花生突变体库构建与种质创新

Construction of mutant library is the basis for functional genomics. But there is no paper related peanut mutant library. Ion beam and EMS composite mutation method will be used.The types of mutations in M2 generation were identified by four levels of Phenotype-Cytology-Biochemistry-Molecular biology. The differences among the mutants and the wilds in agronomic traits, quality, stress resistance and others, and mutant library will be built. Mutant library have a large number of mutants for functional genomics research, expanding peanut genetic source. The function of genes will be obtained and the development of molecular marker assisted breeding will be provided.

突变体库的构建是功能基因组学的基础，但迄今尚未见花生突变体库的相关报道。本课题采用离子束和EMS复合诱变的方法，结合近红外等快速无损检测技术，从表型鉴定、鉴定、生物化学鉴定和分子生物学鉴定四个层次对M2代突变类型进行鉴定，研究突变种质和对照在农艺性状、品质、抗逆性等方面的差异，并构建多种突变体库。突变体库不仅丰富了种质资源，拓展花生基因源，便于集中的鉴定和运用，还方便获得功能基因组学研究的大量突变体，通过比较研究诱发突变体与其野生型植株在特定环境条件下基因表达的差异来获取基因功能的重要信息，为分子标记辅助育种的开展提供依据。

花生（Arachis hypogaea L.）是世界范围内广泛种植的主要油料作物之一，我国花生的种植面积位居世界第二位，年产量居世界第一位。目前在全国推广的花生品种中，90%的品种亲本是“伏花生”和“狮头企”，或是含有它们的血缘，其中优异种质资源匮乏和过分依赖少数骨干亲本资源是制约新品种选育的主要原因之一，因此，农艺性状优良、适应性强、配合力高、遗传基础广泛的优异新种质创造是科技工作者普遍关注的问题。物理和化学因素诱发突变具有操作简单、变异率高等特点，通过理化因素诱发构建突变体库的方法已成为创建新型种质资源的一种有效手段。花生突变体库的构建将提供丰富的种质资源，为选育高产、优质的花生打下坚实的基础。本研究利用离子束诱变和EMS诱变两种诱变方式构建花生突变体库，分别利用不同剂量N+离子注入和不同浓度EMS诱变处理两个不同类型花生品种（系）416和606的种子和花器，确定了两品种（系）的合适剂量，离子注入诱变的适宜剂量均为4×1017 ions/cm2和7×1017 ions/cm2，EMS的适宜浓度均为1.5%和2.0%。.构建了花生的理化诱变突变体库，获得了多种类型的突变体，突变的频率约为7.63%。图1显示了几个不同的典型的表型突变体。从表1可知，416和606两品种（系）均在4×1017ion/cm2剂量时变异类型最丰富，7×1017ion/cm2剂量产生株高和不育株变异最丰富。从表2可知，416品种（系）在EMS浓度为1.5%时变异类型最丰富，606品种（系）在EMS浓度为2.0%时变异类型最丰富。在离子束诱变中均未出现花异常突变体，而EMS诱变中未出现大叶突变体。416和606品系及其M2代主要品质性状的对比（表3、表4），可以看出M2代与对照的品质性状存在一定的差异。理化诱变可以提高花生种子的粗脂肪含量；另外，诱变后代中也出现了粗脂肪含量极显著降低的突变体4Y3-13，其粗脂肪含量低至46.26%。.利用理化诱变处理，产生了丰富的突变类型，如株高突变体、生育期突变体、多分枝突变体、育性突变体、荚果突变体、化异常突变体等，发生表型突变的频率约为7.63%。在株高突变体中，两品系共产生矮杆突变体的频率高于高杆突变体的频；在生育期突变体两品系的早熟突变体生育期与对照相比都提前6天以上。这些丰富的变异类型，为花生的遗传改良提供了丰富的材料。