糜子EMS突变体库的建立与筛选分析方法，其特征在于：按照以下步骤进行：(1)种子的准备：选取籽粒饱满、均匀一致的伊选大红糜种子，加入伊选大红糜种子两倍体积的蒸馏水，摇匀后放置在冰箱中4℃下浸泡6h～8h后取出，室温放置10min；(2)EMS诱导：在通风橱条件下，在种子中加入1％EMS溶液，室温条件下在振荡器300rpm/min混合振荡10h；取出EMS溶液处理容器，加入与EMS溶液等体积的0.2M Na2S2O3中和，上下颠倒混匀7‑10次后，静置15min；用滤网器过滤掉中和过的EMS水溶液，废液倒入通风橱的下水中，将种子加蒸馏水冲洗5次，每次将水用滤网器过滤干净，直到流出的溶液没有泡沫状；将所处理的种子倾倒于滤网中，从通风橱取出放在洗池中，用流水冲洗5min，空中挂置控干水分；(3)诱变种子种植：将步骤(2)中经EMS诱导处理后的种子称为M1代种子，种植M1代种子，行距30cm，株距6cm；全生育期观察记录M1植株损伤及突变情况，10个月收获单株种子，这些种子称为M2代；(4)突变植株相关性状调查：种植步骤(3)获得的突变体库M2代，每株系定苗15‑20株，以野生伊选大红糜为对照材料，对M2代的生长变异情况进行仔细的田间观察，从种子萌发后观察不同时期植株的形态特征：幼苗期统计白化苗和黄化苗的比例，拔节期观察植株的发病情况，孕穗抽穗期统计矮化苗的比例和成熟期的长短，并在各个时期观察形态特殊的突变体，详细记载突变特征及类型，统计突变频率，对有明显表型变化的株系进行单株收获；(5)M2代突变频率计算公式：M2代突变频率＝M2代突变株系/M2代群体株系数×100％。...

【技术特征摘要】
1.一种糜子EMS突变体库的建立与筛选分析方法，其特征在于：按照以下步骤进行：(1)种子的准备：选取籽粒饱满、均匀一致的伊选大红糜种子，加入伊选大红糜种子两倍体积的蒸馏水，摇匀后放置在冰箱中4℃下浸泡6h～8h后取出，室温放置10min；(2)EMS诱导：在通风橱条件下，在种子中加入1％EMS溶液，室温条件下在振荡器300rpm/min混合振荡10h；取出EMS溶液处理容器，加入与EMS溶液等体积的0.2MNa2S2O3中和，上下颠倒混匀7-10次后，静置15min；用滤网器过滤掉中和过的EMS水溶液，废液倒入通风橱的下水中，将种子加蒸馏水冲洗5次，每次将水用滤网器过滤干净，直到流出的溶液没有泡沫状；将所处理的种子倾倒于滤网中，从通风橱取出放在洗池中，用流水冲洗5min，空中挂置控干水分；(3)诱变种子种植：将步骤(2)中经EMS诱导处理后的种子称为M1代种子，种植M1代种子，行距30c...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彬，王俊杰，王喆，陈利青，韩渊怀，李红英，禾璐，连卜颍，雷梦林，任元，
申请(专利权)人：山西农业大学，
类型：发明
国别省市：山西,14