EMS与MMS诱变剂在辣椒(Capsicum annuum L.)品种NS1101中诱导数量及细胞学变异的比较研究及其育种应用价值

　　这篇研究通过比较乙基甲烷磺酸盐(EMS)和甲基甲烷磺酸盐(MMS)对辣椒(Capsicum annuum L.)品种NS1101的诱变效应，系统评估了两种烷化剂在M1 和M2 代诱导的细胞学异常（如染色体断裂、微核形成）和数量性状变异。结果表明EMS在0.10-0.25%浓度下具有更高的诱变效率（有效性2.86，效率0.81），能显著提升单株产量（110.60 g）等农艺性状，为辣椒育种提供了优质突变体资源。

　　

引言

化学诱变是拓宽辣椒(Capsicum annuum L.)等遗传基础狭窄作物多样性的关键手段。作为全球第二大消费蔬菜，辣椒的产量和抗逆性改良需求迫切。本研究选用高辣度品种NS1101（60,000 SHU），通过乙基甲烷磺酸盐(EMS)和甲基甲烷磺酸盐(MMS)两种烷化剂处理，旨在创制具有高产、厚果皮等优异性状的突变体。烷化剂通过共价修饰DNA引发随机突变，在IAEA数据库中贡献了80%以上注册突变品种，其诱导的点突变对数量性状改良尤为重要。

材料与方法

实验采用Namdhari Seeds提供的NS1101种子，经自交纯化获得M₀
代材料。通过预实验确定EMS和MMS的LD₅₀
分别为1.20%和1.15%，最终选用0.10-1.00%浓度梯度处理6小时。M₁
代评估种子萌发率、花粉育性等生物学参数，M₂
代采用植物后代行法种植，分析细胞学变异和产量相关性状。染色体行为通过卡诺固定液保存花药，2%醋酸洋红压片观察。数据采用Duncan多重检验（p<0.05）进行统计分析。

结果

生物学参数：1.00% EMS和MMS使萌发率分别降至72.34%和70.25%，但0.10%处理无显著影响。花粉不育率在1.00% EMS时达15.40%，显著高于MMS的21.89%。
数量性状：0.10% EMS使单株产量提升7.4%（110.60 g vs 对照103.00 g），而1.00%处理导致产量下降14.3%。
细胞学变异：MMS诱导更严重的染色体异常，包括多价体（2^IIII
）和桥断裂（1.00%处理时异常率达37.24%），而EMS在同等浓度下仅28.80%。
诱变效率：0.10% EMS的突变有效性（2.86）和效率（Mp/Me=0.47）最高，MMS在0.25%时效率峰值为0.31。

讨论

低浓度EMS（0.10-0.25%）在提升产量性状方面显著优于MMS，这与辣椒紧凑基因组对EMS的高敏感性有关。MMS诱导的严重染色体畸变（如多价体）可能导致生殖障碍，而EMS的碱基烷化更易产生可稳定遗传的点突变。值得注意的是，NS1101在0.10% EMS处理下出现的果重增加（7.18 g/千粒）与果皮增厚表型，为其加工品质改良提供了直接材料。

结论

推荐0.10-0.25% EMS作为NS1101诱变育种的优化浓度，可在可控生物损伤下获得高产突变体。后续需通过M₃
代稳定性测试和转录组分析，解析EMS调控辣椒果实发育的关键通路（如钙信号和细胞扩张相关基因），为分子设计育种奠定基础。