小豆突变体库构建及突变体筛选

【作者】 佟星； 吴宝美； 赵波； 叶剑； 刘红霞； 曾潮武； 濮绍京； 万平；

【机构】 北京农学院植物科学技术系； 甘肃农业大学农学院；

【摘要】 小豆(Azuki bean,Vigna angularisi),又名红小豆,属豆科(Leguminosae)豇豆属(Vigna L.),起源于中国且栽培历史悠久。中国是世界小豆主要生产和出口国,出口量占国际贸易总量约80%。小豆是二倍体物种(2n=2x=22),生育期仅3-4个月,基因组539Mbp。国内外小豆研究基础较薄弱,许多研究领域亟待开展。本研究小组自2006年开始用 EMS、电子束、γ射线和快中子处理小豆京农6号种子,构建小豆突变体库。已获得4676个 EMS 诱变 M3株系、3160株 EMS 复合处理 M2植株,1154株60Co γ射线诱变 M2植株,1387株电子束诱变 M2植株,322株电子束诱变 M1植株,1769株快中子处理 M1植株。筛选出1051个变异株, 得到一批叶形、株型、株高、荚色、粒色、粒型、紫茎、顶部蔓生和半蔓生、有限结荚习性突变体及早熟、多花多荚、丰产性好的变异类型.用0.5%,0.9%、1.4%的 EMS 处理京农6号种子12h 和24h,M1成株率分别是51.20%、32.30%、6.70%,27.10%、16.30%和5.30%;M2变异株率分别是8.85%、9.00%、7.00%,17.44%、17.74%和14.99%。分析表明 EMS 诱变小豆的适宜浓度是0.5%处理24小时、0.9%处理12小时,EMS 诱变的变异类型丰富。0.5%EMS 处理 24h 的粒色和荚色变异突出,产生了鲜红、黄白、绿白等粒色和黑荚、褐荚、黑褐荚变异。0.9%EMS 处理产生叶型变异较突出,有鸡爪叶、剑叶、肾形叶。电子束诱变剂量为100Gy、300Gy、350Gy、 400Gy、500Gy、600Gy 和700Gy,M1成株率分别是49.84%、30.46%、25.36%、19.81%、8.77%、 5.08%和3.23%;M2变异株率分别是7.29%、9.15%、15.72%、15.08%、15.17%、17.27%和14.99%。分析显示350Gy 是小豆诱变的适宜剂量。京农6号卵圆叶、叶色浓绿、非蔓生、无限结荚、白荚、深红色大粒。筛选的叶形突变体包括鸡爪叶、剑叶、肾形叶、披针叶、小密叶;株型突变体有紧凑型、松散型、不分枝、多分枝和簇生型;荚色有黑荚、褐荚、黑褐荚;粒色包括黄白、绿白、淡棕、花脐、浅红、鲜红变异;叶色有黄绿、中绿、浅绿、半黄化和心叶黄化变异。另外,根瘤、淀粉品质、蛋白质含量和抗感病突变体正在筛选中,对已获得的突变体拟用 TILLING 和反向遗传学方法做进一步鉴定分析。本研究为小豆基因的遗传与功能分析、功能基因组学研究及小豆育种提供了重要的基础材料。更多还原