EMS创建香蕉抗寒种质及筛选研究

许竹叶 王安邦 李羽佳 王笑一 魏卿 许奕 唐粉玲 李敬阳

摘要 利用化学诱变剂甲基磺酸乙酯（EMS）处理“巴西蕉”无菌增殖芽，突变体通过L-羟脯氨酸（HYP）定向筛选，经低温胁迫筛选出抗性较强的突变体。利用形态观察、生理生化指标等手段鉴定突变体。结果表明，EMS诱变处理“巴西蕉”无菌增殖芽适宜的浓度和时间组合为1.5%+3 h;经HYP筛选的突变体在低温胁迫后，其叶片脯氨酸含量提高、丙二醛含量降低、过氧化物酶活性和过氧化氢酶活性增强;诱变后的表型突变主要包括叶片颜色、叶片性状和株型的变异。该研究为高效诱变香蕉提供技术参考及后期选育优良品种提供材料。

关键词 香蕉;甲基磺酸乙酯（EMS）;抗寒突变体;羟脯氨酸（L-HYP）

中图分类号 S 668.1  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2021）19-0041-06

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.19.011

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Establishment and Screening of Banana Cold-resistant Germplasm by EMS

XU Zhu-ye1，2，WANG An-bang2， LI Yu-jia2 et al

（1. College of Horticulture， Hainan University， Haikou， Hainan  571101; 2. Haikou Experimental Station， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571101）

Abstract The chemical mutagens ethyl methanesulfonate （EMS） were used to treat the aseptic propagation buds of Baxijiao， and then mutants were obtained through L-hydroxyproline （L-HYP） directed screening， and more resistant mutants were screened out through low temperature stress. Morphological observation， physiological and biochemical indicators were used to identify mutants. The results showed that the suitable concentration and time combination for EMS mutagenesis to treat the aseptic proliferation shoots of Baxijiao was 1.5%+3 h; after low temperature stress， the mutants screened by HYP have increased proline content， decreased malondialdehyde content， increased peroxidase and catalase activities;the phenotypic mutation of surviving plants after mutation mainly included the variation of leaf color， leaf traits and plant type.This research provides technical reference for high-efficiency mutagenesis of bananas and materials for later selection of elite varieties.

Key words Banana;Ethyl methanesulfonate（EMS）;Cold resistance mutant;L-hydroxyproline（HYP）

基金项目 现代农业产业体系专项资金（CARS-31-02）;海南省科技廳重点研发计划（ZDYF2016054）。

作者简介 许竹叶（1994—），女，海南文昌人，硕士研究生，研究方向：热带园艺与种苗。*通信作者，副研究员，硕士，从事作物遗传育种研究。

收稿日期 2021-04-21;修回日期 2021-06-03

香蕉是一种重要的热带水果，被世界粮农组织（FAO）认定为发展中国家仅次于水稻、玉米和小麦的第四大粮食作物（food and agriculture organization，FAO）。然而，香蕉作为一种热带作物，容易受到寒害的影响，导致栽培面积逐年减小，果实品质下降、产量降低，甚至绝收，造成严重经济损失。因此培育出高产、优质同时又具有抗寒特性的香蕉品种，对香蕉产业的可持续发展尤为重要。目前香蕉新品种选育方法有杂交育种、分子育种和诱变育种等。香蕉杂交育种技术对于香蕉而言，具有很大的难度且育种周期长;现代分子育种具有快速、准确、不受环境干扰的特点，但技术要求较高，并在一些国家受制于法律约束;而诱变育种在较短时间内获得有价值的突变体，且具有操作简单、成本低、诱变后代易稳定遗传、突变范围广等特点。

诱变育种分为化学诱变和物理诱变。物理诱变是通过物理辐射能处理植物材料，改变植物遗传物质，获得多种变异类型，丰富遗传资源[1]。物理诱变实现基因重组，具有丰富种质资源、保持优良特性、改良个别不良特性和育种年限短等特点，物理诱变主要有X射线、γ射线、β射线、中子、激光、紫外线等。化学诱变育种是指使用化学诱变剂使植物遗传物质发生改变，将具有优良农艺性状的变异材料选育成新品种的方法。相对于物理诱变而言，化学诱变具有操作简单、成本低、诱变后代易稳定遗传、突变范围广、诱变效应在M1中表现明显和获得有益变异概率高等特点，但突变频率低。化学诱变剂包括烷化剂、碱基类似物及有关化合物、叠氮化物、抗生素、吖啶、羟胺等。其中烷化剂甲基磺酸乙酯（EMS）是较为常用的化学诱变剂，具有高效率和低毒性、诱导等位基因发生点突变的特点。目前，利用EMS已经成功构建了油菜、柑橘、白桦、黄瓜、木豆、麻风树等植物的突变体库[2-8]。何慧怡等[9]采用EMS诱变处理甘蔗茎尖，得到了“粤糖9-159”“新台糖22”这2个新品系。孙慧[10]利用EMS诱变技术对海滨木槿种子进行诱变，获得了抗寒性较强的新品系。杨宁[11]采用EMS诱变技术对番茄“Heinz 1706”进行诱变处理，获得了矮化突变体。这些研究表明植物经EMS诱变筛选可获得具有目标性状的突变体，为后面选育新品种奠定了基础。研究表明，在化学诱变过程中，以羟脯氨酸（L-HYP）作为选择压进行定向筛选，可获得抗性较强的突变体材料[12-14]。