孔德培，屈凌波，張雪妍，劉記，王鵬，李付廣*

（1.河南工業(yè)大學(xué)/生物工程學(xué)院，鄭州450001；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/棉花生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南安陽(yáng)455000）

亞洲棉EMS誘變條件優(yōu)化與突變體篩選

孔德培1,2，屈凌波1，張雪妍2，劉記2，王鵬2，李付廣2*

（1.河南工業(yè)大學(xué)/生物工程學(xué)院，鄭州450001；2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所/棉花生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南安陽(yáng)455000）

【目的】明確適于亞洲棉誘變的甲基磺酸乙酯（EMS）最佳濃度和處理時(shí)間，創(chuàng)制優(yōu)異亞洲棉突變體。【方法】用體積分?jǐn)?shù)0.4%～1.5%EMS溶液浸泡處理亞洲棉石系亞1號(hào)種子4～8 h，分析不同時(shí)間、不同濃度的EMS溶液處理對(duì)石系亞1號(hào)種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的影響，并對(duì)M1、M2代突變株的形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行了初步鑒定?！窘Y(jié)果】0.6%EMS溶液處理8 h，石系亞1號(hào)種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)分別為51%、18.84，誘變效果最佳。以該參數(shù)大規(guī)模誘變處理約23 000粒石系亞1號(hào)種子，共篩選獲得M1代變異材料5559株，突變頻率為48.37%；M2代變異材料825份，突變頻率為14.17%，其中葉型、株型的突變頻率最高，分別為8.0%，5.9%；M3代變異株系57個(gè)，變異性狀遺傳頻率為31.30%，M3代新增突變頻率為18.26%?！窘Y(jié)論】本研究建立了亞洲棉種子EMS誘變體系，構(gòu)建了亞洲棉石系亞1號(hào)M2突變?nèi)后w，獲得了36份可穩(wěn)定遺傳的突變體株系，為棉花功能基因組研究奠定了材料基礎(chǔ)。

甲基磺酸乙酯；亞洲棉；突變體庫(kù)；變異性狀；石系亞1號(hào)

棉花是世界上最重要的經(jīng)濟(jì)作物之一，棉花產(chǎn)業(yè)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。2015年，我國(guó)植棉面積287.3萬(wàn)hm2，約占世界總面積的12.9%；平均總產(chǎn)量648萬(wàn)t，占世界總產(chǎn)的24.8%，在世界棉花生產(chǎn)和國(guó)際貿(mào)易中占有重要地位[1]。但植棉機(jī)械化程度低，棉花品種抗病、抗逆性差，纖維品質(zhì)差等因素一直制約著我國(guó)棉花生產(chǎn)發(fā)展。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的迅速發(fā)展，利用分子育種、全基因組設(shè)計(jì)改良棉花農(nóng)藝、經(jīng)濟(jì)性狀，已成為解決上述問(wèn)題的重要手段。隨著雷蒙德氏棉（Gossypium raimondii）、亞洲棉（Gossypium arboreum）及陸地棉（Gossypium hirsutum）全基因組測(cè)序工作的完成，棉花遺傳學(xué)研究進(jìn)入功能基因組時(shí)代[2-4]。

突變體是功能基因組學(xué)研究的重要材料[5]。擬南芥（Arabidopsis thaliana）[6-7]、水稻（Oryza sativa）[8-9]等模式植物的功能基因組研究證明，突變體庫(kù)的建立在基因組的研究、功能基因的挖掘方面具有重要作用。小麥（Triticum aestivum）[10]、玉米 （Zea mays）[11]、大豆 （Glycine max）[12]、 煙草（Nicotiana tabacum）[13]、 蕃茄 （Solanum lycopersicum）[14]等糧食經(jīng)濟(jì)作物突變體庫(kù)的建立，加快了其基因功能的解析及遺傳育種進(jìn)程。

采用物理[15-16]、化學(xué)[5-14]、分子生物學(xué)[17-18]等誘變方法構(gòu)建基因飽和突變體庫(kù)，進(jìn)而通過(guò)突變體分析鑒定基因功能，是研究基因功能最直接、最有效的方法。甲基磺酸乙酯 （Ethyl methanesulfonate，EMS）是植物誘變中最常用的高效化學(xué)誘變劑之一，它主要使鳥(niǎo)嘌呤烷基化，從而與胸腺嘧啶錯(cuò)配（C/G→A/T），誘發(fā)高密度的點(diǎn)突變，在株型（如矮化）、葉型（如葉片大小、葉色等）、花器（花瓣顏色、苞葉顏色、花器大小等）、育性及抗逆性等性狀產(chǎn)生變異，生物學(xué)上廣泛運(yùn)用EMS誘變來(lái)創(chuàng)建突變體庫(kù)和誘變育種[5-14]。McCallum等[5]將EMS誘變與高效液相檢測(cè)技術(shù)結(jié)合形成了點(diǎn)突變高效自動(dòng)化篩選方法TILLING技術(shù)。Abe等[8]利用EMS誘變構(gòu)建了一個(gè)日本水稻品種的突變體庫(kù)，通過(guò)對(duì)突變體與野生型雜交F2群體測(cè)序與SNP多態(tài)性分析繪制了其基因突變圖譜，并定位挖掘了一個(gè)調(diào)控水稻葉色及株高性狀的關(guān)鍵基因OsCAO1，為突變體篩選鑒定及遺傳改良農(nóng)作物性狀開(kāi)辟了新的途徑。Parry等[19]利用EMS誘導(dǎo)創(chuàng)制了普通小麥的突變體庫(kù)，篩選出106個(gè)突變體，并定位到淀粉品質(zhì)相關(guān)的基因Wx-A1和株高相關(guān)基因GA20ox1A。Uchida等[20]利用全基因組測(cè)序?qū)MS誘變的擬南芥群體進(jìn)行了分析。高速發(fā)展的新一代測(cè)序技術(shù)將廣泛應(yīng)用于突變體庫(kù)的篩選與分析，這將為功能基因組學(xué)研究的飛速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。Eduardo等[21]對(duì)4個(gè)擬南芥anu缺失突變體進(jìn)行全基因組重測(cè)序，挖掘到SECA2、TOC33、NAP14和 CLPR1這 4 個(gè)調(diào)控葉片形狀與葉色的關(guān)鍵基因。

雖然棉花遺傳學(xué)研究進(jìn)入功能基因組時(shí)代，但仍處于初級(jí)階段，目前僅在陸地棉中見(jiàn)到突變體的誘導(dǎo)[22-23]，且主要用于誘變育種。亞洲棉是古老的二倍體（AA，2n=26）栽培棉種，在世界棉花基因庫(kù)中占有極其重要的位置，具有早熟、適應(yīng)性廣、抗逆等優(yōu)良特性，有很高的研究與應(yīng)用價(jià)值，是功能基因組研究的經(jīng)典遺傳資源材料[24]，但目前國(guó)際上尚未見(jiàn)報(bào)道創(chuàng)建亞洲棉突變體庫(kù)。因此，本研究以亞洲棉石系亞1號(hào)種子為材料，建立了亞洲棉EMS誘變體系，構(gòu)建突變體庫(kù)，并對(duì)突變體的形態(tài)性狀進(jìn)行了初步鑒定，為深入研究棉花功能基因組、挖掘抗逆性狀調(diào)控相關(guān)功能基因等提供基礎(chǔ)材料。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)用亞洲棉石系亞1號(hào)種子，為亞洲棉基因組測(cè)序用的高代（18代自交）自交純合株系[3]，由國(guó)家棉花種質(zhì)中期庫(kù)杜雄明研究員提供。種子經(jīng)濃硫酸脫絨，蒸餾水沖洗干凈后晾干，精選后備用。試驗(yàn)于2015年5月—2016年11月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所試驗(yàn)地（河南安陽(yáng)）、南繁基地（海南三亞）進(jìn)行。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 EMS誘變參數(shù)優(yōu)化。種子于28℃下磷酸緩沖液（100 mmol·L－1，pH 7.0）預(yù)浸 12 h。 隨后用磷酸緩沖液配置體積分?jǐn)?shù)分別為0%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.5%的 EMS溶液 （因素 A1—A6），28 ℃黑暗條件下分別處理 4 h、8 h（因素 B1、B2），期間翻轉(zhuǎn)輕搖。處理后用蒸餾水沖洗3次，每次30 min，以去除殘留的EMS。每個(gè)濃度4次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)處理100粒種子。種子直接種在砂床發(fā)芽盒中，置于恒溫培養(yǎng)箱中（28℃，光照12 h/黑暗12 h）培養(yǎng)12 d，每天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽種子數(shù)。

1.2.2 EMS規(guī)模誘變與M1代種植與觀察。為構(gòu)建亞洲棉突變體庫(kù)，2015年8月共處理石系亞1號(hào)種子約23 000粒。種子用0.6%（V/V）的EMS溶液室溫（28℃）黑暗條件下處理8 h后，播種于中棉所南繁基地試驗(yàn)田。試驗(yàn)采取間比法排列，每12行設(shè)置對(duì)照1行 （磷酸緩沖溶液處理的石系亞1號(hào)種子，即野生型）。田間栽培模式為：起壟覆膜、膜上打孔，膜寬0.9 m，一膜兩行，膜間距0.7 m，株距0.2 m。人工點(diǎn)播（每穴2粒）后，拉噴帶滴水1 h。常規(guī)田間管理，花蕾期進(jìn)行自交。分別在子葉期、苗期、現(xiàn)蕾期、花期、鈴期及吐絮期調(diào)查植株田間性狀變異情況。吐絮后，按單株收獲M1代種子。

1.2.3 M2、M3代植株變異性狀鑒定。2016年 4月，從M1代種子中挑選形態(tài)變異和無(wú)形態(tài)變異共5920份按單株單行條播種植于中棉所試驗(yàn)田試驗(yàn)田，行長(zhǎng)5 m、行距0.8 m，每15行設(shè)置1行對(duì)照。2016年10月從M2代株系中挑選形態(tài)變異材料共計(jì)115份，按株系進(jìn)行單行點(diǎn)播種植于中棉所南繁基地試驗(yàn)田，行長(zhǎng)5 m，覆膜噴灌，膜寬0.9 m、一膜兩行、膜間距0.7 m、株距0.2 m，每21行設(shè)置1行對(duì)照。全生育期調(diào)查記錄變異表型、變異株數(shù)量及比例，并對(duì)各突變表型進(jìn)行拍照?；ɡ倨谶M(jìn)行自交，分離的株系進(jìn)行變異株單株收獲、非變異單株株行混收。

1.3 田間農(nóng)藝性狀指標(biāo)調(diào)查

調(diào)查時(shí)期及性狀包括：（1）子葉期：子葉顏色；（2）苗期：葉色、葉形、株高、莖稈顏色；（3）蕾期：葉色、葉形、苞葉顏色、苞葉數(shù)、莖稈顏色；（4）花期：葉色、葉形、花瓣顏色；（5）鈴期：葉色、葉形、苞葉顏色、鈴型、棉鈴顏色；（6）吐絮期：棉纖維顏色、棉纖維長(zhǎng)度。

1.4 亞州棉EMS誘變后代變異性狀可遺傳概率計(jì)算

EMS誘變農(nóng)藝性狀可遺傳突變率[25]=成株率×（M1代突變頻率×M1代變異性狀可遺傳比例+M2代突變頻率）×M2代變異性狀可遺傳比例。

1.5 數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010進(jìn)行均值和標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算及制圖，SAS 9.1軟件進(jìn)行方差分析(ANOVA)與多重比較數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞洲棉EMS誘變參數(shù)的確定

對(duì)EMS誘變石系亞1號(hào)種子發(fā)芽試驗(yàn)中EMS濃度和處理時(shí)間進(jìn)行二因素多水平試驗(yàn)設(shè)計(jì)，計(jì)算種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)。結(jié)果顯示，EMS對(duì)石系亞1號(hào)棉花種子的萌發(fā)有抑制作用，隨著EMS濃度的增大、處理時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)和活力的抑制作用越顯著、甚至致死。石系亞1號(hào)種子EMS誘變的最佳參數(shù)為：0.6%EMS溶液，28℃下黑暗處理8 h，此時(shí)種子的發(fā)芽勢(shì)為48%、發(fā)芽指數(shù)為18.84、發(fā)芽率為51%。

2.1.1 EMS對(duì)種子萌發(fā)過(guò)程的影響。不同濃度的EMS處理后，種子活力降低，萌發(fā)延緩，抑制效應(yīng)隨劑量的增大而增大，各處理間差異顯著 （P＜0.05）；隨EMS處理時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)芽率顯著降低（P＜0.05）。

發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果顯示（表1）：當(dāng)處理時(shí)間為B2時(shí)，種子萌發(fā)受抑制程度隨著EMS劑量提高而逐漸增大；當(dāng)EMS濃度提升至A6水平以上時(shí)，種子活力、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽率均接近為零，種子萌發(fā)抑制效應(yīng)顯著 （P＜0.05）。當(dāng)EMS濃度為A3時(shí)，種子萌發(fā)受抑制程度隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。其中處理時(shí)間水平由B1到B2時(shí)，發(fā)芽勢(shì)為由83%降至48%，發(fā)芽指數(shù)由47.19降至18.84，發(fā)芽率由84%降至51%，差異顯著（P＜0.05）。

2.1.2 亞洲棉EMS最佳誘變參數(shù)。EMS濃度和處理時(shí)長(zhǎng)均顯著影響亞洲棉種子的萌發(fā)，二者間的交互作用對(duì)誘變處理的影響效應(yīng)顯著。結(jié)果表明，A4B1、A2B2和A3B2處理，可作為亞洲棉種子EMS處理的適宜條件。鑒于通常使用對(duì)材料造成半致死效應(yīng)的參數(shù)作為誘變的最佳參數(shù)[16]，本試驗(yàn)選擇了A3B2處理，作為EMS最佳誘變參數(shù)用于后續(xù)的亞洲棉種子EMS突變體庫(kù)構(gòu)建。

2.2 亞洲棉種子EMS誘變M1代農(nóng)藝性狀鑒定

2015年8月，采用A3B2處理，對(duì)約23 000粒石系亞1號(hào)種子進(jìn)行EMS處理，播種后獲得11 493棵M1代單株，成株率49.97%。分別在子葉期、苗期、蕾期、花期、鈴期及吐絮期，對(duì)誘變?nèi)后w的農(nóng)藝性狀進(jìn)行調(diào)查，篩選表型變異株。M1代植株表型豐富多樣，但多表現(xiàn)為畸形生長(zhǎng)（圖1），M1代突變頻率為48.37%，其中主要為株型變異，占成苗株數(shù)的41.66%；其次是葉型變異，突變株頻率為6.24%（表2）。3354株M1代幼苗表現(xiàn)生長(zhǎng)抑制，占成苗株數(shù)的29.18%，占株型變異株數(shù)的70.05%。兩個(gè)及以上性狀變異的株數(shù)為435，突變頻率為3.78%。由于EMS的毒害作用，大部分突變植株未能開(kāi)花結(jié)鈴，最終收獲突變單株359份。

2.3 亞洲棉種子EMS誘變M2代農(nóng)藝性狀鑒定

2016年4月，從M1代單株種子中挑選359個(gè)變異單株和5561個(gè)表型正常的單株的種子共計(jì)5920份，按株行種植于中棉所試驗(yàn)田，全生育期進(jìn)行農(nóng)藝性狀鑒定。結(jié)果顯示（表2）：M1代變異性狀可遺傳比例為10.31%，主要為株型中的成熟莖稈紫化（M2株型變異材料中15株（4.18%），同時(shí)表現(xiàn)出花瓣及苞葉顏色紫化現(xiàn)象）；M2代新出現(xiàn)變異株數(shù)為788；變異類(lèi)型主要還是葉型，如葉色黃化（突變頻率6.46%）、葉色白化（突變頻率1.03%）、葉片皺縮（突變頻率0.45%）等；其次是矮化、無(wú)莖尖等。

表1 EMS不同濃度和處理時(shí)間對(duì)亞洲棉種子萌發(fā)的影響Table 1 Effects of different concentrations of EMS and treat duration on seed germinationin Shixiya 1

2.4 亞洲棉穩(wěn)定遺傳突變體的獲得

為了篩選穩(wěn)定遺傳的突變體，從M2變異株系中挑選115份表型明顯的材料，種于海南三亞，全生育期系統(tǒng)調(diào)查其后代M3代性狀。結(jié)果顯示，36份突變體表型與M2代表型一致。其中，葉色突變體24個(gè)，包括葉片黃斑化、葉片白化、葉片黃化3類(lèi)（圖2 B-D）；株型突變體2個(gè)，包括在亞洲棉中發(fā)現(xiàn)零式果枝突變體1個(gè) （圖2 F）；矮化突變體1個(gè)（圖2 G）；葉形突變體2個(gè)，分別為葉片皺縮和葉片卷曲；其他類(lèi)型突變體8個(gè)，包括黃色棉鈴（圖2 E）、紫色莖稈和苞葉（圖 2 J）等。另外，這36個(gè)突變體收獲后，于2017年4月種于安陽(yáng)，M4代表型與M3代表型完全一致 （數(shù)據(jù)未發(fā)表），表明這些變異可穩(wěn)定遺傳，是本次誘變獲得的新型突變體。

2.5 亞洲棉突變體變異性狀的可遺傳概率分析

根據(jù)EMS誘變成株率49.97%、M1代突變頻率48.37%、M1代突變株變異性狀可遺傳比例10.31%、M2代突變頻率14.17%及M2代突變株變異性狀可遺傳比例31.30%計(jì)算確定，在A3B2誘變處理?xiàng)l件下，亞洲棉石系亞1號(hào)種子后代發(fā)生可遺傳突變率為3.00%。從理論上講，每處理10 000粒種子，可獲得300份穩(wěn)定遺傳的突變體材料，這為后續(xù)棉花功能基因組的研究提供了支撐。

圖1 M1代典型突變體表型Fig.1 Representative mutant in M1plants

3 討論

種質(zhì)資源是作物育種和研究功能基因的重要基礎(chǔ)。人工誘變可以創(chuàng)制出具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、矮化、早熟、抗逆等優(yōu)異農(nóng)藝性狀的新型種質(zhì)資源，豐富育種與遺傳研究的基礎(chǔ)材料。在諸多的誘變技術(shù)體系中，EMS誘變技術(shù)是發(fā)展最成熟、應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一。

本研究以亞洲棉石系亞1號(hào)為試驗(yàn)材料，探索了EMS誘變劑對(duì)亞洲棉種子萌發(fā)及植株形態(tài)的影響。通過(guò)誘變參數(shù)優(yōu)化、形態(tài)學(xué)鑒定及數(shù)據(jù)分析，初步建立了亞洲棉種子EMS誘變技術(shù)體系，并構(gòu)建了亞洲棉石系亞1號(hào)EMS突變?nèi)后w。0.6%EMS處理8 h，石系亞1號(hào)種子突變頻率高達(dá)48.37%，可遺傳突變率為3.00%，說(shuō)明亞洲棉是較適合采用EMS誘變創(chuàng)制突變體庫(kù)的作物。本研究初步獲得了825份M2代突變體材料、36份可穩(wěn)定遺傳的M3代突變體材料，包含株型、葉型、花器、旱敏感等多種突變類(lèi)型，是今后棉花功能基因組研究的寶貴材料。

薛守旺等[26]指出，高濃度的EMS溶液造成植物損傷和不育，處理后的種子在發(fā)芽時(shí)生長(zhǎng)停滯或死亡。EMS誘變時(shí)，劑量和處理時(shí)間不同，誘變效果不同。劑量越大、處理時(shí)間越長(zhǎng)，致死率越高，突變?nèi)后w就會(huì)太少；劑量過(guò)低、處理時(shí)間過(guò)短，則變異不明顯，篩選效率太低。因此，根據(jù)不同的試驗(yàn)條件，選擇最優(yōu)的誘變劑濃度和處理時(shí)間組合極為重要。此外，不同作物對(duì)EMS的敏感程度不同，EMS誘變的頻率也差異極大。葉俊等[9]利用0.4%EMS處理水稻種子8 h，創(chuàng)建了水稻“9311”突變體庫(kù)，突變頻率為5.62%。徐艷花等[27]利用0.8%EMS誘變處理普通小麥豫農(nóng)201種子12 h，突變頻率達(dá)11.44%。Herring等[22]利用3%的EMS處理陸地棉種子2 h，篩選獲得了纖維發(fā)育相關(guān)突變體材料。而穆國(guó)俊等[23]利用0.5%EMS處理陸地棉冀棉20種子4 h，篩選獲得了纖維改良突變體材料。本研究在前人研究基礎(chǔ)上，采用A3B2處理誘變亞洲棉種子，此時(shí)的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)分別為51%、18.84，可獲得3.0%的穩(wěn)定遺傳突變體，是石系亞1號(hào)的最佳誘變參數(shù)。

與其他作物EMS誘變結(jié)果相似，石系亞1號(hào)M1代的形態(tài)變異中，株型和葉型突變頻率最高，達(dá)41.66%和6.24%。大部分株型矮化變異是由于EMS毒性損傷引起，最后只收獲到71份株型矮化和1份旺盛生長(zhǎng)的M1變異材料。下一代種于安陽(yáng)后，只有10份材料的矮化性狀在M2代中可遺傳但有分離，M2代中新增320份植株矮化突變體；旺盛生長(zhǎng)的單株后代生長(zhǎng)依舊旺盛。由于EMS引起的變異多為隱性突變，且M1代容易形成嵌合體，不能穩(wěn)定遺傳[7,14]，因此在M2代篩選尤為重要。此外，亞洲棉屬于二倍體，突變體在M2代即可純合，大大縮短了獲得穩(wěn)定突變體的年限。經(jīng)過(guò)3代篩選，本次誘變共獲得穩(wěn)定遺傳突變體36份，其中葉色、葉型變異最多，占67%。目前，棉花零式果枝突變體僅在四倍體棉屬中報(bào)道[28]，本次誘變得到的亞洲棉零式果枝突變體是首次在二倍體棉屬中發(fā)現(xiàn)，進(jìn)一步豐富了棉花種質(zhì)資源庫(kù)，是棉花果枝發(fā)育機(jī)理研究的重要材料。更為重要的是，EMS誘變機(jī)理明確[20]，結(jié)合二代測(cè)序技術(shù)容易明確突變位點(diǎn)[7-8,29]，對(duì)于進(jìn)一步定位和克隆相關(guān)基因以及棉花功能基因組研究具有重要意義。

表2 亞洲棉EMS誘變變異類(lèi)型及頻率Table 2 Phenotype and frequency of EMS mutants of Shixiya 1

圖2 部分EMS突變體表型Fig.2 New mutants from Shixiya 1 by EMS mutagenesis

受研究時(shí)間、工作量等因素限制，本研究?jī)H分析鑒定了部分可見(jiàn)表型的突變體，下一步將針對(duì)產(chǎn)量（單株結(jié)鈴性、鈴重、籽指、衣分等）、品質(zhì)（纖維品質(zhì)、棉籽含油量、蛋白質(zhì)含量等）、抗逆（鹽堿、高溫、耐漬等）及抗?。藁S萎病和枯萎?。┑戎匾誀钸M(jìn)行鑒定及變異率分析，進(jìn)一步豐富棉花種植資源庫(kù)。

4 結(jié)論

本研究通過(guò)參數(shù)優(yōu)化建立了亞洲棉種子EMS誘變體系，構(gòu)建了亞洲棉石系亞1號(hào)M2突變?nèi)后w，篩選獲得了36份可穩(wěn)定遺傳的突變體株系，不僅豐富了棉花種質(zhì)資源，也為棉花功能基因組研究提供了寶貴材料。

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美國(guó)得州理工大學(xué)Eric Hequet教授受聘本刊編委

7月7日，應(yīng)中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所所長(zhǎng)、本社總編李付廣研究員的邀請(qǐng)，美國(guó)得州理工大學(xué)（Texas Tech University）Eric Hequet教授、張紅教授造訪中棉所。應(yīng)李付廣總編的邀請(qǐng)，Eric Hequet教授欣然同意擔(dān)任本刊編委。Eric Hequet教授及張紅教授還專(zhuān)門(mén)與本社工作人員就期刊發(fā)展、國(guó)際化建設(shè)等方面進(jìn)行了交流。

李付廣總編為Eric Hequet教授（右）頒發(fā)聘書(shū)

Eric Hequet教授（左三）、張紅教授（左二）與本社人員交流

中國(guó)棉花雜志社2017年7月10日

Optimization of EMS Mutagenesis Condition and Screening of Mutants inGossypium arboretumL.

Kong Depei1,2,Qu Lingbo1,Zhang Xueyan2,Liu Ji2,Wang Peng2,Li Fuguang2*
(1.Henan University of Technology,Zhengzhou450001,China;2.State Key Laboratory of Cotton Biology,Institute of Cotton Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences,Anyang,Henan455000,China)

[Objective]This research aimed to clarify the optimization of EMS concentration and treat duration on mutation of Gossypium arboretumL.and create excellent mutants library.[Method]Seeds ofGossypium arboreumline Shixiya1 were immersed in EMS solutions with volume fraction ranging from 0.4%to 1.5%by 4-8 h.Then,the seed germination index and seedling growth were analyzed and the morphological character of M1,M2,and M3generation were identified.[Result]The treatment with 0.6%EMS for 8 h was appropriate for Shixiya 1 mutagenesis.Under this treatment conditions,the seed germination index and the germination rate were 18.84 and 51%,respectively.To obtain abundant mutants,approximated 23 000 seeds of Shixiya 1were treated with 0.6%EMS for 8 h.5559 mutants were screened out from M1generation,825 and 57 from M2and M3,respectively.The mutation frequency of Shixiya 1 was 48.37%.The mutation frequency of leaf type variants,plant type variants were the highest in M2,which were 8.0%and 5.9%,respectively．The inheritable frequency of mutant characters from M2generation to M3generation was 31.30%,and the mutant frequency of M3generation was 18.26%.[Conclusion]This study have established the EMS mutagenesis system ofGossypium arboreumline Shixiya 1,and created 36 steadily inherited mutants.The mutant library we constructed will be a very useful genetic resource for functional genomics and genetic improvement in cotton．

ethyl methanesulfonate;Gossypium arboretumL.;mutant library;variation character;Shixiya 1

S562.035.2

A

1002-7807(2017)04-0336-09

10.11963/1002-7807.kdplfg.20170703

2017-03-29 第一作者簡(jiǎn)介：孔德培（1987―），男，碩士研究生，助理研究員，kongdepei1987@163.com。*通信作者：aylifug@163.com

中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)（1610162016011）；國(guó)家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金（U1303282）