[发明专利]一种利用EMS诱变创制西瓜突变体的方法

说明书

本发明属于西瓜育种技术领域，具体涉及一种利用EMS诱变创制西瓜突变体的方法。方法包括采集充分开放的雄花花药、花药与EMS‑石蜡油溶液充分搅拌后获得EMS处理过的花粉、蘸取花粉授粉当日开放的雌花、用适宜浓度座瓜灵均匀喷施EMS花粉授粉的雌花子房、收获并种植M0代种子、获得M1代变异丰富的西瓜EMS突变个体。通过本发明可以获得雄性不育、矮化、四倍体、叶片畸形等多种突变体，有效解决西瓜功能基因研究和品种选育中存在的遗传背景狭窄、遗传变异少、优异种质匮乏、种质创制效率低等技术瓶颈，从而用于构建西瓜突变体库，便于功能基因研究，可极大推动西瓜优异基因挖掘和应用，为优异新品种选育提供材料支撑。

技术领域

本发明涉及西瓜育种技术领域，具体涉及一种利用EMS诱变产生西瓜突变体的方法，可创制变异丰富的西瓜突变体。

背景技术

西瓜(Citrullus lanatus)属葫芦科西瓜属，是一种世界性的重要经济作物，约占世界蔬菜生产面积的7％。我国是世界最大的西瓜生产和消费国，根据中国农业统计年鉴数据，2016年我国西瓜播种面积达到189.08万公顷，产量7940万吨，约占世界西瓜生产的70％左右，西瓜生产在园艺作物中占有非常重要的地位。

我国西瓜产业普遍存在品种同质化问题，同种异名现象突出，根本原因还是由于西瓜遗传背景狭窄，可利用的有效变异少，西瓜功能基因的研究和创新性品种的选育停滞不前，因此通过诱导遗传变异是开展西瓜功能基因研究和创制新种质的重要途径之一。

甲基磺酸乙酯(EMS)是应用最广泛的化学诱变剂之一，EMS诱变具有操作方便、突变频率高、染色体畸变及不良变异少等优点，而且多为显性突变，易于筛选。目前EMS诱变已经被证明是创造变异的有效手段，广泛应用于作物育种，并在作物突变体库的构建和反向遗传学等基础研究中发挥了重要作用。

目前普遍采用EMS处理种子的方法创制突变体，已经在水稻(CN105695477A)、小麦(CN109729972A)、花生(CN111670806A)、油菜(CN110578015A)等作物上成功创制了可利用的突变体，但是诱导效率普遍较低，而且突变表型需要在M2代才能观察到，因此利用EMS处理种子创制突变体的成本较高，对种植密度较小的葫芦科作物尤其明显。许多研究者在黄瓜、西瓜等重要葫芦科作物上投入了大量的人力、物力和财力，利用EMS处理种子来创制突变体，如CHEN Chen利用1.5％的EMS处理黄瓜种子，在M2代获得了矮化、黄叶、果皮黄化、叶片皱缩一系列突变体(CHEN Chen et al.(2018)An EMS mutant library for cucumber,Journal of Integrative Agriculture,17(7):1612-1619)；侯艳利用1.0％的EMS处理西瓜种子，构建了40种表型变异的突变体库(侯艳等.(2016)EMS诱变西瓜突变体库的构建及表型分析，西北植物学报，12，2411-2420)，但是以上研究获得的突变体主要集中在植株、花器官形态和果实外观的变异，更多可能是由于EMS处理导致的生长发育不正常，可遗传的突变极少，且均为隐性突变；也没有获得雄性不育、果肉颜色、果型等重要性状的突变材料，至今仍没有其他人开展进一步基因挖掘的报道，说明目前获得的黄瓜和西瓜突变体库是低效或者无用的。

利用EMS处理花粉是玉米创制突变体的一种方法，在玉米上应用非常成熟。由于能够快速创制显性突变体，许多研究者在其它作物上进行了尝试，但是还没有成功应用的案例，一方面是由于大部分作物花粉不易采集；另一方面是因为石蜡油对玉米雌花花丝不造成伤害，能够正常结实，而石蜡油会严重损害西瓜、黄瓜等作物的雌花，导致不坐果或坐果率极低。因此非常有必要在瓜类作物上探索新的EMS诱变方法，一方面创造具有经济价值的突变体种质资源，另一方面为西瓜作物功能基因的研究提供所需的大量突变体。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供的一种利用EMS诱变产生西瓜突变体的方法，包括以下步骤：

(1)授粉当天上午在雄花充分开放后，采集雄花并用镊子摘取花药；