[发明专利]一种西瓜诱变育种方法

说明书

技术领域

     本发明涉及一种植物育种方法，具体涉及一种西瓜诱变选育的方法。

背景技术

诱变技术是种质创新、农作物改良的重要途径之一，植物品种通过诱变技术产生各种有用的突变体，产生自然界稀有或用一般常规方法较难获得的新类型、新性状、新基因的品种。诱变育种的诱变剂分为物理诱变和化学诱变两种，其中物理诱变的因素有α、β、γ射线和热中子辐射、紫外线、激光、重离子注入等。但物理诱变存在对材料处理不均匀而影响诱变效果，以及在诱变育种中易对人体造成伤害等缺点。而化学诱变是直接把种子浸泡在含有化学试剂的溶液中使其产生变异，但普遍存在诱变频率低而获得的有益突变较少。这是因为农作物种子的胚是多细胞组织, 处理后少数细胞发生突变, 往往形成突变细胞与正常细胞的嵌合体, 突变细胞竞争的能力较弱, 不易长成为新个体。

目前虽然化学诱变得到广泛应用，如玉米、兰花、苹果等作物均有应用，但西瓜的化学诱变育种方法最成功的是采用秋水仙素进行西瓜多倍体诱变，而化学诱变剂在西瓜非倍性诱变上的应用尚未见报道。

化学诱变中使用较多的化学因素是甲基磺酸乙酯（EMS）又称乙基甲烷磺酸盐，是非常有效的化学诱变剂之一，其诱变原理是作用于DNA中 A、T、G、C碱性基团，生成O6-乙基G，而与T配对，而不是与C配对，最后发生点突变，因此对于供体的损伤较少，有利的突变较多，可以实现保持大多优良性状而仅改良少数不良性状的目的。其诱变处理方法是采用EMS与轻质石蜡油混合制备成0.1-0.2%的处理液，在适当的时间把经过处理的药涂抹在花丝上。但由于西瓜花粉的花药量小，采取这种方法，常导致坐果失败。所以要寻找一种有效的方法对于在西瓜非倍性进行诱变。

发明内容

本发明的目的是克服现有的方法在西瓜诱变育种上的不足，提供一种有效和特异的在西瓜非倍性上进行诱变育种的方法。

   本发明的技术方案是：

一种西瓜诱变育种方法，包括如下步骤：

（1）在西瓜开花授粉期进行人工自交授粉；

（2）在（1）自交授粉后24—28小时内，用微量进样器吸取化学试剂，从雌蕊的柱头上方将化学试剂滴注在子房周围；

（3）将当代收获的E0代果实中单瓜种子全部播种下去为E1代，收获E1代中有变异的植株种子；然后按突变系分区播种，人工单株自交选择。

优选方案是，所述步骤（1）西瓜人工自交授粉是于植株开花的前一天下午15：00—18：00选取次日要开花的雌花和雄花，并套上纸帽；于次日早晨7：00-9：00进行人工自交授粉，并在坐果节位做上标记。

所述步骤（2）中，化学药剂每隔1小时滴注一次，连续滴注三次。

所述步骤（2）中用化学试剂处理后雌蕊再用纸帽套上，并挂牌标识。

所述化学试剂为甲基磺酸乙酯与二甲基亚砜溶液组成，所述甲基磺酸乙酯与二甲基亚砜溶液体积比为0.5－1：500－1500，所述二甲基亚砜溶液中含有5%的二甲基亚砜。

所述甲基磺酸乙酯与二甲基亚砜溶液体积比为0.75：1000。

  农作物种子的胚是多细胞组织，处理后少数细胞发生突变，往往形成突变细胞与正常细胞的嵌合体，因突变细胞竞争的能力较弱而不易长成新个体。而合子是雌雄配子融合后形成孢子体的第一个细胞，通常要经过数小时的休眠期才进行分裂，此时用化学诱变剂处理，诱发其突变可避免产生嵌合体，获得较高的突变频率。由于单株西瓜的花粉量少且花药细胞也小得多，用诱变剂直接处理西瓜花粉则无法操作；另外，由于西瓜雌蕊的柱头既短又粗，与子房紧紧相连，接触面大，如采用滴液或浸泡法处理则会直接损伤子房，而无法坐果，更不要说处理诱变合子了。

所以本发明采用诱变合子的方法来达到西瓜诱变育种目的，是在西瓜合子形成后的4个小时内（也就是合子形成期与休眠期）对子房进行处理，对合子细胞进行原位诱变处理，不需要损伤任何器官，提高坐果率又可获得较高诱变率。

现有的玉米和大豆甲基磺酸乙酯诱变的介质试剂用的是轻质石腊油或磷酸盐缓冲液，但在西瓜上试用都导致西瓜坐果失败。本发明采用的化学试剂是采用甲基磺酸乙酯与二甲基亚砜溶液组成的，甲基磺酸乙酯与二甲基亚砜溶液体积比为0.75：1000，即0.75‰的甲基磺酸乙酯试剂来诱变西瓜种子。其中二甲基亚砜是一种即溶于水又溶于有机溶剂的非质子极性溶剂，也是一种细胞渗透性保护剂，用它作为介质与甲基磺酸乙酯配制试剂，可有助于甲基磺酸乙酯渗透到合子细胞中，既对西瓜坐果影响较小，又提高了西瓜的诱变效率。

综上所述，本发明的有益效果：