摘要：為探索染色體加倍對芝麻染色體核型和生物學(xué)特征的影響，本研究對通過EMS誘變創(chuàng)制獲得的97個染色體加倍突變體開展流式細(xì)胞儀倍性鑒定、染色體組驗(yàn)證、核型特征分析，并選取其中1份種質(zhì)（M1-O1）與其二倍體（豫芝11號）進(jìn)行生物學(xué)性狀比較分析。染色體觀察結(jié)果顯示，與二倍體相比，四倍體突變體的染色體數(shù)目由26條增加至52條；染色體組型為3B，對稱性較二倍體降低。生物學(xué)性狀比較顯示，四倍體突變體較二倍體花期延長11 d，生育期延長15 d，株高增加31.20 cm，莖粗增加0.63 cm，花冠長和寬分別增加0.28 cm和0.44 cm，蒴果寬和厚分別增加0.25 cm和0.39 cm，而單蒴粒數(shù)僅為10粒，較二倍體降低86.11％，結(jié)實(shí)率極差，且單株產(chǎn)量顯著降低，降幅達(dá)83.82％。四倍體突變體籽粒油脂含量降低至37.54％，較二倍體下降14.85個百分點(diǎn)，而蛋白質(zhì)含量為23.53％，較二倍體增加2 63個百分點(diǎn)；油酸含量提高12.43個百分點(diǎn)，亞油酸含量則下降11.24個百分點(diǎn)，油酸和亞油酸比值由0.88提高到1.54。本研究結(jié)果可為芝麻重要性狀遺傳研究及四倍體種質(zhì)利用提供重要信息和理論支持。

關(guān)鍵詞：芝麻；EMS誘變；四倍體突變體；染色體核型；生物學(xué)性狀

中圖分類號：S565.3 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2024）09-0034-09

芝麻（SesarrLum， indicum L，2n=26）屬胡麻科胡麻屬，是我國重要的優(yōu)質(zhì)油料作物和特色農(nóng)產(chǎn)品。芝麻籽粒富含脂肪和蛋白質(zhì)，并含有大量的粗纖維、礦物質(zhì)和多種維生素及抗氧化物質(zhì)木酚素，具有抗氧化、延緩衰老、降低膽固醇等保健作用。栽培種芝麻為二倍體，抗病耐漬性相對較差。為提高芝麻品種的抗病抗逆性，前人曾通過人工誘變和染色體加倍獲得四倍體芝麻，并將之作為橋梁材料用于芝麻遠(yuǎn)緣雜交育種和優(yōu)異新種質(zhì)創(chuàng)制。因此，開展芝麻染色體加倍突變體和多倍體育種研究具有重要意義。

1940年，Richhariah和Persai首次利用秋水仙素水溶液處理芝麻種子，成功誘導(dǎo)出多倍體植株。國內(nèi)外學(xué)者陸續(xù)創(chuàng)制獲得大量四倍體栽培種芝麻突變體，并進(jìn)行了形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)研究。與二倍體植株相比，染色體加倍后植株?duì)I養(yǎng)體較大，開花晚，成熟遲，分枝能力下降，結(jié)實(shí)性差，千粒重增加。為揭示芝麻四倍體染色體核型和生物學(xué)性狀特征，加快芝麻四倍體的研究與利用，本研究對通過EMS誘變創(chuàng)制獲得的97個四倍體突變體進(jìn)行染色體組及形態(tài)特征和生育進(jìn)程比較分析，明確芝麻四倍體突變體的生物學(xué)性狀特性，以期為芝麻重要性狀遺傳研究和四倍體利用提供理論和數(shù)據(jù)支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)以我國主要育成芝麻品種豫芝11號（2n=2x=26）為對照，以從EMS誘變豫芝11號的M1代中篩選出的97個四倍體突變體為材料。所有材料均保存在河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院芝麻研究中心芝麻種質(zhì)資源庫。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1四倍體突變體流式細(xì)胞儀倍性檢測 從豫芝11號EMS誘變的M1代中，通過表型觀察選出102份疑似四倍體突變體。參考李春蘭、汪艷等的方法，各待測樣本分別取0.5 g幼嫩葉片放于2 mL離心管中，加入細(xì)胞裂解液1 mL，玻璃棒快速搗碎。用300目濾網(wǎng)過濾到2 mL離心管中，800 r/min離心5 min，棄上清后加入1 mL細(xì)胞裂解液，使沉淀充分懸浮，加入碘化丙錠染色液100 uL混勻，黑暗下染色10 min，用美國BDFACS Calibur流式細(xì)胞儀檢測并繪圖。

1.2.2四倍體突變體染色體倍性觀察 對通過流式細(xì)胞技術(shù)確定為染色體加倍突變體的97個單株（M1-01～M1-97）分別取少許飽滿種子，萌發(fā)后進(jìn)行根尖染色體鑒定。染色體制備參考趙瑞紅、劉棟等的方法。切取約4-5 mm根尖組織（含分生區(qū)部位），制作染色體涂片，晾干用于染色體觀察。

1.2.3四倍體突變體核型分析 用德國徠卡熒光顯微鏡DM2500（10×和40x）觀察染色體。挑取30個染色體中期形態(tài)清晰且分散較好的染色體組，用德國徠卡DM6000B生物顯微鏡100x油鏡下拍照。選取質(zhì)量較好的20組染色體照片，用染色體分析系統(tǒng)CW4000（德國）測定供試材料的染色體短臂、長臂及總長等參數(shù)。參照李懋學(xué)等的方法計算臂比值、核型公式、染色體相對組成、核型不對稱系數(shù)（長臂總長與全組染色體總長的比值）、相對長度系數(shù)（染色體長度與全組染色體平均長度的比值）等核型參數(shù)。