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摘要 以金花葵为供试材料，对EMS试剂对金花葵种子的诱导进行萌发对比试验，研究EMS对金花葵种子萌发的影响。通过分析金花葵种子的发芽势、发芽率、活力指数以及发芽情况，以期筛选出EMS最佳处理浓度。结果表明，随EMS浓度增加，金花葵种子发芽率逐渐降低。EMS诱导金花葵的最佳浓度为1.2%，此时金花葵种子达半致死量，种子的发芽率达54%。
关键词 金花葵;EMS;苗期
中图分类号 S.681.9文献标识码A文章编号0517-6611（2021）07-0061-02
AbstractInthisexperiment，thegerminationofHibiseumanihotseedswascomparedwithdifferentconcentrationsofEMS，andtheeffectofEMSonthegerminationofHibiseumanihotseedswasstudied.Thegerminationpotential，germinationpercentageandvigorindexandgerminationsituationofHibiseumanihotseedswereanalyzedinordertoscreentheoptimumconcentrationofEMS.TheresultsshowedthatwiththeincreaseofEMSconcentration，thegerminationrateofHibiseumanihotseedsdecreasedgradually.TheoptimumconcentrationofEMSinducedtoestablishmutantbankwas1.2%.Atthistime，theseedsofHibiseumanihotreachedsemilethalamountandthegerminationrateofseedsreached54%.
KeywordsHibiseumanihot;Ethylmethanesulphonate;Seedlingstage
作者简介 于震宇（1978—），女，山西翼城人，副教授，硕士，从事植物资源开发利用与园艺技术研究。
金花葵（Aureahelianthu）又名菜芙蓉、野芙蓉，是锦葵科秋葵属一年生草本植物。其鲜果、叶片及茎秆中含多种微量元素和氨基酸，种子中富含高达6%的生物黄酮含量，比大豆高出几十倍[1]。金花葵对治疗烧伤、烫伤、镇痛、抗心脑缺氧缺血、增进人体抗氧化功能及缓解抑郁症有显著效果[2-3]，另外还可作药用化妆品的加工原料。因此，金花葵具有良好的药用价值、保健价值及食用价值。研究表明植物诱变育种是一种效率较高的新种质资源的创制方式，甲基磺酸乙酯，英文名Ehylmethanesulfonate（简称EMS），是一种可操作性强、简单方便的化学诱变剂，被广泛用于植物新品种的选育[4-11]。笔者利用不同浓度EMS试剂处理金花葵种子，研究EMS对金花葵种子萌发的影响。
1材料与方法
1.1试验材料
金花葵种子、EMS试剂、0.5%的硫代硫酸钠、0.1%升汞、75%乙醇、蒸馏水、培养皿、镊子、剪刀、滤纸、人工气候箱等。
1.2试验方法
设置5个不同EMS浓度（0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%）处理，并用蒸馏水处理作为对照组（CK）。
挑选颗粒饱满的种子，先用75%乙醇消毒30s，蒸馏水清洗5次后，再用0.1%升汞灭菌8～10min，之后立即用清水清洗种子，清洗处理之后把种子放置于铺有双层滤纸的培养皿中。用石蜡油稀释EMS为5个浓度后分别浸湿滤纸，每皿50粒种子，每个处理重复3次。然后将培养皿放入恒温培养箱，于25℃进行全黑暗培养，并全程保持滤纸的湿润，每天定时更换滤纸，减少菌物的滋生与污染。由于EMS具有强烈的挥发性和致癌性，在试验中常配5%硫代硫酸钠作为解毒剂，因此在试验过程中要注意安全防护，严格遵守试验规则。
1.3数据统计用不同梯度浓度对比试验法来测定数据。
发芽率=（发芽第7天全部正常发芽的种子粒数/供试种子数）×100%
发芽势（GP）=发芽第3天发芽子数/供试种子数×100%
活力指数（VI）=种子发芽指数×种子萌发长度（胚根长度+胚轴长度）
2结果与分析
2.1EMS对金花葵种子发芽势和发芽率的影响
不同EMS浓度诱变处理金花葵种子之后，分别在第3天和第7天记录种子的发芽势与发芽率，鉴定种子的优劣。金花葵种子活力泛指种子发芽和出苗率、幼苗生长的潜势、植株抗逆能力和生产能力的总和。即泛指种子吸收、合成、氧化和还原能力。这是一种客观地反映金花葵种子生命活力的生理指标。
由表1可知，随着EMS浓度增加，种子的发芽率和发芽势呈逐渐降低的趋势，对照组的发芽势和发芽率最高。EMS0.4%浓度处理的种子受到的抑制较小，而浓度2.0%EMS浓度下的发芽率仅为22%，发芽势仅为17%，由此可知，金花葵种子在EMS试剂的诱导下成活率大大下降，试剂浓度越高，抑制效应越明显，而EMS1.2%浓度处理的种子发芽率为54%，为种子的半致死剂量。通过EMS试剂的诱导，种子在浓度高的情况下外形矮小，但叶片较为肥厚。
对不同浓度EMS对金花葵种子发芽势的影响进行方差分析，结果见表2。由表2可知，F（159.72）>F0.01（5，12）（5.06），则P<0.01，说明不同浓度EMS处理之间具有极显著差异，即EMS药剂处理对金花葵种子萌发的影响显著。
对不同浓度EMS对金花葵种子发芽率的影響进行方差分析，结果见表3。由表3可知，F（153.36）>F0.01（5，12）（5.06），则P<0.01，说明不同浓度EMS处理对金花葵种子发芽率的影响极显著，且种子处理时长一致没有交互作用。 2.2EMS对金花葵种子发芽情况的影响
从表4可以看出，经EMS不同浓度处理后的金花葵种子外观、形态、叶片等器官发生了改变，EMS2.0%浓度处理的种子根长0.30cm，但叶厚1239μm、茎粗106mm，其器官发生畸变，EMS试剂对其抑制最强烈。EMS0.4%与0.8%浓度处理的种子发芽指数总体较高，抑制不显著，无畸变现象。EMS1.2%浓度处理的种子根长0.93cm、茎粗98mm、叶厚1001μm，EMS诱导种子发生突变，但无明显畸变现象，综合其54%的发芽率，可确定此浓度为诱导种子最佳浓度。
2.3EMS对金花葵种子活力指数的影响
由图1可知，种子本身的活力指数很高，但在药剂的抑制和诱导下种子本身的代谢被破坏并发生突变。EMS0.4%和0.8%浓度处理的种子受到的抑制小，活力指数较高。而EMS0.2%浓度处理的种子活力指数仅为对照的15%。EMS1.2%浓度处理的种子活力指数为对照种子活力指数的50%。
对不同浓度EMS对金花葵种子活力指数的影响进行方差分析，结果见表5。由表5可知，不同浓度EMS处理对金花葵种子活力指数有较大的影响，因其自由度F（2558.53）>F0.01（5，12）（5.06），则P<0.01，各浓度处理间存在极显著差异。
3结论
在不同浓度的EMS试剂处理下，金花葵种子的发芽势、发芽率、活力指数及发芽情况随EMS浓度的增高而逐渐降低。当EMS浓度为0.4%时种子的发芽率为76%，此浓度对种子的抑制不明显;浓度为0.8%时发芽率为65%，此浓度下试剂对种子的抑制损伤在可承受范围;浓度为1.2%时发芽率为54%，此时EMS浓度为半致死剂量;当EMS试剂浓度高达2.0%时种子的发芽率仅为22%，此浓度处理对种子损伤较大。这表明EMS对金花葵种子的萌发有抑制影响，EMS浓度为1.2%为最佳诱变浓度。
4讨论
在EMS试剂诱导下，种子基因的嘌呤和嘧啶分子发生烷基化影响mRNA的转录，使蛋白质的合成过程发生紊乱，进而改变植物的性状。通过分析金花葵在不同EMS浓度处理下的发芽势、发芽率、发芽情况以及活力指数等，并观察金花葵种子萌发及苗期经化学试剂诱导发生的突变现象，以期筛选最有价值的变异植株，为获得新种质资源奠定基础。该研究结果对于后继构建金花葵诱变群体、丰富金花葵诱变育种材料及加快金花葵育种进程具有重要意义。
参考文献
[1]刘剑，罗仓学，伍贤密，等.响应面法优化金花葵籽多糖提取工艺研究[J].食品研究与开发，2018，39（1）：25-29.
[2]卢丹，贾瑞波.中药金花葵的研究进展[J].中国药物评价，2015，32（2）：90-92.
[3]付向晶，冯雪建，何杨，等.金花葵对小鼠急性炎症的抑制作用研究[J].动物医学进展，2018，39（3）：63-66.
[4]杨楠，聂江力，辛微，等.化学诱变剂EMS对知母种子萌发的影响[J].植物研究，2019，39（2）：246-251.
[5]刘威，杨峰，任旭东，等.EMS对种子萌发影响的进展[J].分子植物育种，2017，15（11）：4585-4589.
[6]朱翠翠，张林，王峰，等.利用EMS进行青檀彩叶植株诱变研究[J].北方园艺，2016（12）：57-61.
[7]张永福，鲁桂芝，谢映美，等.甲基磺酸乙酯对凤仙花的诱变效应研究[J].北方园艺，2015（21）：83-89.
[8]伍汉斌，万志兵，刘继虎.不同浓度EMS对紫薇幼苗的诱变效应[J].凯里学院学报，2017，35（3）：88-91.
[9]姜颖.EMS对工业大麻种子萌发的影响[J].中国麻业科学，2016，38（6）：258-262.
[10]崔清志，刘晓虹，陈惠明.EMS诱变技术研究进展[J].湖南农业科学，2013（5）：7-9，13.
[11]楊富军，王绍伦，高华援，等.不同基因型花生EMS诱变条件分析及突变系筛选[J].安徽农业科学，2014，42（33）：11778-11781.
关键词 金花葵;EMS;苗期
中图分类号 S.681.9文献标识码A文章编号0517-6611（2021）07-0061-02
AbstractInthisexperiment，thegerminationofHibiseumanihotseedswascomparedwithdifferentconcentrationsofEMS，andtheeffectofEMSonthegerminationofHibiseumanihotseedswasstudied.Thegerminationpotential，germinationpercentageandvigorindexandgerminationsituationofHibiseumanihotseedswereanalyzedinordertoscreentheoptimumconcentrationofEMS.TheresultsshowedthatwiththeincreaseofEMSconcentration，thegerminationrateofHibiseumanihotseedsdecreasedgradually.TheoptimumconcentrationofEMSinducedtoestablishmutantbankwas1.2%.Atthistime，theseedsofHibiseumanihotreachedsemilethalamountandthegerminationrateofseedsreached54%.
KeywordsHibiseumanihot;Ethylmethanesulphonate;Seedlingstage
作者简介 于震宇（1978—），女，山西翼城人，副教授，硕士，从事植物资源开发利用与园艺技术研究。
金花葵（Aureahelianthu）又名菜芙蓉、野芙蓉，是锦葵科秋葵属一年生草本植物。其鲜果、叶片及茎秆中含多种微量元素和氨基酸，种子中富含高达6%的生物黄酮含量，比大豆高出几十倍[1]。金花葵对治疗烧伤、烫伤、镇痛、抗心脑缺氧缺血、增进人体抗氧化功能及缓解抑郁症有显著效果[2-3]，另外还可作药用化妆品的加工原料。因此，金花葵具有良好的药用价值、保健价值及食用价值。研究表明植物诱变育种是一种效率较高的新种质资源的创制方式，甲基磺酸乙酯，英文名Ehylmethanesulfonate（简称EMS），是一种可操作性强、简单方便的化学诱变剂，被广泛用于植物新品种的选育[4-11]。笔者利用不同浓度EMS试剂处理金花葵种子，研究EMS对金花葵种子萌发的影响。
1材料与方法
1.1试验材料
金花葵种子、EMS试剂、0.5%的硫代硫酸钠、0.1%升汞、75%乙醇、蒸馏水、培养皿、镊子、剪刀、滤纸、人工气候箱等。
1.2试验方法
设置5个不同EMS浓度（0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%）处理，并用蒸馏水处理作为对照组（CK）。
挑选颗粒饱满的种子，先用75%乙醇消毒30s，蒸馏水清洗5次后，再用0.1%升汞灭菌8～10min，之后立即用清水清洗种子，清洗处理之后把种子放置于铺有双层滤纸的培养皿中。用石蜡油稀释EMS为5个浓度后分别浸湿滤纸，每皿50粒种子，每个处理重复3次。然后将培养皿放入恒温培养箱，于25℃进行全黑暗培养，并全程保持滤纸的湿润，每天定时更换滤纸，减少菌物的滋生与污染。由于EMS具有强烈的挥发性和致癌性，在试验中常配5%硫代硫酸钠作为解毒剂，因此在试验过程中要注意安全防护，严格遵守试验规则。
1.3数据统计用不同梯度浓度对比试验法来测定数据。
发芽率=（发芽第7天全部正常发芽的种子粒数/供试种子数）×100%
发芽势（GP）=发芽第3天发芽子数/供试种子数×100%
活力指数（VI）=种子发芽指数×种子萌发长度（胚根长度+胚轴长度）
2结果与分析
2.1EMS对金花葵种子发芽势和发芽率的影响
不同EMS浓度诱变处理金花葵种子之后，分别在第3天和第7天记录种子的发芽势与发芽率，鉴定种子的优劣。金花葵种子活力泛指种子发芽和出苗率、幼苗生长的潜势、植株抗逆能力和生产能力的总和。即泛指种子吸收、合成、氧化和还原能力。这是一种客观地反映金花葵种子生命活力的生理指标。
由表1可知，随着EMS浓度增加，种子的发芽率和发芽势呈逐渐降低的趋势，对照组的发芽势和发芽率最高。EMS0.4%浓度处理的种子受到的抑制较小，而浓度2.0%EMS浓度下的发芽率仅为22%，发芽势仅为17%，由此可知，金花葵种子在EMS试剂的诱导下成活率大大下降，试剂浓度越高，抑制效应越明显，而EMS1.2%浓度处理的种子发芽率为54%，为种子的半致死剂量。通过EMS试剂的诱导，种子在浓度高的情况下外形矮小，但叶片较为肥厚。
对不同浓度EMS对金花葵种子发芽势的影响进行方差分析，结果见表2。由表2可知，F（159.72）>F0.01（5，12）（5.06），则P<0.01，说明不同浓度EMS处理之间具有极显著差异，即EMS药剂处理对金花葵种子萌发的影响显著。
对不同浓度EMS对金花葵种子发芽率的影響进行方差分析，结果见表3。由表3可知，F（153.36）>F0.01（5，12）（5.06），则P<0.01，说明不同浓度EMS处理对金花葵种子发芽率的影响极显著，且种子处理时长一致没有交互作用。 2.2EMS对金花葵种子发芽情况的影响
从表4可以看出，经EMS不同浓度处理后的金花葵种子外观、形态、叶片等器官发生了改变，EMS2.0%浓度处理的种子根长0.30cm，但叶厚1239μm、茎粗106mm，其器官发生畸变，EMS试剂对其抑制最强烈。EMS0.4%与0.8%浓度处理的种子发芽指数总体较高，抑制不显著，无畸变现象。EMS1.2%浓度处理的种子根长0.93cm、茎粗98mm、叶厚1001μm，EMS诱导种子发生突变，但无明显畸变现象，综合其54%的发芽率，可确定此浓度为诱导种子最佳浓度。
2.3EMS对金花葵种子活力指数的影响
由图1可知，种子本身的活力指数很高，但在药剂的抑制和诱导下种子本身的代谢被破坏并发生突变。EMS0.4%和0.8%浓度处理的种子受到的抑制小，活力指数较高。而EMS0.2%浓度处理的种子活力指数仅为对照的15%。EMS1.2%浓度处理的种子活力指数为对照种子活力指数的50%。
对不同浓度EMS对金花葵种子活力指数的影响进行方差分析，结果见表5。由表5可知，不同浓度EMS处理对金花葵种子活力指数有较大的影响，因其自由度F（2558.53）>F0.01（5，12）（5.06），则P<0.01，各浓度处理间存在极显著差异。
3结论
在不同浓度的EMS试剂处理下，金花葵种子的发芽势、发芽率、活力指数及发芽情况随EMS浓度的增高而逐渐降低。当EMS浓度为0.4%时种子的发芽率为76%，此浓度对种子的抑制不明显;浓度为0.8%时发芽率为65%，此浓度下试剂对种子的抑制损伤在可承受范围;浓度为1.2%时发芽率为54%，此时EMS浓度为半致死剂量;当EMS试剂浓度高达2.0%时种子的发芽率仅为22%，此浓度处理对种子损伤较大。这表明EMS对金花葵种子的萌发有抑制影响，EMS浓度为1.2%为最佳诱变浓度。
4讨论
在EMS试剂诱导下，种子基因的嘌呤和嘧啶分子发生烷基化影响mRNA的转录，使蛋白质的合成过程发生紊乱，进而改变植物的性状。通过分析金花葵在不同EMS浓度处理下的发芽势、发芽率、发芽情况以及活力指数等，并观察金花葵种子萌发及苗期经化学试剂诱导发生的突变现象，以期筛选最有价值的变异植株，为获得新种质资源奠定基础。该研究结果对于后继构建金花葵诱变群体、丰富金花葵诱变育种材料及加快金花葵育种进程具有重要意义。
参考文献
[1]刘剑，罗仓学，伍贤密，等.响应面法优化金花葵籽多糖提取工艺研究[J].食品研究与开发，2018，39（1）：25-29.
[2]卢丹，贾瑞波.中药金花葵的研究进展[J].中国药物评价，2015，32（2）：90-92.
[3]付向晶，冯雪建，何杨，等.金花葵对小鼠急性炎症的抑制作用研究[J].动物医学进展，2018，39（3）：63-66.
[4]杨楠，聂江力，辛微，等.化学诱变剂EMS对知母种子萌发的影响[J].植物研究，2019，39（2）：246-251.
[5]刘威，杨峰，任旭东，等.EMS对种子萌发影响的进展[J].分子植物育种，2017，15（11）：4585-4589.
[6]朱翠翠，张林，王峰，等.利用EMS进行青檀彩叶植株诱变研究[J].北方园艺，2016（12）：57-61.
[7]张永福，鲁桂芝，谢映美，等.甲基磺酸乙酯对凤仙花的诱变效应研究[J].北方园艺，2015（21）：83-89.
[8]伍汉斌，万志兵，刘继虎.不同浓度EMS对紫薇幼苗的诱变效应[J].凯里学院学报，2017，35（3）：88-91.
[9]姜颖.EMS对工业大麻种子萌发的影响[J].中国麻业科学，2016，38（6）：258-262.
[10]崔清志，刘晓虹，陈惠明.EMS诱变技术研究进展[J].湖南农业科学，2013（5）：7-9，13.
[11]楊富军，王绍伦，高华援，等.不同基因型花生EMS诱变条件分析及突变系筛选[J].安徽农业科学，2014，42（33）：11778-11781.