EMS诱变头花蓼（Polygonum capitatum Buch.-Ham.ex D. Don.）的初步研究

【摘要】头花蓼(PolygonumcapitatumBuch.-Ham.exD.Don.)属蓼科蓼属头状蓼组,为多年生草本植物,头花蓼作为一种地被植物,具有覆盖能力强,覆盖面积广等特点,同时有研究表明,头花蓼对铜、铅、镉等重金属有较强的吸收和累积能力,是一种重金属富集植物,可用于修复矿区污染土壤。头花蓼作为贵州苗族用药,民间常用于治疗泌尿系统感染、血尿、膀胱炎、风湿痛、腹泻、痢疾等病症,有较高的药用经济价值。甲基磺酸乙酯(Ethylmethanesulfonate,EMS)是一种稳定高效的化学诱变剂,EMS的诱变效应可用两高一广来评价,即：效率高,频率高,范围广,同时EMS的使用成本低、使用方便、诱变作用专一性强,因此EMS诱变技术在植物育种中被广泛应用。但EMS在头花蓼上的应用还未曾见过报道,本试验以头花蓼成熟种子为材料,用不同浓度(0、0.2%、0.4%、0.6%和0.8%)的化学诱变剂甲基磺酸乙酯和不同浸种时间(12h、24h、36h、48h和72h)处理种子后,对种子诱变效应及M1代各突变体性状的表型进行调查统计,从而对诱变条件的效果进行评价,同时,对M1代进行干旱胁迫实验,期望在M1代获得抗旱性优良的突变植株,为头花蓼抗旱育种提供研究数据,主要研究结果如下：1.EMS诱变组合共处理头花蓼成熟种子3000粒,发芽1738粒,头花蓼种子自然发芽率为80%左右,EMS处理半致死条件确定为：0.6%24h和0.8%12h处理。2.M1代诱变植株中筛选出了在表型上具有明显差异的单株,主要有株高、叶片、花期等性状变异的植株,变异类型丰富,可见表型的突变频率为37.5%。主要突变类型有：(1)株高突变体：对照的平均株高为57.80cm,而突变体的平均株高为85.93cm,其中,株高最高的达112.92cm,最低为21.20cm；(2)叶片突变体：共获得50株叶片突变体,突变频率为5.53%。叶片突变的类型包括叶片形态突变,对照为近卵形平展叶片,突变体中出现了皱叶、蜷缩和非对称叶片；对照叶表皮主脉有疏毛或无毛,突变体叶表面密布绒毛；对照叶面积平均为8.971cm2,突变体叶面积平均为11.456cm2,其中叶面积最大值为16.52cm2,最小值为4.77cm2；对照叶片基部深绿带红色,沿主脉向叶片边缘红色逐渐变淡,突变体主脉浅白,叶片颜色变浅,且沿主脉向叶片边缘绿色逐渐变淡；花青素含量突变体,对照花青素含量平均为0.9115g/100g,而突变体叶片花青素含量平均为0.6544g/100g,突变最大值为1.5775g/100g,最小值为0.2615g/100g。(3)花期突变：花期突变体最早一株比对照植株提前30d进入花蕾期,花期突变体共10株,突变频率为1.10%。(4)育性突变体：M1代植株的整体育性极低,仅690株收到种子,而且千粒重数量与对照相比显著降低,对照植株千粒重1.0905g,突变体为0.8266g,且种子明显空壳瘪壳较多。(5)对变异株进行解剖学比较,发现诱变植株表皮毛极显著增多、上表皮细胞增大、海绵组织和栅栏组织增厚等性状。3.对M1代的干旱胁迫实验表明在逆境条件下,植株的形态结构会发生显著变化,植物体内也会发生一系列的生理生化改变,测定了干旱胁迫后植株材料的叶片含水量、叶绿素含量、细胞膜透性,可溶性糖含量,主要结果如下：(1)干旱胁迫后植株材料叶片含水量从大到小顺序为：0.2%>CK>0.4%>0.6%>0.8%,含水量依次为52.3%、47.8%、43.8%、43.0%和42.1%,干旱胁迫对头花蓼植株含水量产生了极为显著的影响,而干旱胁迫下的0.4%处理组在第一天、第三天、第五天和第七天都保持了较高的含水量,其余各组变化呈波动状,表明0.4%处理组含水量下降较慢,细胞保水性能较强；(2)电导率大小能反映细胞质膜透性,第七天M1代植株的电导率从高到低为：0.4%>CK>0.2%=0.6%>0.8%,电导率值分别为18.0%、17.0%、16.5%、16.5%、16%,M1代中经过化学诱变剂EMS处理的植株与对照相比虽略有升高但差异并不显著。(3)可溶性糖是植物体内一种渗透调节物质,在干旱胁迫下,植物通过可溶性糖含量的增加,降低细胞的渗透势,提高植物的吸水能力,来适应干旱缺水的环境。头花蓼M1代叶片可溶性糖含量呈现出了先下降后上升的趋势,且在第七天出现了最大值,第七天时M1代植株的叶片可溶性糖含量从高到底分别为：0.4%>CK>0.2%=0.6%>0.8%。综合叶片含水量变化、叶片细胞质膜透性变化和可溶性糖含量变化,0.4%处理组表现出了一定的抗旱能力。
【作者】张凯；
【导师】李凌；
【作者基本信息】西南大学，园林植物与观赏园艺，2014，硕士
【关键词】甲基磺酸乙酯(EMS)；头花蓼；半致死浓度；抗旱性；

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