摘要：旨在確定EMS誘變山藥零余子的最佳處理濃度和時間。以‘晉山藥1號’的零余子為材料，采用不同濃度EMS溶液和浸泡時間對零余子進行誘變處理，對處理后的零余子出苗率、成苗率、變異率進行比較。結果表明：當EMS溶液濃度小于0.5%，山藥零余子的浸泡時間小于18 h，出苗率、成苗率、變異率隨著浸泡時間延長趨勢不變;浸泡時間大于18 h而小于36 h時，出苗率隨著浸泡時間的延長呈現上升趨勢，而變異率的趨勢不變。EMS溶液濃度大于0.5%小于0.9%，且浸泡時間小于24 h，出苗率隨著浸泡時間延長呈現下降趨勢，變異率隨著浸泡時間延長趨勢上升。EMS溶液濃度等于0.9%，浸泡時間等于24 h，出苗率約為50%。EMS溶液濃度大于0.9%，浸泡時間大于30 h，變異率隨著浸泡時間延長呈現下降趨勢。綜上，EMS誘變山藥零余子的最佳處理濃度為0.9%、浸泡時間24～30 h。
關鍵詞：晉山藥1號零余子;甲基磺酸乙酯(EMS);誘變;浸泡時間;出苗率;成苗率;變異率
引言
山藥(Dioscorea opposita)為薯蕷科薯蕷屬的一種根莖作物，全國大部分地方都有種植，但以產于山西省汾陽、平遙、太谷一帶的為佳，俗稱“長山藥”[1]，是重要的藥、食兼用的經濟作物[2]。近年來山藥育種研究深受重視[3-4]，目前山藥品種的選育多采用系統選育法，如：‘蘇蕷1號’[5]、‘紅廟山藥1號’[6]的選育，缺乏山藥種質資源的創新。而人工化學誘變可顯著提高變異率，從而定向地創造和篩選變異體。EMS(甲基磺酸乙酯)是目前在植物誘變育種中應用最高效、廣泛、安全的化學誘變劑之一。其誘變不僅可以產生豐富類型的突變體，而且可以不經過遺傳轉化，即可獲得一些不同性狀的優良種質。由于其作用主要是誘發點突變，不易造成染色體畸變，且穩定性好，因而被廣泛用于構建突變類型[7-10]。關于EMS化學誘變育種技術在山藥中的應用較少，只有陳芝華等[11]用EMS對山藥愈傷組織誘變，研究了不同濃度EMS，不同時間處理對山藥愈傷組的影響。
為了更有效地開展山藥育種，創造新的種質資源。本研究選擇栽培上常用的山藥品種‘晉山藥1號’的零余子(生長于山藥莖蔓葉腋處，多用于加快繁殖種薯)為材料，研究EMS對山藥零余子出苗率、成苗率、變異率的影響，以探討其對山藥零余子的誘變效應，以期為進一步開展山藥化學誘變育種提供參考和依據。
1材料與方法
1.1試驗時間、地點
田間試驗于2018年4—10月在山西省農科院經濟作物研究所試驗地進行。
1.2試驗材料
1.2.1供試品種‘晉山藥1號’，2017年種植于山西省農業科學院經濟作物研究所試驗地，收獲零余子后保存。試驗前零余子進行暴曬3～5天。
1.2.2 EMS為Sigma品牌。先取酒精100 mL，將50 g EMS顆粒完全溶入酒精后，依次取出6、10、14、18、22、30 mL溶液，分別加蒸餾水到1000 g，配成0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%和1.5%的EMS溶液。
1.3試驗方法
1.3.1試驗設計設置EMS溶液的濃度分別為0%、0.3%、0.5%、0.7%、0.9%、1.1%和1.5%。選擇粒大飽滿(一般選擇粒徑在1.2～1.5 cm以上、單體質量1.2～1.5 g以上、深褐色的)、形狀整齊、顏色較深、外表光滑、頂芽完整、無病蟲害的零余子[12]。分放于小紗袋中，每袋50粒，分別放置于7個塑料盆中，分別加入不同濃度的EMS溶液分別浸泡6、12、18、24、30、36、48 h，然后將EMS溶液倒掉，用流水沖洗3 h，除去殘留的EMS溶液。分別采用以上EMS的濃度和不同的浸泡時間，組成49個處理。試驗重復2次。
1.3.2播種方式及田間管理試驗地前茬為山藥，南北行，株距10 cm，行距40 cm。按常規進行田間管理[13-15]。
1.3.3數據分析根據零余子出苗數計算種子發芽率，成苗株以直觀統計為主，植株的變異株(葉、生育期、塊莖)以直觀統計為主。計算分別見公式(1)～(3)。
2結果與分析
2.1不同EMS濃度和不同浸泡時間對出苗率的影響
本試驗為兩因素重復試驗設計，為了研究誘變劑濃度和浸泡時間對出苗率影響，對其進行折線圖比較。由圖1可知：EMS濃度為0%時，浸泡時間大于18 h，出苗率隨著浸泡時間的延長趨勢上升;在EMS溶液濃度低于0.5%，浸泡時間大于18 h，出苗率隨著浸泡時間的延長趨勢上升，而EMS溶液濃度大于或等于0.5%時，出苗率隨著浸泡時間的延長趨勢下降;當EMS溶液濃度大于0.5%時，折線圖明顯拉開，說明誘變劑對山藥零余子產生誘變響應。由上分析可知：開始影響山藥零余子的浸泡時間為18 h;EMS對山藥零余子產生誘變響應濃度為0.5%。
2.2不同EMS濃度和不同浸泡時間對成苗率的影響
本試驗為兩因素重復試驗設計，為了研究誘變劑濃度和浸泡時間對成苗率影響，對其進行折線圖比較。由圖2可知：在EMS溶液濃度低于0.5%，浸泡時間大于18 h，成苗率隨著浸泡時間的延長趨勢上升，而EMS溶液濃度大于或等于0.5%時，浸泡時間大于18 h，成苗率隨著浸泡時間的延長趨勢下降;當EMS溶液濃度為0.7%、浸泡時間30 h或EMS溶液濃度為0.9%浸泡時間為24 h，成苗率約為50%(按照成苗率近似一半計算，半致死EMS濃度和浸泡時間，即為適宜的誘變處理[16-17])。由上分析可知：當EMS溶液濃度為0.7%、浸泡時間30 h或EMS溶液濃度為0.9%浸泡時間為24 h，為適宜的山藥零余子成苗EMS誘變處理。
2.3不同EMS濃度和不同浸泡時間對變異率的影響
本試驗為兩因素重復試驗設計，為了研究誘變劑濃度和浸泡時間對變異率影響，對其進行折線圖比較。由圖3可知：在浸泡6 h時，變異率隨著EMS濃度的增加趨勢上升，而當浸泡時間大于6 h時，變異率隨著EMS濃度的增加趨勢先上升而后下降;同樣當EMS濃度為0.5%時，變異率隨著浸泡時間的延長趨勢上升，而當EMS濃度為大于0.5%時，變異率隨著浸泡時間的延長趨勢先上升而后下降。當EMS濃度為0.9%時、浸泡時間為30 h，變異率最高。由上分析可知：當EMS濃度為0.9%、浸泡時間為30 h時，誘變山藥零余子的變異率最高。
3結論與討論
誘變材料、EMS誘變濃度、處理時間是影響其誘變效果的主要因素。確定EMS的濃度和處理時間時間，通常以半致死劑量條件作為最適條件[16-17]。濃度過高時對誘變材料損傷大，易導不發芽;濃度過低時損傷雖小，但誘變效果也會降低。根據本研究的結果，山藥零余子半致死EMS濃度為0.9%，山藥零余子適宜的EMS處理濃度為0.9%L。適宜的浸泡時間應使受處理材料完全被誘變劑浸透，浸泡時間越長，誘變劑在材料中的滲透程度越強，造成材料的生理損傷越大。本研究表明，在半致死濃度處理下，最高誘變率的處理時間為30 h，但考慮處理時間對出苗率的影響，選擇適宜的浸泡時間為24～30 h。總之，本試驗結果為用酒精先溶EMS后，再配成適宜的濃度誘變山藥零余子最佳處理為EMS濃度0.9%、浸泡時間24～30 h。這與陳芝華等[11]認為EMS誘變山藥愈傷組織的適宜誘變方法為0.1%EMS濃度處理48 h相差較大。這可能由于山藥零余子含薯蕷皂苷元、尿囊素較高[18-19]，以及用酒精配制EMS溶液的原因。因山藥為無性繁殖，本研究僅調查了M1代群體的相關性狀，來計算變異率，是否有影響，還有待進一步的研究。
