[发明专利]一种高通量创制植物EMS突变群体的方法

说明书

本发明公开了一种高通量创制植物EMS突变群体的方法，包括：将待处理种子和EMS溶液置于种子处理装置中，对种子进行EMS处理，处理完成倒出EMS溶液进行中和，通入清水去除种子表面残留的EMS获得处理后的种子；田间打孔，向每个种植孔中点播4粒种子，然后覆盖营养土，进行田间管理，种子出苗后得到高通量EMS突变群体。种子处理装置包括可转动的圆柱形筒体、筒体活动连接的密封盖和冲洗盖；所述冲洗盖上还设有进水口和若干出水口，所述出水口上设有过滤网。本发明解决了传统小麦突变群体创建无法得到高通量突变群体的问题；可大规模处理小麦种子，无需待种子发芽后进行大田移栽，可直接在大田中点播，得到高通量EMS突变群体。

技术领域

本发明涉及小麦突变技术领域，具体涉及一种高通量创制植物EMS突变群体的方法。

背景技术

小麦(Triticum aestivum)是重要的粮食作物，在全球范围内广为种植，以小麦为主粮 的人口约占世界总人口数的33％。在我国，小麦仅次于水稻，为第二大粮食作物。因此， 小麦的高产和稳产对于我国粮食安全起着举足轻重的作用。

普通小麦(AABBDD，2n＝6x＝24)为异源六倍体作物，基因组庞大且复杂，约为17Gb， 且存在大量的基因冗余和约80％的重复序列，这限制着小麦功能基因组学的发展。而随着 基因组测序技术日渐成熟，对小麦基因功能的研究成为重点。目前，从基因序列着手，创 建突变群体，鉴定突变体表型的反向遗传学手段已逐渐成为研究基因功能和解析复杂表型 的重要方法。

目前，创建小麦突变体库的方法主要包括自然变异、物理诱变、化学诱变和生物诱变 等。具体方法如下：

1、自然变异

自然变异是指不加人工控制，生物个体在自然情况下发生的变异。优良的自然变异个 体在育种工作中能够发挥非常重要的作用。但在高等植物中，自然变异的频率较低，产生 的变异类型较少，无法满足功能基因组学的研究。

2、物理诱变

物理诱变主要指利用射线、离子和中子等物理辐射因素及空间环境因素诱变种子或植 物离体组织，从而获得突变体的过程。物理诱变处理过程较为简便，能够进行大批量的诱 变，易出现明显的变异表型。物理诱变产生的突变类型主要包括小片段染色体的插入或缺 失、单碱基变异、染色体倒位及易位等。目前全球已有100多个国家利用辐射诱变技术改 良粮食作物、经济作物和苗木花卉等。此外，我国利用辐射诱变技术在小麦品种培育上取 得的成就在亚洲乃至世界居于首位。物理诱变通常导致突变类型复杂、生物体损伤严重、 也会出现多种突变等，目前通过物理诱变创建小麦突变体库的报道相对较少。

3、化学诱变

化学诱变指利用能够引起突变的化学物质对植物种子或组织进行诱变处理的过程，主 要的化学诱变剂包括烷化剂类和叠氮化合物类。化学诱变主要造成点突变和小片段缺失， 对生物体结构损伤较小，突变谱广，更容易产生有益突变。目前常用的化学诱变剂为烷化 较多的EMS(ethyl methane sulfonste,甲基磺酸乙酯)，与其他诱变剂相比，EMS诱变能 够产生较多的显性突变体，易于表型筛选；EMS诱导产生点突变的频率较高，而造成的染色体畸变较少，生理损伤轻。总体而言，EMS诱变范围广，产生的突变类型也相对丰 富，常用于小麦突变群体的创制。

4、生物突变

随着转基因技术的不断发展，外源序列能够被高效地转入生物体内并整合到染色体 上，进而造成基因突变，影响基因功能。目前常用的插入原件包括T-DNA，基因陷阱和 转座子标签等。插入突变在基因功能研究中发挥重要的作用，针对性强，效率高。但是， 受遗传转化效率和组织培养特性等因素的影响，插入突变还无法广泛地应用于小麦中。随 着基因编辑技术的成熟，高通量基因编辑技术在创制小麦突变群体中也将发挥重要作用。