EMS诱变技术及其在创造玉米新种质中的应用
农作物化学诱变育种是人为地利用化学诱变剂，诱发作物发生突变，再通过多世代对突变体进行选择和鉴定，直接或间接地培育成生产上能利用的作物新品种。化学诱变具有成本低廉、使用方便、诱变作用专一等特点，是一种迅速发展的农作物育种手段。目前，在众多的化学诱变剂中，甲基磺酸乙酯（EMS ）被认为是应用最好的诱变剂[1～6]
。EM S 诱变技
术在国内外已成为一种成熟的技术，在玉米诱变育
种中得到广泛的应用。
1ＥＭＳ诱变技术
EMS ,即甲基磺酸乙酯，是一种烷化剂，烷化剂EM S 所诱发的突变主要通过以下步骤来完成。烷基化位点主要在G （鸟嘌呤）的N-7位上[6]，由于G 上N-7的烷基化，使之成为带一个正电荷的季铵基团。这个季铵基团产生两个效应：一是促进第一位氨基上氢解离，使G 不再与C 配对而与T 配对，从而造成G:C-A:T 转换（图1）。
二是N-7成为季铵基团后，减弱了N-9位上的N-糖苷键，而产生了去嘌呤作用。大部分的无嘌呤
位点都可以被无嘌呤内切酶系统所修复，但是有时复制在修复之前进行，则在无碱基位置上可以通过插入任何一个碱基，在第二轮复制以后，则原来的G ∶C 对可以变为任何碱基对G ∶C 、C ∶G 、A ∶T 、T ∶A ，既有转换,又有颠换（图2）。此外，它也可与核苷结构的磷酸反应，形成酯类而将核苷酸从磷酸与糖分子之间切断，产生染色体的缺失[6]（图3）。
EMS 诱变技术及其在创造玉米新种质中的应用
安伟，樊智翔，马海林，米小红，王计虎
（山西农业科学院玉米研究所，山西忻州034000）
摘要：综述了EMS 的作用机制、作用特点及EMS 在创造玉米新种质中的应用等方面的内容，并对EM S 在玉米遗传育种研究中的
利用前景进行了论述。
关键词：EM S ；诱变技术；玉米；新种质中图分类号：S513.032
文献标识码：A
文章编号：1002-2481(2008)12-0037-03
Induced Mutation Technique and Application of EMS to
Create New Corn Germplasm
AN Wei ，FAN Zhi-xiang ，MA Hai-lin ，MI Xiao-hong ，WANG Ji-hu
(Maize Research Institute ，Shanxi Academy of Agricultural Sciences ，Xinzhou Shanxi ，034000，China)
Abstract:The mechanism 、property and application of EMS for creation of new corn germplasm etc.was reviewed in the paper.The prospect of EMS utilization in research of corn genetic and breeding was also pointed out.
Key words:
EMS ；Induced Mutation Technique ；Corn ；New germplasm
*收稿日期：2008-11-13
作者简介：安伟（1975-），男，山西代县人，助研，主要从事玉米遗传育种工作。
Journal of Shanxi Agricultural Sciences
山西农业科学2008，36（12）：37～39图1N-7烷基化鸟嘌呤由于N-1位上H 的电
离而与胸腺嘧啶配对,从而导致G:C-A:T 转换
图2N-7烷基化鸟嘌呤通过去嘌呤作用导致转换和颠换
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图3烷化剂诱导染色体缺失模式
Hake等人采用分子遗传学手段，验证了EM S 诱导的8个稳定玉米乙醇脱氢酶adh突变体均为点突变[9]。Burns等报道在EM S诱导的184个大肠杆菌突变都是单个碱基对改变，其中183个G∶C变为A∶T[7]。Lebkowski研究表明EM S诱导的人类54个突变中有53个也是由G∶C变为A∶T[8]。这表明EMS诱导的突变主要是点突变。
2ＥＭＳ诱变的特点
2.1诱变效率高
EMS化学诱变产生的点突变的频率相对较高，而染色体畸变相对较少，生理损伤小。因而可被用来对玉米的某一特殊性状进行改良，并且容易出现高产、质优的突变体[3]。若引起染色体的损伤，主要是染色单体断裂，且断裂后不再连接起来[6]。
2.2诱变频率高
Bird报道用EMS处理玉米花粉，突变频率可高达78%。并且与其它诱变剂相比，EMS诱变后产生的显性突变体相对较多[1]，因而易于进行突变体筛选。
2.3诱变范围广
诱变范围广，出现的突变体类型较多。虽然烷化作用主要引进的是G∶C、A∶T碱基对之间的转换，但是同时也可出现其它各种类型的突变体，因而具有多效性。
3ＥＭＳ在创造玉米新种质中的应用
在众多的化学诱变剂中，EMS作为作物最有效的化学诱变剂之一，早在60年代EM S就被用于玉米诱变育种[10]。当时是用EMS水溶液处理玉米种子, Cornu,et al.用EMS处理感染小斑病的法国自交系种子,而后把M
3
代正在发芽的种子放在小斑病菌液上生长,或用小斑病菌液喷洒幼苗,两个处理均筛选出了抗性个体[1]。一般来说,EMS水溶液处理玉米种子效果较差。这是因为:（1）EMS与水起作用产生不起诱变作用但有毒的化合物:甲磺酸和乙醇
（CH
3
SO2OC2H5+H2O-CH3SO2OH+C2H5OH），甲磺酸显著的引起植物损伤和不育；（2）胚细胞在成熟的种子
中被许多有生命的细胞包围，再加上细胞膜的双透性就阻碍了EMS进入胚细胞；（3）产生的突变基因难固定致终，种子的胚细胞在分化出配子体以后,要经过无数次的细胞分裂和分化,一些突变因子在染色体无数次的复制过程中不易表达而丢失[11]。此外,种子处理易产生嵌合体,要筛选的诱变后代群体大,显性突变在M
2
代表现,隐性突变在M
3
代才能表现出来,得到稳定突变体所需的时间长。
Coe于1966年发现玉米花粉可以在石蜡油中悬浮几个小时仍保持生命力,把它们涂到花丝上,仍能正常授精结实。后来Neuffer将此发现加以引伸,进一步把化学诱变剂悬浮于石蜡油中,而后与玉米花粉混合进行诱变,获得成功。经过以后不断改进和完善,现在这项技术已经成为玉米诱变育种的主要手段。1986年,美国ICI种子公司Greaves等用EM S的石蜡油溶液处理玉米自交系的成熟花粉40min,在M2代用除草剂进行筛选,获得9株抗除草剂普杀特（Pursuit）突变体，其中反应最佳的植株可以忍受10倍除草剂致死剂量。该基因为抗除草剂显性基因,命名为IT（Imazethapyr Tolerant），并申请专利保护。1991年ICI公司首次推出含IT抗除草剂基因的玉米杂交种。因它不属于转基因玉米,不存在转基因产品的安全性问题，所以市场反应良好。当年该种子销售额达250万美元，1992年突破1000万美元。1987年该公司用此方法获得糯质突变3个、甜质突变3个，突变率均为0.12%[5]。1991年张铭堂利用EM S处理玉米花粉,发现糯质基因wx的诱变频率为0.12%。1992年Allen Wright（依阿华大学）用EM S处理B73的花粉从M3后代中选出10个高赖氨酸、8个高蛋白、7个高油、4个高亚油酸、3个高油酸和9个低棕榈酸材料。Victor Roboy（蒙坦拿大学）从EM S花粉诱变后代中选出两个高油突变体[5]。Neuffer采用该方法获得大量突变体,仅经过仔细研究并进行基因定位的就有760个。这些表明EMS花粉化学诱变技术已获得成功,并且已在国外得到应用。
国内一些育种单位目前已经认识到EM S花粉诱变技术的重要性,相继开展了这方面的工作。郭丽娟等人（1987）用EM S处理玉米八趟白单倍体胚性细胞无性系,以玉米小斑病菌毒素为选择剂获得了抗玉米小斑病突变体。刘治先（1998）用EMS花粉诱变技术筛选出两类高油酸玉米突变体,10个高赖氨酸、8个高蛋白、7个高油、4个高亚油酸突变体,为特用玉米育种和遗传研究提供了可贵的材料。赵永亮（1998）对花粉诱变快速创造特用玉米新种质这一现
山西农业科学2008年第36卷第12期38
代生物学技术进行了研究。结果表明，化学诱变在两个世代就可创造迄今为止所积累的所有特用玉米类型，包括白玉米、甜玉米、糯玉米、超甜玉米和高直链淀粉玉米。薛守旺（1998）采用同样方法处理了6个稳定玉米自交系的成熟花粉，结果得到浅黄粒突变体、母株穗发芽突变体、显性核不育突变体和sulsul 甜玉米。
EMS化学诱变可诱发每一个基因位点发生突变，这样不仅可创造出在育种中有用的新的突变种质资源，而且有可能产生生物学上有用的突变体，它们虽然不能产生直接的经济效益，但是可以利用它们对生物进化过程中曾经出现过的遗传变异进行全面检索和研究，为玉米生长发育等基础性研究提供一些合适的素材。Hoisingto和Neuffer在EM S玉米花粉处理后代中都发现了病斑突变体，这类突变体在不受病原菌侵染的条件下出现病斑，它们似乎是将控制抗体产生的遗传机制打开，导致基因开始起作用。通过研究,使人们对病症表达过程中寄主作物所起的作用有新的认识。1988年，Shozo Fujioka利用5种单基因矮化玉米突变体，研究了赤霉素的合成途径，为后人认识激素的作用机理，尤其是从分子角度来理解激素的反应途径提供了重要依据。M iles 等人通过对EM S诱导的hcf突变体的研究，从而使人们加深了对光反应过程中电子传递的遗传控制的理解。此外，EM S诱导的突变体在淀粉和蛋白质合成、光合作用过程、植物发育过程[的研究过程中，都起了很大的作用。
4ＥＭＳ的应用前景
4.1对诱变后代进行分子生物学研究
近年来,随着分子遗传学研究的深入,为EM S在作物遗传育种上的应用研究开辟了一条新的途径。运用DNA分子标记对EMS诱变后代进行分析,不但能鉴定出肉眼鉴别或仪器分析无法鉴别的突变,而且使对突变性状的遗传研究和定位变得更加方便和有效,同时可据此绘制相应的基因图谱,并在分子水平上对突变热点与突变机理进行分析。目前,这方面的研究报道还很少。因此,在我国开展DNA分子标记技术与诱变技术相结合的研究,将具有重大的理论价值和现实意义。
4.2对诱变后代进行抗除草剂的筛选
由于突变几乎影响到玉米形态的每一个方面,
所以采用化学诱变可以诱发各种突变。虽然化学诱
变是不定向的,但是只要对诱变后代群体加以适当的选择条件,就可能获得所需的有经济价值的新突变。
随着分子生物学研究的发展,抗除草剂作物已引起人们的广泛关注。当前,玉米上应用的除草剂如阿特拉津、乙阿合剂等均为选择性除草剂,它们的除草谱较窄,对有些杂草杀灭效果差;对喷药时期要求严格,一旦错过喷药的适宜时期则除草效果锐减;药剂施用成本高。在21世纪，高效、灭生性除草剂的开发将成为除草剂开发的主流,特别是几十年来长盛不衰的有机磷除草剂——
—草甘磷将得到广泛的应用。针对广谱、灭生性除草剂研制出抗除草剂玉米已经成为国际玉米杂交种发展的方向，在美国玉米市场上有近半数是抗除草剂品种，而我国目前还没有抗除草剂玉米问世，也未见国内有这方面的研究报道。借鉴国
外的经验，对EMS处理的M
2
群体进行抗除草剂——
—草甘磷筛选，以期筛选出抗除草剂突变体。对抗性基因进行分子生物学鉴定后,通过回交或其他生物技术转入玉米杂交种,可望创造出具有重大经济效益和社会效益的育种材料和杂交种。
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安伟等：EM S诱变技术及其在创造玉米新种质中的应用
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诱变剂的作用机理
3．1甲基磺酸乙酯( EMS) EMS分子式CH3SO2OC2H5,中文名为甲基磺酸乙酯,无色液体,分子量124,水中溶解度为8%。pH7条件下在水中半衰期20℃时是93 h, 30℃时26 h。EMS是烷化剂的一种。烷化剂通常带有1个或多个活性烷基,此基团能够转移到其它电子密度高的分子上去,使碱基许多位置上增加了烷基,从而在多方面改变氢键的能力。EMS被证明是最为有效而且负面影响小的诱变剂。与其他烷化诱变剂类似,是通过与核苷酸中的磷酸、嘌呤和嘧啶等分子直接反应来诱发突变。EMS诱发的突变主要通过两个步骤来完成,首先鸟嘌呤的O6位置被烷基化,成为一个带正电荷的季铵基团,从而发生两种遗传效应:一是烷化的鸟嘌呤与胸腺嘧啶配对,代替胞嘧啶,发生转换型的突变;二是由于鸟嘌呤的N27烷基活化,糖苷键断裂造成脱嘌而后在DNA复制过程中,烷基化鸟嘌呤与胸腺嘧啶配对,导致碱基替换,即G∶C变为A∶T。当然,化学诱变存在着染色体结构和数量方面的诱导变异,但这种单一碱基对改变而形成的点突变仍是化学诱变的主要形式。这样的点突变将是品种改良和退化特性恢复的希望所在。诱变剂也可与核苷结构的磷酸反应,形成酯类而将核苷酸从磷酸与糖分子之间切断,产生染色体的缺失。这些DNA结构上的变化都可能促使不表达的基因或区段被激活,而表现出被掩盖的性状。EMS化学诱变产生点突变的频率较高,而染色体畸变相对较少,可以对作物的某一种特殊性状进行改良。与其它诱变剂相比,EMS诱变后产生的突变频率高,且多为显性突变体,易于突变体的筛选。EMS是目前运用最广泛也是公认最为有效的诱变剂。 3.2叠氮化钠( NaN3) NaN3等电点是pH=4. 18,在pH=3时NaN3溶液中主要产生呈中性的分子HN3,易透过膜进入细胞内,以碱基替换方式影响DNA的正常合成,从而导致点突变的产生。由于NaN3只作用于复制中的DNA,所以处理种子时把种子预浸到种胚中,有利于提高处理效果。NaN3具有高效、无毒、便宜及使用安全等优点。在酸性溶液中对大麦叶绿素缺失和形态突变诱发非常有效。 3.3平阳霉素(PYM) PYM是一种抗生素,属于博莱霉素的一类,是博莱霉素的A5组分。目前主要作为抗肿瘤药应用于临床,对多种癌症具有较好的疗效。抗生素具有高度选择性,能抑制细胞的生长,其中的大多数对维持生命有重要意义。作为一种新的诱变剂, PYM在许多实验中均被证明具有安全、高效、诱变频率高、范围大等特点。与EMS的诱变特点相近,在某些方面优于EMS,很具有开发和应用前景。
两种园林植物的组织培养和种质创新研究
两种园林植物的组织培养和种质创新研究本研究是以两种园林植物作为实验材料,优秀的垂直绿化植物——灰毡毛忍冬和优美的地被植物——过路黄,同时这两种植物也是重要的药用植物。本实验建立了灰毡毛忍冬初代培养、丛生芽诱导增殖、壮苗培养、生根及移栽完整的快繁体系以及再生体系,为灰毡毛忍冬大规模工厂化生产提供一定的理论和实验指导。 对实验室已收集的过路黄种质资源经行了种质创新研究,包括多倍体诱导和遗传转化体系的探讨。主要研究结果如下：1.灰毡毛忍冬快繁体系的建立。 初代培养外植体灭菌以75%酒精处理20-30s、5.0% NaClO处理15min的方法效果最好。1/2MS+6-BA 1.0mg/L+IBA0.1mg为最佳的诱导丛生芽的培养基,诱导的增殖倍数为5.52。 1/2MS+6-BA 0.1 mg/L+IBA 0.1mg为最佳的壮苗培养基。生根培养中选经过壮苗培养且基部有一定程度木质化的外植体接种于以1/2 MS+6-BA 0.1mg/L+IBA 0.2mg/L+AC 0.5 g/L,光照条件以前期5d暗培养,后期光照培养为宜,接种后第 5d即可生根,生根率为93.33%,平均生根数为2.51。 在移栽时,先将炼苗之后的带根苗种在沙床中,14d之后再把苗移栽到腐殖 土+蛭石+珍珠岩=6：2：2(v／v)的基质中是最佳的移栽方法,移栽成活率为 94.44%。2.灰毡毛忍冬再生体系的建立。 用固体培养基培养时,以无节茎段作为外植体接种于1/2MS 6-BA 3.0 mg/L+IBA 0.1mg的培养基中,再生效果最佳,诱导率为98.89%,增殖倍数为7.64；若是用液体培养基,用无节茎段作为外植体,则诱导再生效果最好的培养基是 1/2MS 6-BA 4.5 mg/L+IBA 0.15mg,诱导率为100%,增殖倍数为11.82。3.本实验
玉米品种概述
玉米品种概述 Prepared on 24 November 2020
中国玉米品种概述 玉米属禾本科（Gramineae）玉米属(Zea)玉米种（mays）。玉米种又分为9个类型。玉米原产于中美洲的墨西哥一带,哥伦布发现新大陆后带回欧洲,16世纪前半期由欧洲传入中国。在田艺衡《留青日扎》（1573年）和李时珍的《本草纲目》（1578年）都有关于玉米的记载。玉米传到我国距今已有四百多年的历史，在我国复杂的自然条件和生产条件下，经过栽培驯化和人工选择，形成了大量的产量稳定、适应性强和抗逆性较好的地方品种，成为我国玉米种质资源的基础。据粗略统计，全国各地保存的玉米品种资源近2万份。 玉米别名玉蜀黍,又有苞米、苞谷、苞芦、苞粟、棒子、玉茭、六谷、珍珠米、观音粟等名称。我国是世界上栽培玉米最多的国家之一。其栽培面积和总产量仅次于水稻、小麦，居第三位。主要分布在北纬500到200从东北到西南的狭带状地区内，包括黑龙江、吉林、辽宁、河北、北京、天津、山西、山东、河南、陕西、四川、贵州、云南和广西等省、市、自治区。其中以河北、山东、黑龙江、吉林、四川、河南等省的播种面积最大，其他省、市、自治区也都有一定种植面积。
玉米是高产粮食作物，籽粒含有丰富的营养物质，掺合其他的粮食，实行粗粮细做，可做成各种糕点,美味可口，深受人们喜爱。随着我国四化建设的逐步发展，人民生活水平的不断提高，玉米的饲用价值越来越重要。在工业上用途亦广，玉米籽粒和副产品可以制造300种以上的工业品。在医药上，玉米淀粉是培养抗菌素（如青霉素、链霉素、金霉素）的主要原料之一。 我国地域辽阔，生态环境多样,形成了丰富多彩的玉米种质资源。这些种质资源在生产、育种和科学研究上有着重要的利用价值。解放后，人民政府十分重视玉米种质资源工作，全国各地开展了群众性的评选良种、收集、整理农家品种工作。据统计,至1958年止，全国共收集保存玉米品种11400余份；1979年以来，全国又进行了大规模的补充征集，从而促进了我国玉米品种的选育和推广。 我国过去长期种植的大部分是硬粒型地方品种，而马齿型品种基本上是近几十年来自国外引入的,如云南的普照苞谷是1920年从印度引进的,金皇后是1931年由美国引进,英粒子
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试论玉米种植现状及新技术应用效率研究分析 发表时间：2020-03-18T12:01:30.931Z 来源：《科技新时代》2019年12期作者：闫鋆[导读] 随着我国经济的稳固发展和农业科技的不断提高，农产品种植在很多方面有了很大进步，玉米是我国的重要的一种农作物，随着生物、化学技术的应用，玉米种植迈入新阶段。内蒙古自治区呼和浩特市托克托县古城镇科技站 【摘要】随着我国经济的稳固发展和农业科技的不断提高，农产品种植在很多方面有了很大进步，玉米是我国的重要的一种农作物，随着生物、化学技术的应用，玉米种植迈入新阶段。本文论述了玉米种植的现状，并基于现状，分析了新技术的应用状况，就玉米种植更好地给出了实用的建议。 【关键词】玉米的种植；种植的现状；新技术应用效率 【引言】目前乃至今后的很长时间里，农业会我国国民经济的基础行业。提高农作物的种植效率和技术，对国计民生有长远的益处。玉米作为重要粮食、饲料农作物，为提高产量和作物种植质量，加强对其的种植研究势在必行。在最近几年，我国的玉米种植大致呈现以下3个特点：规模分区域、生产产业化和集中化。 一、玉米种植现状 1、种植规模扩大 近年，国家重视玉米产量，对于玉米种植的投入越来越多，这是上文提到种植区域化、规模化、集中化和产业化的原因。土地的集中种植，是作为提高玉米种植率的主重要手段。在生产时，统一采用机械化大生产，使所需劳动力大大减少。目前，国家也正在研究玉米单位母产量增加的方法，生物技术的利用提高种植效率早已提上日程。 2、种植技术的进步 通过农业技术人员的不断研究，众多生物领域的新型技术，正渐渐运用于玉米种植，使得玉米产量不断增多。玉米的丰收在很大程度上调动了种植户的积极性。通过研究，近年来，在防治病虫害方面，缩短玉米生长周期方面、单株作物坐果率等方面取得了非常大的成果，玉米的产量每年都在增加。但虽然和以往比有长足的进步，但种植技术在应用效率上有待进一步实现。 3、政府的重视程度提高。 我国是农业大国，其农作物出口，历来是我国国民经济一个非常重要的组成部分，这其中，玉米的总产量就大致占世界总产量的百分之20，也包括占据重点地位的玉米出口行业。近年来，政府引导，使农作物依靠科学技术的不断发展，如生物技术以及卫星监控数据发展这些技术，很大程度上提高了产品的质量和数量，除此以外，我国政府也从未停止加大对玉米种植户的补贴、奖励，积极性也由于相关的种植优惠政策，不断被很大程度地调动 二、玉米种植方面的技术——其应用效率的实践应用 1、育种改良 玉米种子的良种培育对于作物种植的优劣极为关键。经过近年的不断探索研究，玉米育种改良取的了两亮眼的成绩。首先，结合我国得天独厚的气候特点和自然环境，已经成功培养出适宜生长的玉米种。其次，解决了种子的问题，科技人员的视线正转向玉米种植。玉米种子不依靠进口后，种植技术也要做到基本与之配套。比如，我国的地理区位因素，如疆域广阔，南北的气候差异大，气候特点有很大的不同，在实际玉米的种植中，这些因素必须被考虑进来。如今，东北地区的玉米研究中，对当地的气候、水文等进行综合参数分析后，分别研究，最终改良了种植技术，大幅度提高了产量。在种植技术的改良中，其中的植物的密植技术起到了很重要的作用。?密植技术，即通过合理的密植来实现土地的充分利用。密植的过程遵循光照应充分的原则，就种子的种植间隔进行控制。过程中需要注意根据实际情况肥料和水供给。? 2、病虫害防治 病害、虫害总是影响农作物的健康生长，玉米也是这样。病虫害这一因素是影响玉米产量与质量非常重要的因素。其实不只玉米这种作物，在农业生产中对病虫害的放纵，一定意味着：对农作物的产量和质量造成非常不可逆转的伤害。病虫害的防治，预防应该为主，科学得治理作为辅助。比如，种子在种植前，需要经过预处理，主要施用无菌种子技术和种子预施药技术。前者一种拥有非常强大的、拥有病虫害抵御能力的种子，适合种植。种子的药物预施是在种植之前，对种子统一进行药物的包裹或者浸泡，让种子顺利萌芽，减少病虫害对种子的侵蚀。其次，在玉米播种后，种植户对玉米生长情况的观察也必不可少。及时监测可在出现病虫害能迅速反应，使其不会波及周围的作物。 3、科学施用肥料
线虫的EMS诱变和突变体筛选2015
线虫的EMS诱变和突变体筛选 摘要：秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，C. elegans）是一种被广泛研究的模式生物，其性状容易辨别，突变型多且容易获得。本实验用EMS诱变剂对同步化后的N2型怀卵成虫线虫进行不定向诱变，筛选出一系列的突变体，再通过对亲代突变体的子代进行进一步的筛选，筛选出F1、F2、F3突变体，最后获得性状稳定的、能够稳定遗传的突变体，可以将突变体至于-80℃保存。本次试验涉及到的生物技术有：无菌操作技术，同步化技术，EMS诱变技术，显微操作技术等。将获得的突变体与野生型作对比，可以在显微镜下观察到性状明显的突变体，将突变体转移、传代、保留，最后获得稳定的突变体。 关键词：秀丽隐杆线虫同步化EMS诱变无菌操作技术突变体 1.引言 秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans，C. elegans）是一种以细菌为食，居住在土壤中，无毒无害、可以独立生存的线虫。它有如下几个特点：①其个体小，成体仅1mm长，雌雄同体全身共有959个细胞，雄性线虫全身共有1031个体细胞；②为雌雄同体：雄性个体仅占群体的0.2%，可自体受精或双性生殖；③染色体组简单：只有5对常染色体和1对性染色体；④基因组便于研究：基因组大小仅为100Mb，并且内含子少，基因密度高；⑤生活周期短且随温度变化：线虫整个的生命周期仅3天（25℃）。野生型线虫胚胎发育中细胞分裂和细胞系的形成具有高度的程序性，这样就便于对其发育进行遗传学分析。温度越高，生活周期越短；⑥有大量突变株；⑦繁殖能力强：成虫一生可产300个受精卵；⑧易于保存：可以用-80℃冰箱长期保存 线虫作为模式生物，与酵母、果蝇、斑马鱼、小鼠和拟南芥等一起，为生命科学的发展做出了极大的贡献。它与其他模式生物相比，有自身优势，如：①它只有消化系统和呼吸系统，并且肉眼可见，容易研究；②它是目前最适合大规模药物筛选的多细胞动物，③它的研究成本低：既提供了一个完整动物实验系统，又避免了小鼠模型的高价费时等。但也有其缺点，如：①线虫的神经元细胞对RNAi不敏感；②线虫没有心脏、获得性免疫系统、呼吸系统等，所以一些人类疾病无法在线虫中模拟；③鉴于线虫与人类种间距离太远，线虫的作用仍是在药物研发初期，快速粗筛，提供线索，需要再经过哺乳动物模型的“细筛”。 基于线虫的自身体积小并且结构简单的优势，国内外众多的科研机构都在以线虫作为研究材料，在RNAi、衰老、药物筛选、功能基因组学等领域进行研究。研究发现，线虫中大约有35%的基因是在人体中具有等同作用，并且有大量人类遗传疾病同源基因，只有大约58%是线虫特有的，所以，从理论上讲, 只要人类疾病的靶蛋白或调控途径是物种间保守的, 就可能利用模式生物来进行研究。 目前，已经有许多成功的线虫病理模型，如：溶酶体病，阿尔茨海默症(Alzheimer’s, AD)，多囊肾病(polycystic kidney disease)，Duchenne 肌营养不良症，过氧化物体生物合成缺陷等。 甲基磺酸乙酯，简称EMS，是一种重要的致癌物之一，生物学上可以用来创建突变体库。本实验就是将EMS作为诱变剂来获得线虫的突变体。线虫有单基因突变形成的表型，例如：运动不协调（uncoordianated，Unc）、短胖（dumpy，Dpy）、打卷（roller，Rol）等，造成这些表型的基因有很多个，分别分布于各条染色体上。这些易于观察的表型作为遗传标记，给线虫的经典遗传学实验带来了极大的便利。此外，线虫还有许多组织特异性标记的品系，如在线虫中负责协调前后运动的D型运动神经元。我们通过对排卵时期的线虫进行诱变，观察诱变后线虫突变体表形，对突变体后代进行筛选，探究影响突变型基因的显隐性，
种质资源
§3 种质资源 重点：种质资源的概念，种质资源的重要性、保存、研究、创新与利用。 难点：各类种质资源的特点。 要求：了解作物起源学说的形成、发展和主要内容，明确种质资源的工作内容，掌握种质资源的概念、类别和利用。 §3.1 种质资源的重要性 §3.2 作物起源中心学说及其发展 §3.3 作物种质资源的类别及利用价值 §3.4 种质资源工作的内容 §3.1 种质资源的重要性 3.1.1 种质资源的概念 用以培育新品种的原材料，过去称为育种的原始材料。在中国20 世纪60 年代初改称为品种资源。现代育种所利用的现有品种材料和近缘野生植物，主要是利用其内部的遗传物质或种质，所以现在国际上大都采用种质资源这一名词。在遗传育种领域内，把一切具有一定种质或基因的生物类型总称为资源(germplasm rmuce)。包括品种、类型、近缘种和野生种的植株、种子、无性繁殖器宫、花粉甚至单个细胞，只要具有种质并能繁殖的生物体，都能归入种质资源之内。又因为现代的遗传育种研究不但利用现有的种质资源,而且要进行染色体工程、基因工程，所以，遗传学上也常称种质资源为遗传资源(genetic remurees)。说到底，遗传、育种研究上主要利用的是生物体中的部分基因，甚至是个别基因，所以又称为基因资源(gene resources)。把蕴藏有形形色色基因资源等各种材料, 概称为基因库或基因银行。 种质资源是在漫长的历史过程中, 由自然演化和人工创造而形成
的一种重要的自然资源, 它积累了由于自然和人工引起的极其丰富的遗传变异,即蕴藏着各种性状的遗传基因。是人类用以选育新品种和发展农业生产的物质基础, 也是进行生物学研究的重要材料, 是极其宝贵的自然财富。 3.1.2 品种资源在作物育种工作中的重要性 1. 品种资源是作物育种工作的物质基础 作物育种成效的大小, 很大程度上决定于掌握种质资源的数量多少和对其性状表现及遗传规律的研究深度。 品种资源是在长期自然选择和人工选择过程中形成的, 它们携带着各种各样的基因, 是品种选育和生物学理论研究不可缺少的基本材料来源。如果没有品种资源, 作物育种工作就成为“无米之炊”。 筛选和确定作物育种的原始材料, 也是作物育种的基础工作。能否灵活地、恰当地选择育种的原始材料, 受作物品种资源工作的广度和深度的制约。 2. 作物育种工作的突破性进展取决于关键性基因资源的发现和利用 国内外作物育种工作实践表明, 一个特殊种质资源的发现和利用, 往往能推动作物育种工作取得举世瞩目的成就，品种培育的突破性进展, 往往都是由于找到了具有关键性基因的种质资源。 20 世纪50 年代, 中国由于发现和利用了广东省的矮脚南特和广西省的矮仔占等水稻矮源, 从而育成了广场矮、珍珠矮等一批高产、抗倒的矮秆水稻良种，实现了品种矮秆化,使水稻亩产由200-250 公斤提高到300-350 公斤以至500 公斤。 同时, 由于低脚乌尖这一水稻矮源的发现与利用, 进一步推动了世界范围的“绿色革命”浪潮。低脚乌尖原产于中国台湾及福建, 它现在几乎是世界所有国家矮秆水稻品种的祖先。台湾省以低脚乌尖为亲本,
玉米种质资源情况
玉米种质资源 导读：我国长期种植的玉米地方品种主要是硬粒型，例如北方春玉米区的火苞米、金顶子、白苞米、老来皱、霜打红、白顶、高桩，北方夏玉米区的野鸡红、小粒红、金棒锤、小白糙、干白顶，华北玉米区的武陟矮、石灰篓、大红袍、七叶糙、紫玉米、红玉米，南方玉米区的小金黄、满堂金，西南玉米区的大籽黄、南充秋子等，据1984年全国农作物品种资源考察，共征集整理的玉米地方品种近800份，—《中国玉米种质资源的整理与成就》，玉米玉米种质资源 第一阶段：1950年以前，农家品种、外来品种 我国长期种植的玉米地方品种主要是硬粒型，还有少数糯质型。例如北方春玉米区的火苞米、金顶子、白苞米、老来皱、霜打红、白顶、高桩；北方夏玉米区的野鸡红、小粒红、金棒锤、小白糙、干白顶；华北玉米区的武陟矮、石灰篓、大红袍、七叶糙、紫玉米、红玉米；南方玉米区的小金黄、满堂金；西南玉米区的大籽黄、南充秋子等。据1984年全国农作物品种资源考察，共征集整理的玉米地方品种近800份。—《中国玉米种质资源的整理与成就》 玉米传入我国以后，经过近500年的风土驯化，形成了各种生态型的丰富的地方品种。硬粒型品种是最早引入我国的类型，经过长期在某一地区培养与选择，已形成各种生态型。硬粒玉米共同特点是对特定的地区有较强的适应性，但因受生态型的限制，这类品种适应性不广泛。耐瘠薄性、耐旱性、早熟性和品质好是其共同特点，适应于丘陵山区和生育期短的早熟地区。籽粒品质角质，淀粉多，食味好。例如黑龙江北部的火苞米、小粒红；陕西的野鸡红；四川南充的秋子；湖北山区的小子黄等地方品种皆属于这一类。而在半高山地区和纬度较低地区的硬粒玉米则属于熟或晚熟品种，如西南
浅谈种质资源的创新与利用
蔬菜育种学论文 浅谈蔬菜种质资源的创新与利用 学院：园艺学院 班级：09园艺（2）班 学号：200930050218 姓名：石小峰 指导老师：林明宝
浅谈蔬菜种质资源的创新与利用 摘要：蔬菜作物种质资源又称育种的原始材料、品种资源、遗传资源、基因资源等，种质资源的创新和利用，对选育高产、优质、抗逆、抗病新品种具有重要意义。蔬菜作物种质资源的创新与利用是当前最热门的话题之一，我国作为蔬菜作物种质资源大国，更应注重这一方面的发展。蔬菜作物种质资源的创新主要是指遗传与变异，而利用则是利用创新所得的优良品种进行栽培与推广。两者相结合，才能创造出更高的利益。 关键字：种质资源；创新；利用；新品种 蔬菜作物种质资源是指能从亲代传递给子代基因的载体，是培育作物新品种的原始材料，这些基因的载体可以是植物的群体或个体，也可以是植物的部分器官、组织、细胞，甚至DNA片段。人们很早之前就开始了蔬菜种质资源的创新与应用。当然，以前的人只是粗略的进行创新与利用，一般是使用杂交育种。到了现在，人们对蔬菜种质资源的创新不止在品种之间的创新，还在组织、细胞乃至分子水平上进行创新。 接下来，我要介绍我所知道的几种蔬菜种质资源创新与利用的几种方法：有性杂交育种、倍性育种、诱变育种、生物技术育种方法（细胞工程育种、分子标记技术育种、基因工程育种）。 1、有性杂交育种 指不同种群、不同基因型个体间进行杂交，并在其杂种后代中通过选择而育成纯合品种的方法。杂交可以使双亲的基因重新组合，形成各种不同的类型，为选择提供丰富的材料；基因重组可以将双亲控制不同性状的优良基因结合于一体，或将双亲中控制同一性状的不同微效基因积累起来，产生在各该性状上超过亲本的类型。正确选择亲本并予以合理组配是杂交育种成败的关键。这是最古老的制种方法，也是目前最常用和最实用的方法。 有性杂交育种最重要的是父母本的选择。其原则有：①亲本应有较多优点和较少缺点，亲本间优缺点力求达到互补；②亲本中至少有一个是适应当地条件的优良品种，在条件严酷的地区，亲本最好都是适应环境的品种；③亲本之一的目标性状应有足够的遗传强度，并无难以克服的不良性状；④生态类型、亲缘关系上存在一定差异，或在地理上相距较远；⑤亲本的一般配合力较好，主要表现在加性效应的配合力高。 有性杂交育种一般分为常规杂交育种、杂种优势育种和营养系杂交育种。 1.1纯合育种
玉米种质资源
玉米种质资源研究进展 刘丹，东北农业大学，150030 玉米的种质资源非常丰富，玉米无论在表型水平还是在分子水平上都是遗传差异较大的物种。即使在育种水平较高的美国，目前所利用的玉米种质还不到总资源量的5%[1] 。在中国，优质、抗逆、高配合力和适应性广的种质资源的匮乏，始终是玉米育种快速发展的制约因素。近年来，国内有关玉米种质资源的评述，多局限于杂种优势群和杂种优势模式的框架之下，但不同类型种质资源的利用途径的讨论较少，因此实用性不大，同时，对国外的最新研究成果介绍的也不多。
摘要 玉米种质资源是选育优良品种的遗传物质基础。搜集原始素材，拓宽种质基础，开展种质鉴定、创新和利用，在玉米品种改良工作中始终占有重要地位。本文主要介绍了玉米种质资源的遗传背景、研究方法，以及玉米种质资源在遗传多样性、种质类群的划分、群体配合力、抗胁迫性、品质等方面的研究，探讨了玉米种质资源的研究方向。 关键字：玉米种质资源背景研究方法研究现状
1 玉米种质资源的利用背景 根据玉米种质资源遗传背景的差异，可以把它们划分成不同的杂种优势群。在不同环境下的自然和人工选择，造成不同亲本之间基因型的差异，从而形成了它们之间的杂种优势。杂种优势模式是杂种优势群之间的杂交后代的相对表现。在美国，北方硬粒与南方马齿亚种之间的形态差异非常大，如果它们是野生的禾本科植物，就会被划分为不同的种，甚至是不同的属。美国玉米带玉米的杂种优势似乎应归功于北方硬粒和南方马齿之间的巨大差异，最大的杂种优势也可望从分别来源于北方硬粒和南方马齿的自交系之间的杂交组合中获得。Reid×Lancaster 是最主要的杂优模式。Reid 更像北方硬粒亚种，而Lancaster 更像南方马齿亚种。两个杂种优势群的标准测验种分别是B73 和MO17，B73×MO17 是美国玉米带很长一段时期内主推的杂交种之一。欧洲引进美国马齿种质，与当地的欧洲硬粒种质构成最常见的杂种优势模式，该模式将美国种质的丰产性与欧洲种质的早熟性和适应性相结合。欧洲使用的美国种质大部分属于Minnesota13 优势群，该优势群在美国玉米种质中所占的比例仅次于Reid，是早熟种质的主要来源。在热带、亚热带地区，Tuxpeno 和ETO 构成两个基础的杂种优势群，Tuxpeno × ETO 是当地最重要的杂种优势模式[2]。 从20 世纪80 年代到90 年代中期，中国玉米育种消化和利用78599 及其同类杂交种，这是续MO17、B73 之后中国玉米种质资源引进的第二次浪潮。21 世纪初，美国先锋种子公司以…先玉335?为代表的先玉系列品种，具有突出的丰产性、广适性和多抗性。全国多数育种单位都将此作为玉米种质扩增的首选材料，选育出一批优良的自交系，被称为X系种质[3]。这一方面反映出中国玉米育种领域对国外优秀种质资源的积极引进，另一方面也反映出中国玉米种质资源的缺乏和育种工作低水平重复的状况，可见，加强玉米种质资源创新的育种基础性工作已迫在眉睫。利用和改良玉米种质资源时，要灵活运用杂种优势群和杂种优势模式，既要参考一定的杂种优势群的划分，以便对种质资源的遗传背景有较清楚的认识，同时，又要突破固定的杂种优势模式，以便根据目标性状组建群体和配制组合。石雷[4]认为，中国的玉米育种，应把中国玉米种质与引进的国外种质相结合，把本土的杂种优势模式与国外的杂优模式相结合，同时与国际通用的Reid-Tuxpeno×nonReid-nonTuxpeno 杂优模式接轨。高翔等[5]遵循种质扩增中优势互补，不断创新的原则，对美国Reid 种质进行改良利用。一是沿用原有的典型杂优模式，即Reid×Lancaster，利用四平头和旅大红骨等种质对父母本双方进行种质扩增。二是采用单交、复合杂交、回交、自交、辐射诱变、化学诱变、生物技术等方法，对含美国Reid 种质的选系进行种质扩增，目的是创建新的杂优模式。刘纪麟[6]指出，把玉米育种的基础材料，按杂种优势模式，划分成若干对杂种优势群，可以减少盲目性，提高育种效率。同一个杂优模式下的杂种优势群间选出的优系，遗传背景不同，应具有较大的杂种优势，相互之间的特殊配合力较高，这些自交系也便于按各自的优势群归类。不同杂优模式的优势群选出的优系，因含的有利基因较多，一般配合力较好，也可能组配出农艺性状较优的强优势组合。番兴明等[7]也报道，CIMMYT利用优良自交系，组建了选育新自交系的基础群体。尽管这些群体不是按杂优模式组成的，但每一个群体内通过轮回选择已有大量的基因重组，它们的遗传构成和籽粒品质（马齿或硬质）表明，它们可以作为对应的杂种优势群利用。 2 玉米种质资源的研究方法 2.1 系谱分析法 系谱分析法是在对种质基础分析的基础上，根据育种材料的血缘关系研究群体的方法。我国所用的主要种质从来源上可以分为改良Reid、Lancaster、四平头和旅大红骨四个杂种优
玉米种植技术及推广应用
玉米种植技术及推广应用 发表时间：2016-12-07T09:54:41.347Z 来源：《基层建设》2015年第35期作者：王伟[导读] 摘要：玉米全身是宝，不仅玉米籽粒具有极高的利用价值，其茎叶也是极具营养价值的饲料，因此玉米对于人民生活水平的提高和国民经济的不断发展都具有十分重要的意义，本文在对玉米种植技术研究的基础上，结合实际工作经验，探讨了对玉米种植技术的推广应用研究。 阜平农业局河北保定 073200 摘要：玉米全身是宝，不仅玉米籽粒具有极高的利用价值，其茎叶也是极具营养价值的饲料，因此玉米对于人民生活水平的提高和国民经济的不断发展都具有十分重要的意义，本文在对玉米种植技术研究的基础上，结合实际工作经验，探讨了对玉米种植技术的推广应用研究。玉米高产种植技术的推广应用对于我国玉米生产效益的提高和发展前景的开拓具有十分重要的作用。各地应当根据地区气候、土壤等具体情况来进行种植技术的不断提高和创新，通过宣传实现现代农业技术的推广应用。关键词：玉米；种植技术；推广应用一．优选土地，精细整地 从理论上来讲，整地一般是在早春或者是冬季就开始进行，并且对于地块的精细程度有十分严格的要求，整地原则是地块平整、土壤细碎，因为整地的精细有利于减少耕地中水分的蒸发和保障种子的萌发。优良的生长环境对于玉米的生长和种植来说至关重要，在选择土地的时候选择平整的、通透性好的，质地疏松的、涂层深厚的土地是非常重要的，只有符合这些要求的土地在种植的时候才能够让玉米生长的更加旺盛，能够为玉米的生长提供充足的空间。除此之外，精心的整地对于种植玉米来说也是非常重要的，，因为玉米的根系较为发达，能够深入地下很深，深度的吸收土壤中的营养成分，精心的整地也是为了能够让玉米更好的生长。将土地中的营养成分进行均匀的调整，为玉米的生长营造一个良好的氛围二．玉米的种植技术 （一）在种子的选择上因地制宜不同品种的种子对于不同的气候条件和土壤条件等具有不同的要求，因此在实际的种植选择时一定要根据其地理特点和土壤状态来选择更加适宜的种子。例如，在南方种植的种子移种到北方时，由于积温、土壤等条件的不同，就使得玉米的实际产量受到影响。除了考虑土壤状态、生长环境等不同之外，还需要考虑当地的具体消费状况和当地人群的喜好来选择更加适宜的品种。（二）在最大程度上的保持土壤肥力土壤的肥力对于玉米的高产具有十分重要的作用，基肥的施用有利于土壤性状的改变，进而使得土壤变得更加的疏松，为玉米的生长提供更加丰富的营养，实现玉米种植产量的提高。在实际的种植过程中，很多农民采取速效肥与迟效肥相结合施用的方式来实现土地肥力的提高，为玉米的生长提供足够的营养。也就是说，要在保证施足基肥之后，还需要通过适当的追肥来保证玉米在生长过程中营养的输送。 对玉米进行施肥要遵循穗肥为主，粒肥为辅；氮肥为主，磷肥为辅；基肥为主，追肥为辅的施肥原则。在施肥时要注意施肥比例，掌握玉米对于钾、磷、氮等微量元素的吸收比例，不同的施肥方法、不同的土壤状况和天气变化对于玉米施肥都有着重要影响。我们北方地区，一般玉米施肥需要优质基肥2400kg.硫酸锌2~3kg.氯化钾4~7kg，五氧化磷7~11kg.纯氮115kg.其次，要注意玉米施肥方法，提高施肥的科学性。科学施肥可以取得事半功倍的效果。为了玉米幼苗和生长的需要，要对玉米深施基肥，增施氮肥。科学合理的分层追肥叶面肥、花粒肥、孕穗费、提苗费，满足玉米不同生长期的需要。（三）病虫害防治 玉米在生长过程中会遇到一些病虫害，需要掌握足够的知识来实现病虫害的预防和诊治。例如，对于玉米螟就需要以预防为主，通过杀虫设备的使用来实现诊治的目的，而对于黏虫则是需要通过喷洒农药杀灭。（四）合理灌溉 玉米的生长发育离不开合理灌溉，尤其是干旱的气候条件下，更需要对玉米进行合理灌溉。在玉米的生长过程中，玉米种子再发苗期抗旱能力最强，随着玉米的不断生长，抗旱能力越来越差，需要充足的水来满足生长需要，玉米在生长过程中对于水的缺失比较敏感，在缺水状况下，玉米容易干枯死亡，因此要针对不同的玉米生长期、天气状况和实际的土壤状况进行合理灌溉，保障玉米的生长发育。（五）科学管理 科学田间管理对于玉米的生长来说起着至关重要的作用，玉米的生长不仅仅需要肥料和充足的水分，还需要及时对田间杂草进行处理。认真做好追肥工作，田间间苗定苗、中耕除草、防治害虫等工作，只有将这些工作做好才能够更好的保障玉米的产量和产品质量。三．玉米种植技术的推广应用分析（一）通过宣传力度的加大来实现推广范围的扩大在当前的玉米种植过程中，大多数的农民因为对于现代种植技术了解不到位，仍然延续传统的种植方式，对玉米种植发展具有一定的阻碍作用。因此需要针对其实际情况，对现代农业技术加大宣传力度，让农民转变传统的种植观念，实现对于新技术的了解与掌握，最终实现对玉米科学种植技术的推广应用。（二）加大政策支持 政府要重视玉米科学种植技术的作用，通过宣传力度的加大，来增强农民科学种植观念。同时，还需要培养大量的科学种植技术专业人才，让专业的人才深入到田间地头进行细致的指导，实现玉米产量的提高。（三）通过试验田的划分来实现科学技术的掌握可以采取试验田的方式让一些掌握先进技术的人来进行科学种植，用实际的产量和品质让更多的农民认识到科学种植技术的创新对于产量的提高和经济效益的提高的重要作用，发挥先进种植户的引领作用、榜样作用，实现新技术的推广应用。 四．推广玉米种植技术的重要意义
EMS诱变技术及其在创造玉米新种质中的应用
农作物化学诱变育种是人为地利用化学诱变剂，诱发作物发生突变，再通过多世代对突变体进行选择和鉴定，直接或间接地培育成生产上能利用的作物新品种。化学诱变具有成本低廉、使用方便、诱变作用专一等特点，是一种迅速发展的农作物育种手段。目前，在众多的化学诱变剂中，甲基磺酸乙酯（EMS ）被认为是应用最好的诱变剂[1～6] 。EM S 诱变技 术在国内外已成为一种成熟的技术，在玉米诱变育 种中得到广泛的应用。 1ＥＭＳ诱变技术 EMS ,即甲基磺酸乙酯，是一种烷化剂，烷化剂EM S 所诱发的突变主要通过以下步骤来完成。烷基化位点主要在G （鸟嘌呤）的N-7位上[6]，由于G 上N-7的烷基化，使之成为带一个正电荷的季铵基团。这个季铵基团产生两个效应：一是促进第一位氨基上氢解离，使G 不再与C 配对而与T 配对，从而造成G:C-A:T 转换（图1）。 二是N-7成为季铵基团后，减弱了N-9位上的N-糖苷键，而产生了去嘌呤作用。大部分的无嘌呤 位点都可以被无嘌呤内切酶系统所修复，但是有时复制在修复之前进行，则在无碱基位置上可以通过插入任何一个碱基，在第二轮复制以后，则原来的G ∶C 对可以变为任何碱基对G ∶C 、C ∶G 、A ∶T 、T ∶A ，既有转换,又有颠换（图2）。此外，它也可与核苷结构的磷酸反应，形成酯类而将核苷酸从磷酸与糖分子之间切断，产生染色体的缺失[6]（图3）。 EMS 诱变技术及其在创造玉米新种质中的应用 安伟，樊智翔，马海林，米小红，王计虎 （山西农业科学院玉米研究所，山西忻州034000） 摘要：综述了EMS 的作用机制、作用特点及EMS 在创造玉米新种质中的应用等方面的内容，并对EM S 在玉米遗传育种研究中的 利用前景进行了论述。 关键词：EM S ；诱变技术；玉米；新种质中图分类号：S513.032 文献标识码：A 文章编号：1002-2481(2008)12-0037-03 Induced Mutation Technique and Application of EMS to Create New Corn Germplasm AN Wei ，FAN Zhi-xiang ，MA Hai-lin ，MI Xiao-hong ，WANG Ji-hu (Maize Research Institute ，Shanxi Academy of Agricultural Sciences ，Xinzhou Shanxi ，034000，China) Abstract:The mechanism 、property and application of EMS for creation of new corn germplasm etc.was reviewed in the paper.The prospect of EMS utilization in research of corn genetic and breeding was also pointed out. Key words: EMS ；Induced Mutation Technique ；Corn ；New germplasm *收稿日期：2008-11-13 作者简介：安伟（1975-），男，山西代县人，助研，主要从事玉米遗传育种工作。 Journal of Shanxi Agricultural Sciences 山西农业科学2008，36（12）：37～39图1N-7烷基化鸟嘌呤由于N-1位上H 的电 离而与胸腺嘧啶配对,从而导致G:C-A:T 转换 图2N-7烷基化鸟嘌呤通过去嘌呤作用导致转换和颠换 37
玉米育种的基本思路
玉米育种的基本思路—记住五句话 张世煌 最近，网友询问玉米育种的基本思路是哪5句话，还有人问循环育种怎么做，我只好复述如下，包括历史经验的总结、理论铺垫和改造我们的育种技术。 一、理论误区和历史教训 在中国现代玉米育种历程中发生过两个重要的历史教训：“狗熊掰棒子”（抛弃优良种质，或喜新厌旧）和“走猫步”（技术错乱）。前者是理论和技术上缺乏自信心的表现，对于把握大量种质资源和遗传改良的能力缺乏信心和能力。后者源于一种灵活多变而看似有效的传统人文精神，但在现代育种技术面前，却忽视了数量遗传学原理，表现出明显的理论幼稚病。这两个现象合在一起，便折射出以经验为主体的育种技术特征。其后果便是理论模糊，思路混乱，技术跟着感觉走。在做了许多调研和参加了一些会议之后，我发现这就是当前很多人对育种技术的理解。包括一些专家教授竟也如此。 玉米育种陷入理论误区，其后果很矛盾，一方面从事育种的人力资源丰富，育成品种数量非常多，另一方面，生产上缺乏优良品种，玉米产量增长缓慢，甚至在九十年代中期以后进入了近50年来增长最缓慢的时期。 比较中国与美国玉米生产的差距，不难看出，中国使用了相当于美国86% 的土地面积和2.3倍的化肥，生产了49%的玉米，产量水平相当于美国的55%。大家都意识到，只有采取有效的技术措施，才能止住下滑趋势，逐渐缩小与发达国家的差距，并全面提高生产水平。 我国育种者曾经面临生物逆境的巨大压力，当时很强调种质基础的重要性，却忽视了育种技术的导向性和能动性。今天，当我们总结经验教训的时候，认识到不能没有种质改良和种质创新，但也不能忽视育种技术的改进。今后，要尽快地使玉米育种完成从经验到科学的跨越，这取决于我们对数量遗传学知识的把握。除了种质基础和育种技术，还需要一点人文智慧。三者结合才能促进玉米育种技术从经验向科学的转变。 以往的问题出在哪里？育种目标和育种技术方面有过3个理论误区：⑴什么是产量？⑵产量与杂种优势的关系？⑶如何通过自交系提高杂交种的产量？第三个问题的另一种解释（更科学的诠释）即一般配合力（GCA）与特殊配合力（SCA）对杂交种产量的相对贡献。这些理论问题决定了育种目标、基本思路和技术路线的合理性。 我们首先要明确，产量不是空洞抽象的概念，也不仅仅是试验田里玉米果穗的重量，而是如何排除或抗衡农民生产田间限制产量和产量稳定性的那些障碍因素。因此，Duvick把产量解释为抗逆性，品种必须有一定的抗灾减灾，首先是耐密植抗倒伏的能力，然后是耐旱、耐低氮和耐低温或高温的能力。在一些国家和地区还有耐湿和耐渍的能力。抗生物逆境也属此范畴，但育种家通常并不忽视对病虫害的抗性。 第二要明确，玉米产量的继续增长与提高杂种优势无关。相反，在过去八十多年里，美国的玉米杂种优势强度在逐渐下降，即玉米产量的进一步增长不取决于杂种优势的增长，而取决于非杂种优势的遗传原因，特别是对生物和非生物逆境的抗性或耐性。这就提示我们，如果在试验田里把育种的注意力放在提高新组合的杂种优势上，可能会在生产上降低投入产出效率，使提高产量变得非常困难或者代价过高。种子公司也不欢迎这类杂种优势很强的杂交种。 根据上面这两条原理不难得出结论，提高杂交种产量的主要途径是不断提高自交系的GCA，而不是
玉米种植技术与管理
【农技校讲课稿】 第一课玉米种植技术与管理 第一讲玉米种植技术 一、玉米的生育期和生育时期 （一）生育期 玉米从出苗至成书的天数，称为生育期。玉米生育期的长短与品种、播种期和温读等有关。早熟品种生育期短，晚熟品种生育期较长；播种期 早的生育期长，播种期迟的生育期短；温度高的生育期短，温度低的生育期就长 （二）生育时期 在玉米一生中，由于自身量变和质变的结果及环境变化的影响，不论外部形态特征还是内部生理特性，均发生不同的阶段性变化，这些阶段性变化，称为生育时期，如出苗、拔节、抽雄、开花、吐丝和成熟等。各生育时期及鉴别标准如下。 （1）出苗期：幼苗出土高约2cm的日期。 三叶期：植株第三片叶露出叶心3cm。 （2）拔节期：植株雄穗伸长，茎节总长度达2～3cm，叶龄指数30左右 小喇叭口期：雌穗进入伸长期，雄穗进入小花分化期，叶龄指数46左右 大喇叭口期：雌穗进入小花分化期、雄穗进入四分体期，叶龄
指数60左右，雄穗主轴中上部小穗长度达左右，棒三叶甩开呈喇叭口。 （3）抽雄期：植株雄穗尖端露出顶叶3～5cm。 （4）散粉期：植株雄穗开始散粉。 （5）抽丝期：植株雌穗的花丝从苞叶中伸出2cm左右。 子粒形成期：植株果穗中部子粒体积基本建成，胚乳呈清浆状，亦称灌浆期。 乳熟期：植株果穗中部子粒干重迅速增加并基本建成，胚乳呈乳状后至糊状。 蜡熟期：植株果穗中部子粒干重接近最大值，胚乳呈蜡状，用指甲可划破。 （6）完熟期：植株子粒干硬，子粒基部出现黑色层，乳线消失，并呈现出品种固有的颜色和光泽。 一般大田或试验田，以全田50％以上植株进入该生育时期为标志。 二、玉米高产栽培技术 （一）播前准备 1、土地准备 （1）土地耕翻，施足基肥：冬前土地应进行秋翻、冬灌或春灌。耕翻深度要达到25cm以上，要求耕深一致，翻垄均匀；秸秆还田和绿肥地要切茬，翻埋良好。结合耕翻，将全部有机肥料、氮肥的40％～50％及磷肥的70％～80％作基肥全层深施。
EMS诱变
EMS?诱变？ 常用浓度0.05-0.5mol/L，作用时间5-60min。 小心点，那东西剧毒且致癌。 人工化学诱变技术: 化学诱变技术是指利用一些化学物质提高生物的自然突变率，这些化学物质就叫做“化学诱变剂”。其特点有：可操作性强，简单易行；特异性较强，能诱变定位到DNA上的某些碱基；后代较易稳定遗传，一般到F3代就可稳定；应用于遗传标记，是细胞融合技术的基础。 诱变剂主要包括5类，他们的特点、机理和应用如下： 1、烷化剂：能使一些碱基烷基化，比如使鸟苷酸甲基化，影响mRNA的转录，从而使蛋白质的表达紊乱，使得蛋白质重组，而改变了性状。临床上应用此类物质作为抗癌药物，具有强烈杀伤癌细胞的作用，所以在应用在于植物上时，也要注意他的强烈杀伤性。 主要有：甲基磺酸乙酯（EMS），是最常用的诱变剂，我们曾用作真菌的遗传标记，诱变率很高。常用浓度0.05-0.5mol/L，作用时间5-60min。该物质具有强烈致癌性和挥发性，可用5%硫代硫酸钠作为终止剂和解毒剂。SIGMA公司价格：80元/25ml。 硫酸二乙酯（DMS），也很常用，但由于毒性太强，目前很少使用，作用机理和使用方法和EMS基本相同。属于剧毒品，受公安局管治。 乙烯亚胺，生产的较少，很难买到。只要用于大量诱变育种用，使用浓度： 0.0001-0.1%，高度致癌性！使用时需要使用缓冲液配置。 盐酸氮芥，用于抗癌药物，可以从药店买到，但有些地方必须有主任医师的处方。一般是针剂，稍加稀释即可使用，作用时间5-10min，可用甘氨酸作为终止剂和解毒剂。 环磷酰胺、亚硝基胍等物质也可作为诱变剂使用，但较少使用。 2、碱基类似物：分子结构类似碱基，导致DNA复制时产生错配，mRNA转录紊乱，功能蛋白重组，表型改变。该类物质毒性相对较小，但负诱变率很高，往往不易得到好的突变体。主要有：6-溴尿嘧啶、6-BudR、马来酰肼、2-氨基嘌呤等，同样属于抗癌药物，可到药店买到，稍加稀释即可使用。 3、嵌入剂：是分子生物学比较常用的一类，诱导率较高。原理是这类分子的大小正好可以嵌入碱基分子中，导致错配。最常用的：溴化乙锭（EB），高致癌性！价格较贵，但诱变率很高，是实验室常用试剂，可以到生化实际商店买到，1500元/100mg. 4、无机化合物：比较容易得到，效果一般，危险性较小。常用：氯化锂，白色粉状，使用时配成0.1-0.5%的溶液，作用30min-2d。可到化工商店买到：120元/500克。