专利名称：高效生产ems处理的麻疯树m_2种子的方法
技术领域：
本发明涉及植物诱变及繁殖生物学领域，具体涉及一种利用烷化剂甲基磺酸乙 脂(缩写简称为“EMS”，其分子式为CH3SO2OC2H5)对麻疯树种子处理诱发突变以及 高效生产麻疯树M_2种子的方法。
背景技术：
麻疯树为大戟科(Euphorbiaceae)麻疯树属(Jatropha)植物，为一种抗旱、耐瘠薄多用途速生树种，在我国主要分布于云南、四川、广西、广东、海南等地质结构复 杂、水土流失严重、山地灾害严重、生态环境较脆弱的区域。麻疯树是生产生物能源、 生物农药、生物医药、生物饲料的主要原料。国内外研究表明，麻疯树种子含油率高， 除榨取能源油外，其油渣、油饼可做农药、饲料或肥料等；全株有毒，茎、叶、树皮均 有丰富的白色乳汁，内含大量的毒蛋白、麻疯酮等抗病毒、抗AIDS、抗肿瘤成份，可开 发作医药、生物农药和生物杀虫剂等。目前世界上对麻疯树虽有所重视，但研究深度仍 不够，由于缺乏优良品种，尚未形成麻疯树规模化产业。
麻疯树在我国各布区内地理环境条件相似，种源间差异小，种内杂交获得优良 品种的几率较小。麻疯树属在国内分布包括麻疯树、珊瑚花、棉叶珊瑚花、琴叶珊瑚 花、佛肚五个种，五个种因分布在不同区域，收集资源较困难，且种间杂交障碍较高， 因此利用常规杂交育种必须先进行种子资源的收集工作。在收集种子资源的同时，通常 会采用诱变手段，期望通过诱变加速麻疯树的基因变异速率，拓宽遗传基础，在此基础 上再进行一系列定向培育。
目前使用较多的诱变手段主要有两类辐射诱变和化学诱变。化学诱变剂利用 其活性基团直接与生物分子进行各种特定的化学反应，从而引起生物分子化学性质的改 变，对生物分子的影响是个别的、局部的，不利作用小。且烷化剂引起的突变频率高， 尤其是产生非常高的叶绿素突变频率，Nilan用NaN3处理大麦种子，其叶绿素突变频率 达46%，非致死形态突变率高达58.5% ；毛炎麟等(1981)用1(Γ3Μ的NaN3获得的叶绿 素突变频率亦高达48%。在大部分情况下，就数量突变而言，化学诱变作用比辐射诱变 要高得多。其中，采用甲基磺酸乙酯进行化学诱变的突变率相对较高。
但是，总体来看，现有的化学诱变手段虽然操作较简单，但其诱变效率和品质 仍显不足，难以满足大批量生产的需求，无法快速有效地获得高产、优质、抗逆性强的 麻疯树品种。发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子 的方法，以提高采用EMS诱变的效率及品质，快速有效地得到麻疯树M_2种子。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案一种高效生产EMS处理的麻 疯树M_2种子的方法，包括以下步骤前处理步骤，收集麻疯树种子，并对种子进行前处理后备用； 诱变处理步骤，利用适当浓度的EMS溶液对麻疯树种子进行化学诱变处理适当长时 间，在化学诱变处理过程中，还同时进行搅拌，以保证EMS溶液浓度均勻且所有麻疯树 种子能够充分与EMS溶液接触；育苗、移栽步骤，将经过诱变处理的麻疯树M_1种子进行育苗并适时移栽，以培育 出麻疯树M_1植株；自交授粉步骤，培育出的麻疯树^1_1植株进入开花期后，对其进行自交授粉，所结 果实成熟后即获得麻疯树M_2种子。
进一步地，所述前处理步骤中，所述前处理是指对收集的麻疯树种子胚根端剪 去部分种壳以使种仁中的胚根端裸露且不伤及胚根。
进一步地，前处理步骤中，所收集的麻疯树种子为云南省分布区内的种源选优 后的麻疯树种子。
进一步地，所述诱变处理步骤具体处理过程如下配制处理麻疯树种子的EMS溶液所述EMS溶液总体积的毫升数为待诱变处理 的麻疯树种子总质量的千克数的3 4倍，且EMS溶液中EMS原液的体积百分含量为 0.4 0.6%，余量为水，将水和EMS原液依次加入带有搅拌机构的处理容器中，启动搅拌 机构进行搅拌直至EMS原液在溶液中分布均勻；将经过前处理的的麻疯树种子加入装有EMS溶液的处理容器中，设置搅拌机构， 使其进入自动间歇性搅拌模式，以保证EMS溶液浓度均勻且所有麻疯树种子能够充分与 EMS溶液接触，自动间歇性搅拌的总时长为8 12小时；自动间歇性搅拌处理结束后，及时排出EMS溶液，用足量的清水对EMS溶液处理过 的麻疯树种子进行多次搅拌清洗以清除残留在麻疯树种仁上的EMS溶液，清洗后的麻疯 树种子用网兜吊起，过夜晾干。
进一步地，所述诱变处理步骤所使用的处理容器为经过改装的洗衣机，该改装 过的洗衣机具有自动间歇搅拌模式，并可设置自动间歇搅拌的总运转时间、单次搅拌的 持续时长、两次搅拌之间的间隔时间。
进一步地，诱变处理步骤中，在利用EMS溶液对麻疯树种子进行浸渍处理的过 程中，环境温度保持在25士3°C。
进一步地，所述诱变处理步骤中排出的废液用NaOH颗粒中和降解。
进一步地，所述育苗、移栽步骤的具体操作如下育苗对经过化学诱变处理的麻疯树种子在苗床上进行点播育苗； 移栽当苗木生长达到20 30cm高度时，再移栽苗木，株行距1.5X1.5m，培育形成 麻疯树M_1植株。
进一步地，所述自交授粉步骤的具体操作如下套袋在移栽后^1_1植株进入花期之后，选择雌蕊饱满但花瓣尚未并未张开的花序 利用无纺布袋进行套袋；人工自交授粉大约2 3天后，待雌花花瓣反卷开放，柱头分离、二裂露出花冠， 且柱头绿色的时机下，解开套袋，采用本枝条或本植株的花药刚开裂散粉的雄花，将花 粉涂抹在雌花柱头上进行人工自交授粉，授粉完毕后，继续对雌花套袋以防止外源花粉污染柱头，经过适当长时间后再解开套袋，标记已经人工授粉的花序；收获人工自交授权的花序雌蕊发育生长30 45天后，即形成成熟果实，人工收集 有标记的成熟麻疯树果实，剥去果皮，晒干，即获得EMS处理的麻疯树M_2种子。
进一步地，所述套袋是裁取带网眼的无纺布制作而成。
本发明的有益效果如下本发明在使用甲基磺酸乙酯(EMS)作为诱变剂的基 础上，通过对麻疯树种子进行化学诱变前处理，以及在化学诱变处理的同时配合搅拌， 从而能够获得80%以上致死率的麻疯树M_1植株，且形态突变频率较高；而在后期再配 合自交授粉处理，能高效生产出EMS处理的麻疯树M_2种子，为进一步进行定向育种提 供了丰富的变异材料，进而可以从M_1植株、M_2种子中筛选出优良突变个体，进行推 广或作为进一步育种的中间材料。
具体实施方式
图1是本发明的试验例在不同处理方式下的出芽率折线图。
图2是本发明的试验例在不同处理方式下的苗高折线图。
具体实施方式
本发明提供一种生产麻疯树M_2种子的方法，包括以下步骤 前处理步骤，收集麻疯树种子，并对种子进行化学诱变前处理；诱变处理步骤，利用适当浓度的EMS溶液对麻疯树种子进行化学诱变处理适当长时 间，在化学诱变处理过程中，还同时进行搅拌，以保证EMS溶液浓度均勻且所有麻疯树 种子能够充分与EMS溶液接触；育苗、移栽步骤，将经过诱变处理的麻疯树M_1种子进行育苗并适时移栽培育出麻 疯树M_1植株，此步骤与现有的麻疯树育种方法中的相应步骤没有实质性的差异，在此 不多赘述；自交授粉步骤，培育出的麻疯树^1_1植株进入开花期后，对其进行自交授粉，所结 果实成熟后即获得麻疯树M_2种子。
其中，所述的化学诱变前处理步骤中，所收集的种子主要是从云南省各地收集7 个地区不同种源麻疯树种子，晾晒至种子含水量在10%左右后，再将每粒麻疯树种子的 胚根端剪去适当长度的种壳后备用，种壳通常剪去的长度为2 3_，以不伤及种皮与胚 根并使种仁中胚根端裸露为限。
而进行诱变处理步骤时，通常需采用诸如洗衣机等较大型的带有旋转搅拌机构 的容器。若采用的是洗衣机，则需要对现有的洗衣机进行改进，相应增加定时装置从而 使洗衣机具备完善的自动间歇搅拌模式，并可对自动间歇搅拌模式的总运转时间、单次 搅拌的持续时长、两次搅拌之间的间隔时间等参数进行有效设置。
具体实施诱变处理时，先往该容器内加入清水以及EMS原液(在本发明的实施 例中，使用的是^IGMA公司生产的EMS原液)，启动旋转搅拌机构5 8分钟使EMS原 液被搅拌分散均勻后获得EMS溶液；再将经过前处理的麻疯树种子倒进EMS溶液中， 再次启动旋转搅拌机构进行搅拌2 5分钟后使种子初步均勻分散；然后，将旋转搅拌机 构设置为自动间歇搅拌模式，并设置该模式总运转时间为9 15小时，每隔30分钟即运转20分钟，从而对种子进行间歇搅拌，使种子得到EMS溶液的充分浸渍；自动间歇搅 拌模式结束后，即及时排出EMS溶液，并注入清水对种子进行搅拌清洗，搅拌5 10分钟 后排出废水，再重复注入清水 搅拌清洗 排出废水的流程5 10次；最后，将清洗好的 麻疯树种子转入网兜内，过夜晾干备用。在整个诱变处理过程中，应当保持环境温度为 25士3°C，以减少影响EMS处理影响因素。
而在育苗、移栽步骤中，首先需准备苗床，在诱变处理后的麻疯树种子晾干的 第二天下午5点之后在苗床上点播处理后种子；当苗木生长达20 30cm高度时，即可移 栽至大田继续培养，株行距1.5X1.5m。
在自交授粉步骤中，当移栽后^1_1植株进入花期后，选择雌蕊饱满但花瓣尚未 张开的花序利用无纺布袋进行人工套袋，可使用32X45cm带网眼50G无纺布截剪制作 成30 X 20cm的无纺布袋供套袋使用；套袋后大约2 3天，待雌花花瓣反卷开放，柱头分 离、二裂露出花冠，且柱头绿色的时机下，解开套袋，采用本枝条或本植株的花药刚开 裂散粉的雄花，将花粉涂抹在雌花柱头上进行人工自交授粉，选取的花粉要由花药刚散 粉，且尽量多的涂抹在柱头上，降低因花粉活力导致授粉失败，且授粉完毕后，柱头在 短时间内仍有接受外源花粉的可能，为以防外源花粉污染，应继续套袋8小时后再解开 套袋，并标记已经人工授粉的花序；授粉30 45天之后，待所标记花序雌蕊发育成果实 且果皮由绿色转为黄色，人工收集有标记的成熟麻疯树果实，剥去果皮，晒干，即可获 得EMS处理的麻疯树M_2种子。
下面通过一个试验例、两个实施例以及两个相应的对比例来具体说明本发明实 施过程及效果。
试验例1本试验例具体包括以下步骤1、选取收集的云南野生种种子42份、每份100粒，按照前述要求在每粒种子的胚根 端剪去3mm种壳。
2、按照 0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%、2% 6 种 EMS 溶液浓度(体积百分 比)，分别配制溶液，具体配制如下总体积200ml，0.2%EMS溶液包括400ul EMS原 液、199.6ml 清水；0.4% 包括 800ul EMS 原液、199.2ml 清水；0.8% 包括 1.6ml EMS 原 液、198.4ml清水；1%包括2mlEMS原液、198ml清水；2%包括4ml EMS原液、196ml清水。以上6种溶液分别配制7份，分装于42个密封瓶中。
3、将上述不同浓度的7份溶液分开摆放，置入第一步中准备的种子，按照上述 7份6种不同EMS浓度浸泡种子，总时间分别设置为《1、8h、9h、10h、12h、24h、48h 7个梯度，每隔30min搅拌20seC，使种子得到EMS溶液的充分浸渍。
4、浸泡完毕之后，置入200ml清水溶液清洗，过夜晾干，在第二天下午5点后 将晾干了的EMS处理过的种子点播到准备好的苗床中，统计出芽率、统计苗高，相关数 据如下表1所示。而不同处理方式下的出芽率以及苗高分别如
图1及图2所示。
表1 试验例中相对发芽率
权利要求
1.一种高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子的方法，其特征在于，包括以下步骤前处理步骤，收集麻疯树种子，并对种子进行前处理后备用；诱变处理步骤，利用适当浓度的EMS溶液对麻疯树种子进行化学诱变处理适当长时 间，在化学诱变处理过程中，还同时进行搅拌，以保证EMS溶液浓度均勻且所有麻疯树 种子能够充分与EMS溶液接触；育苗、移栽步骤，将经过诱变处理的麻疯树M_1种子进行育苗并适时移栽，以培育 出麻疯树M_1植株；自交授粉步骤，培育出的麻疯树^1_1植株进入开花期后，对其进行自交授粉，所结 果实成熟后即获得麻疯树M_2种子。
2.如权利要求1所述的高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子的方法，其特征在于 所述前处理步骤中，所述前处理是指对收集的麻疯树种子胚根端剪去部分种壳以使种仁 中的胚根端裸露且不伤及胚根。
3.如权利要求1或2所述的高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子的方法，其特征 在于前处理步骤中，所收集的麻疯树种子为云南省分布区内的种源选优后的麻疯树种 子。
4.如权利要求1所述的高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子的方法，其特征在于 所述诱变处理步骤具体处理过程如下配制处理麻疯树种子的EMS溶液所述EMS溶液总体积的毫升数为待诱变处理 的麻疯树种子总质量的千克数的3 4倍，且EMS溶液中EMS原液的体积百分含量为 0.4-0.6%,余量为水，将水和EMS原液依次加入带有搅拌机构的处理容器中，启动搅拌 机构进行搅拌直至EMS原液在溶液中分布均勻；将经过前处理的的麻疯树种子加入装有EMS溶液的处理容器中，设置搅拌机构， 使其进入自动间歇性搅拌模式，以保证EMS溶液浓度均勻且所有麻疯树种子能够充分与 EMS溶液接触，自动间歇性搅拌的总时长为8 12小时；自动间歇性搅拌处理结束后，及时排出EMS溶液，用清水对EMS溶液处理过的麻疯 树种子进行多次搅拌清洗以清除残留在麻疯树种仁上的EMS溶液，清洗后的麻疯树种子 用网兜吊起，过夜晾干。
5.如权利要求1或4所述的高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子的方法，其特征在 于所述诱变处理步骤所使用的处理容器为经过改装的洗衣机，该改装过的洗衣机具有 自动间歇搅拌模式，并可设置自动间歇搅拌的总运转时间、单次搅拌的持续时长、两次 搅拌之间的间隔时间。
6.如权利要求1或4所述的高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子的方法，其特征在 于诱变处理步骤中，在利用EMS溶液对麻疯树种子进行浸渍处理的过程中，环境温度 保持在25 士 3°C。
7.如权利要求4所述的高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子的方法，其特征在于 所述诱变处理步骤中排出的废液用NaOH颗粒中和降解。
8.如权利要求1所述的高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子的方法，其特征在于 所述育苗、移栽步骤的具体操作如下育苗对经过化学诱变处理的麻疯树种子在苗床上进行点播育苗；移栽当苗木生长达到20 30cm高度时，再移栽苗木，株行距1.5X1.5m，培育形成 麻疯树M_1植株。
9.如权利要求1所述的高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子的方法，其特征在于 所述自交授粉步骤的具体操作如下套袋在移栽后^1_1植株进入花期之后，选择雌蕊饱满但花瓣尚未并未张开的花序 利用无纺布袋进行套袋；人工自交授粉大约2 3天后，待雌花花瓣反卷开放，柱头分离、二裂露出花冠， 且柱头绿色的时机下，解开套袋，采用本枝条或本植株的花药刚开裂散粉的雄花，将花 粉涂抹在雌花柱头上进行人工自交授粉，授粉完毕后，继续对雌花套袋以防止外源花粉 污染柱头，经过适当长时间后再解开套袋，标记已经人工授粉的花序；收获人工自交授权的花序雌蕊发育生长30 45天后，即形成成熟果实，人工收集 有标记的成熟麻疯树果实，剥去果皮，晒干，即获得EMS处理的麻疯树M_2种子。
10.如权利要求9所述的高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子的方法，其特征在于 所述套袋是由带网眼的无纺布裁取制作而成。
全文摘要
本发明涉及一种高效生产EMS处理的麻疯树M_2种子的方法，包括以下步骤前处理步骤，收集麻疯树种子，并对种子进行前处理；诱变处理步骤，利用适当浓度的EMS溶液对麻疯树种子进行化学诱变处理适当长时间，在化学诱变处理过程中，还同时进行搅拌，以保证EMS溶液浓度均匀且所有麻疯树种子能够充分与EMS溶液接触；育苗、移栽步骤，将经过诱变处理的麻疯树M_1种子进行育苗并适时移栽，以培育出麻疯树M_1植株；自交授粉步骤，培育出的麻疯树M_1植株进入开花期后，对其进行自交授粉，所结果实成熟后即获得麻疯树M_2种子。本发明利用甲基磺酸乙酯作为诱变剂对麻疯树种子进行诱变，并配合前处理以及诱变时的搅拌和自交授粉，可快速获得EMS处理的麻疯树M_2种子。
文档编号A01C1/00GK102017891SQ201010500008
公开日2011年4月20日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者廖柏勇, 杨建 申请人:普罗米绿色能源(深圳)有限公司