应用诱变法筛选抗草甘膦水稻植株

一５６一　江苏农业科学２００７年第５期　理化诱变筛选抗草甘膦大豆植株　魏松红，纪明山，谷祖敏，王英姿，张杨，祁之秋，王新，何智勇　（沈阳农业大学植物保护学院，辽宁沈阳１１０１６１）　摘要：分别应用紫外线和叠氮化钠对大豆种子进行诱变处理，以不同浓度草甘膦进行抗草甘膦大豆植株筛　选。在４０　ｍ］／Ｌ草甘膦筛选条件下，紫外线照射处理（０．５、１、１．５　ｈ）诱变筛选出１５粒抗草甘膦大豆种子，叠氮化　钠（２．５、５．０、１０．０　ｍｍｏ￣Ｌ）浸泡处理（１、２、３　ｈ）筛选出９粒抗草甘膦种子；紫外线与叠氮化钠复合诱变筛选出１７４　粒抗草甘膦种子。将所筛选出的发芽种子播种，苗期喷施不同浓度草甘膦，最终筛选出对４０　ｍｌ／Ｌ草甘膦具有抗　性的大豆植株。　关键词：抗草甘膦；大豆；理化诱变；筛选　中图分类号：￥５６５．１０３．５２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—１３０２（２００７）０５—００５６～０２　草甘膦是有机磷类非选择性除草剂，具有杀草　谱广、不易产生抗药性、在土壤中易降解、对环境安　全等优点，因而培育抗草膦作物品种成为十分活跃　的研究领域。目前世界上已开发了３０多个抗除草　剂品种，以孟山都和艾格福为代表的公司已成功选　育出一系列抗多种类型除草剂的作物品种ｌＩ　』。现　有抗除草剂作物大多数是转基因品种，而转基因植　物存在生态与食品等方面的潜在安全性问题　。　因此，用常规育种方法选育非转基因抗除草剂作物　品种更具有发展前景。本研究用紫外线和叠氮化钠　对大豆种子进行诱变处理，筛选抗草甘膦大豆植株。　别用含２０、４０、８０　ｍｌ／Ｌ草甘膦的药液催芽，以清水　为对照，３　ｄ后观察发芽情况。　１．２．３　紫外线和叠氮化钠复合诱变将大豆种子　平铺于培养皿中，用紫外线照射０．５、１、１．５　ｈ，用　２．５、５．０　ｍｍｏｌ／Ｌ叠氮化钠浸泡１、２、３　ｈ，将处理循　的大豆种子用清水冲洗净，用含４０　ｍｌ／Ｌ草甘膦的　药液催芽，以清水为对照，３　ｄ后观察发芽情况。　１．２．４大豆苗期草甘膦处理将通过诱变筛选出　来的大豆种子播种，２片复叶期应用２０、４０、６０　ｍｌ／Ｌ　不同浓度草甘膦进行叶面喷药处理，以没有诱变的　大豆植株为对照，３　ｄ后观察大豆苗生长情况。　１材料与方法　２结果与分析　１．１供试材料　供试大豆品种为铁丰２９；供试药剂为４１％草甘　膦水剂（美国孟山都公司北京代理处产品）。　１．２　方法　１．２．１　紫外线诱变将大豆种子平铺于培养皿中，　用紫外线照射０．５、１、１．５、２　ｈ，分别用含２０、４０、１６０　ｍｌ／Ｌ草甘膦的药液浸种催芽，以清水浸种为对照，３　ｄ后观察发芽情况。　１．２．２叠氮化钠诱变将大豆种子平铺于培养皿　中，用２．５、５．０、１０．０　ｍｍｏｌ／Ｌ叠氮化钠浸泡１、２、３　ｈ，将叠氮化钠浸泡过的大豆种子用清水冲洗净，分　收稿日期：２００７—０３—０６　作者简介：魏松红（１９７４一），女，吉林延吉人，博士，副教授，主要从　事农药学研究。Ｔｅｌ：（０２４）８８４９２６７３；Ｅ—ｍａｉｌ：ＳＯｎｇｈｏｎｇｗ１２５＠ＳＯ—　ｈｕ．ｅｏｍｏ　２．１　紫外线诱变筛选抗草甘膦大豆种子　经紫外线诱变处理，２０　ｍｌ／Ｌ草甘膦浸种的大　豆发芽率为１５．８３％～３０．０％，对照１为３７．５％，对　照２为９６．６７％；４０　ｍｌ／Ｌ草甘膦浸种的大豆发芽率为　０～７．５０％，对照１和１６０　ｍｌ／Ｌ草甘膦浸种的大豆发　芽率均为０（表１）。故４０　ｍｌ／Ｌ草甘膦浓度适于筛　选，应用紫外线诱变共筛选出１５粒抗性大豆种子。　２．２　叠氮化钠诱变筛选抗草甘膦大豆种子　２．５、５．０　ｍｍｏｌ／Ｌ叠氮化钠浸泡玉米种子１　ｈ，　分别筛选出４粒和３粒抗草甘膦大豆种子；２．５　ｍｍｏｌ／Ｌ叠氮化钠浸泡２、３　ｈ，分别筛选出１粒抗草　甘膦大豆种子。经叠氮化钠诱变处理，４０　ｍｌ／Ｌ草　甘膦筛选条件下共筛选出９粒抗草甘膦大豆种子。　２．３　紫外线与叠氮化钠复合诱变筛选抗草甘膦大　豆种子　．　经过紫外线与叠氮化钠复合诱变处理，４０　ｍｌ

作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2018, 44(5): 716722 /

ISSN 0496-3490; CN 11-1809/S; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@

本项目由国家重点研发计划项目(2017YFD0100403), 江苏省现代农业重点研发项目(BE2015355), 江苏省农业科学院探索性项目

(ZX(17)2014)和江苏省自然科学基金项目(BK20171326)资助。

This study was supported by the National Key Research and Development Program (2017YFD0100403), the Jiangsu Province Key Research

and Development Program (Modern Agriculture) (BE2015355), the Exploratory Project of the Jiangsu Academy of Agricultural Sciences

(ZX(17)2014), and the Project of Jiangsu Province Natural Science Foundation (BK20171326). * 通信作者(Corresponding author): 杨杰, E-mail: yangjie168@

第一作者联系方式: E-mail: suiyiyixinyisi@

Received(收稿日期): 2017-07-06; Accepted(接受日期): 2018-01-08; Published online(网络出版日期): 2018-01-23.

第４５卷第１１期　生！　科技与开发　农药　Ａｇｒｏｃｈｅｍｉｃａｉｓ　Ｖ０１．４５．ＮＯ．１ｌ　ＮＯ＇ｑ．２ｏｏ６　

应用诱变法筛选抗草甘膦水稻植株　魏松红　，纪明山　，张希科　，孙桂玲　ｆ１．沈阳农业大学植物保护学院，沈阳１　１０１６１；２．沈阳化工研究院，沈阳１　１００２１）　摘要：应用紫外线和叠氮化钠对水稻种子进行诱变，在含有不同浓度草甘膦巾进行种子筛选。在４０ｍＬ／Ｌ草　甘膦筛选条件下，经过紫外线照射不同时间（０．５、１、１．５ｈ），诱变筛选出１６粒水稻种子，经５ｍｍｏｌ／Ｌ叠氮　化钠浸泡不同时间（１、２、３ｈ），筛选出ｌｌ粒种子。将所筛选出的种子苗期进行４０ｍＬ／Ｌ草甘膦筛选，筛选　出４株抗草甘膦的水稻植株。　关键词：抗草甘膦水稻；诱变；筛选　中图分类号：ＴＱ４５０．１　文献标识码：Ａ　文章编号：１　００６・０４１　３（２００６）１　１－０７３５・０２　Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｌｙｐｈｏｓａｔｅ—ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｒｉｃｅ　ｗｉｔｈ　ｍ　ｕｔａｔｉｏｎ　ＷＥＩ　Ｓｏｎｇ—ｈｏｎｇ’。ＪＩ　Ｍｉｎｇ・ｓｈａｎ’。ＺＨＡＮＧ　Ｘｉ－ｋｅ　。ＳＵＮ　Ｇｕｉ—ｌｉｎｇ’　ｆ１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＰｌａｎｔＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ＳｈｅｎｙａｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１６１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈｅｎｙａｎｇＲｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＣｈｅｍｉｃＭ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１１００２１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒｉｃｅ　ｓｅｅｄｓ　ｗｅｒｅ　ｍｕｔａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ　ｒａｙｓ　ｏｒ　ＮａＮ　ａｎｄ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｉｎ　ｇｌｙｐｈｏｓａｔｅ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｃｅｎ￣ａｆｉｏｎ．１６　ｓｅｅｄｓ　ｗｅｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ　ｒａｙｓ（０．５，ｌ，１．５ｈ）ｍｕｔａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌｌ　ｓｅｅｄｓ　ｗｉｔｈ　５ｍｍｏｌ／Ｌ　ＮａＮ　（１，２，　３ｈ）ｍｕｔａｔｉｏｎ　ｉｎ　４０ｍＬ／Ｌ　ｇｌｙｐｈｏｓａｔｅ．Ｔｈｅ　ｓｅｌｅｃｔｅｄ　ｓｅｅｄｓ　ｗｅｒｅ　ｐｌａｎｔｅｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｗｅｒｅ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　４０ｍＬ／Ｌ　ｇｌｙｐｈｏｓａｔｅ，ｔｈｅｎ　ｏｂｔｍｎｅｄ　４　ｇｌｙｐｈｏｓａｔｅ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｒｉｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｇｌｙｐｈｏｓａｔｅ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｒｉｃｅ；ｍｕｔａｔｉｏｎ；ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ　草甘膦（ｇｌｙｐｈｏｓａｔｅ）是世界上销量最大、使用面积最　广的非选择性除草剂，具有杀草谱广，几乎能有效防除　所有一年生与多年生禾本科、双子叶杂草以及灌木，长　期使用杂草也不易产生抗药性，且在土壤中易降解，对　环境安全等优点，因而以草甘膦为目标创制抗性作物品　种成为十分活跃的研究领域。目前世界上已开发了３Ｏ多　个抗除草剂品种，以孟山都和艾格福为代表的农药公司　通过基因＿Ｔ程研究，已成功创制出一系列抗多种类型除　草剂的作物品种，孟山都公司已创制出抗草甘膦玉米、　大豆．棉花、甜菜、水稻等作物【ｌ１。我国选育抗除草　剂作物起步较晚，到目前为止还没有一种在大田广泛推广　种植的抗除草剂作物。现有的抗除草剂作物大多数是转基　因产品，而转基因作物的潜在问题的争论一直未休Ｉ２＿　１。　所以，利用常规育种方法选育非转基因抗除草剂作物更　具有发展前景。作者应用紫外线和叠氮化钠诱变法分别　对水稻生产主栽品种辽粳２９４进行诱变，筛选对草甘膦　有抗性的水稻植株。　１材料与方法　１．１供试材料　供试水稻种子为辽粳２９４水稻种子；供试药剂为４１％　草甘膦水剂（美国孟山都公司北京代理处生产）。　１．２方法　１．２．１紫外线诱变　将水稻种子平铺于培养皿中，用紫外线照射Ｏ．５、１、　１．５ｈ，分别用含ｌ０、４０、２００ｍＬ／Ｌ（制剂用量，下同）草甘　膦的药液催芽，以清水为对照，５ｄ后观察发芽情况。　１．２．２叠氮化钠诱变　将水稻种子平铺于培养皿中，用５ｍｍｏｌ／Ｌ叠氮化钠　浸泡１、２、３ｈ，将叠氮化钠浸泡过的水稻种子用清水　冲洗干净，分别用含１０、４０、２００ｍＬ／Ｌ草甘膦的药液　催芽，以清水为对照，５　ｄ后观察发芽情况。　１．２．３抗草甘膦水稻植株的筛选　将通过诱变法筛选出来的水稻种子播种，３叶期　应用４０、８０ｍＬ／Ｌ不同浓度草甘膦进行叶面喷药处理，　以没有诱变的水稻植株为对照，３ｄ后观察稻苗生长　情况。　２结果与分析　２．１紫外线诱变筛选抗草甘膦水稻种子　经不同时间紫外线诱变（见表１），草甘膦浓度为　１０ｍｌｄＬ的水稻发芽率为８８，Ｏ％一９３，６％，对照１为９１，８％，对　照２为９８，９％；草甘膦浓度为４０ｍＬ／Ｌ的水稻发芽率为　０，９％－１．３％，对照１为０；草甘膦浓度为２００ｍＬ／Ｌ的水　稻发芽率均为Ｏ。因此，４０ｍＬ／Ｌ草甘膦浓度适于筛选，　应用紫外线诱变共筛选出１　６粒水稻种子。　收稿日期：２００６—０１—１０　作者简介：魏松红（１９７４一），女，副教授，研究方向为农药毒理学及植物基因转化。Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｏｎｇｈｏｎｇｗ１２５＠ｓｏｈｕ．ｃｏｒｎ。

水稻抗逆突变体筛选和鉴定方法研究

一、引言

水稻是我国最主要的粮食作物之一，也是世界上最主要的粮食之一。然而，水稻生长过程中面临的各种压力和恶劣环境，如盐碱、干旱、低温等，极大地影响了其生长和发育，从而限制了生产能力和产量。近年来，众多研究表明，水稻抗逆性突变体在抵御各种生物和非生物胁迫方面具有潜在的生物学应用价值，因此对于水稻抗逆突变体的筛选和鉴定方法的研究具有重要的科学意义和应用价值。

二、水稻抗逆突变体的筛选方法

1. 化学诱变法

化学诱变法通常是使用化学物质诱导植物发生基因突变，并在遗传水平上获得新性状。根据现有文献，氨基甲酸（EMS）和亚硝基尿酸（MNU）是常用的水稻化学诱变剂。在诱变过程中，给定浓度的诱变剂通常会直接处理种子、幼苗或嫩叶，以诱导突变。依据化学物质浓度、诱变剂喷雾时间、喷雾频率等，可以筛选出抗逆性不同的突变体。

2. 物理诱变法

物理诱变法以其通过以壳膜等介质传递核酸分子，破坏 DNA ，诱导基因突变的有效性而备受青睐。常见的物理诱变法包括辐射材料和电离辐射诱变等。物理诱变法的结果指的是产生的较高突变频率。

3. 转基因技术

转基因技术是目前最高效、最可靠的水稻抗逆性育性筛选方法。它基于 CRISPR/Cas9 基因编辑技术，已成功产生了复杂基因组型突变体水稻。这种技术的优点是可以精确定位和编辑某些重要基因片段，从而获得更好的抗逆性和其他生物学特性。但是，这种技术需要精确的操作和实验技术，其困难在于难以准确指定目标基因及其突变形式。

三、水稻抗逆突变体的鉴定方法

1. 遗传分析法

遗传分析法是水稻抗逆突变体鉴定中常用的方法之一。遗传学分析方法包括突变显性、相关基因分析、连锁分析以及遗传背景分析等。通过遗传分析，能够确定水稻株系、突变率及突变性状等，在一定程度上指导后续的研究与开发。

2. 生理生化检测法

生理生化检测法可以在分子和化学水平上检测水稻抗逆性突变体的生物学特性。例如，通过测量植株生长参数、色素含量、甘露醇、多酚等物质的含量、电解质渗漏率和活性氧含量等，可以评估突变体的生理和生化变化。这些性状的变化反映了植株根付环境压力的适应性，可以证实突变体对逆境和压力的响应性和适应性特征。