Zebularine,1-(β-D-呋喃核糖苷)-1,2-二氢嘧啶-2-酮,为人工合成的嘧啶环第4位氨基缺失的胞嘧啶类似物,作为甲基转移酶抑制剂,能与甲基转移酶特异性结合而使之失去活性,从而具有降低全基因组DNA甲基化水平、活化沉默基因和诱导染色体变异的效应。本研究以南京农业大学合成的普通小麦辉县红和荆州黑麦八倍体小黑麦荆辉1号为试材,探讨了 zebularine对麦类作物的诱变效应,旨在建立一种新的染色体变异的诱致方法,主要结果如下:采用浸泡法,分析了0、250、500和750μM zebularine在24℃处理24 h后的种子发芽率,其发芽率分别是45.0%、56.7%、50.0%和46.7%,根尖有丝分裂中期细胞染色体FISH分析发现,四种浓度处理后发生染色体变异的细胞频率分别为0%、36.8%、41.2%和40.0%,每个变异细胞含有平均为0、1.7、2.7和2.2条变异染色体;为进一步分析不同处理时间的效应,利用500μM分别处理12h、24h、36h和48h,种子发芽率分别为56.7%、58.3%、53.3%和38.3%,变异细胞频率分别是36.6%、28.6%、23.5%和54.0%,每个变异细胞中含有变异染色体平均为2.4、1.7、1.4和4.6条,处理48h变异频率最高,但是发芽率低、染色体变异类型单一、且幼苗成活率极低。从98粒M1种子中共诱致获得了 340个变异细胞,细胞变异频率为37.0%,从中检测到817条变异染色体,这些染色体可分为六类,其频率依次为缺失和无着丝粒断片(49.0%)>大片段易位(28.9%)>小片段易位(17.1%)>中间插入易位(2.6%)>双着丝粒染色体(1.9%)>环状染色体(0.5%)。与其他处理相比,500μM 24 h处理获得的变异类型全面,存活率高,为诱发染色体变异的有效方法。表型分析发现,M1植株在株高、育性和分蘖成穗率等性状发生明显变化。从2013年处理的M1自交获得的M2中,通过FISH分析,从45个表型变化的M2单株中鉴定出4个染色体变异体,变异率为8.9%,其中涉及染色体数目变化的单株1个(2.2%),染色体结构变异的单株3个(6.7%);在随机选取的62个单株中鉴定出20个染色体变异体,变异率为32.3%,涉及染色体数目变化的单株11株(15.9%),染色体结构变异的单株9个(14.5%)。利用14个黑麦染色体特异分子标记分析,从58个随机选取的M2植株中,发现22株(37.9%)发生标记缺失,平均缺失标记1.6个,变幅1-4个。上述研究表明,Zebularine可以诱发染色体变异,同时对表型性状也产生明显的影响,综合利用分子标记和FISH分析,可以提高变异体检出频率。研究还初步探讨了分蘖期处理诱发变异的可行性,从诱变单株后代72粒种子中发现12个变异体,说明这种方法也可有效诱发稳定的染色体变异,值得进一步研究。