PEG前处理对饲用燕麦种子EMS诱变效应的影响

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2026.08.010

草地学报 ›› 2026, Vol. 34 ›› Issue (8): 2857-2865.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2026.08.010

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PEG前处理对饲用燕麦种子EMS诱变效应的影响

钟志花¹, 卢茂金¹, 杨国栋¹, 刘朝¹, 王蓉¹, 闫明科¹, 郭欢¹, 马祥², 王亚芳¹

1. 西北农林科技大学草业与草原学院, 陕西杨凌 712100;
2. 青海大学畜牧兽医科学院, 青海西宁 810016

收稿日期:2026-02-23 修回日期:2026-04-19 发布日期:2026-08-04
通讯作者: 王亚芳,E-mail:yafang.wang@nwafu.edu.cn
作者简介:钟志花(2001-),女,汉族,青海海东人,硕士研究生,主要从事牧草种质资源与遗传育种研究,E-mail:zhihua@nwafu.edu.cn

Effects of PEG Pretreatment on EMS-induced Mutagenesis in Forage Oat（Avena sativa L.）Seeds

ZHONG Zhi-hua¹, LU Mao-jin¹, YANG Guo-dong¹, LIU Chao¹, WANG Rong¹, YAN Ming-ke¹, GUO Huan¹, MA Xiang², WANG Ya-fang¹

1. College of Grassland Agriculture, Northwest A&F University, Yangling, Shaanxi Province 712100, China;
2. Academy of Animal and Veterinary Science, Qinghai University, Xining, Qinghai Province 810016, China

Received:2026-02-23 Revised:2026-04-19 Published:2026-08-04

摘要/Abstract

摘要： 为优化饲用燕麦（Avena sativa L.）诱变技术，提高饲用燕麦的诱变效率，本研究以‘青海444’和‘中天4号’种子为材料，采用PEG渗透调节前处理协同EMS化学诱变处理，筛选高效的饲用燕麦复合诱变条件。综合两个燕麦品种M₁代种子发芽特征及种苗特性，发现20% PEG 3 h和10% PEG 6 h 前处理条件能够促进幼苗生长；两个燕麦品种的最适EMS处理条件分别为1% EMS 16 h（‘中天4号’）和0.75% EMS 16 h（‘青海444’）。通过对PEG和EMS复合处理后M₂代乳熟期田间农艺性状综合分析，发现两个品种在30% PEG处理3 h协同最适EMS处理条件，在创制高产潜力种质方面效果最佳，其M₂代诱变效率分别为2.40%（‘中天4号’）和1.26%（‘青海444’），共获得具有高产潜力的种质材料22份，为后续燕麦育种提供了变异丰富的材料基础。

关键词: 饲用燕麦, 诱变, EMS, PEG, 高产, 种质

Abstract: To optimize the EMS-induced mutagenesis technology of forage oat （Avena sativa L.） and improve mutagenic efficiency， seeds of Oat cultivar ‘Qinghai 444’ and ‘Zhongtian No. 4’ were used as materials in this study. PEG osmotic priming was combined with EMS chemical mutagenesis to screen for optimum compound mutagenesis conditions for forage oat. Based on the germination characteristics and seedling traits of the M₁ generation in the two oat cultivars， the pretreatment conditions of 20% PEG for 3 h and 10% PEG for 6 h were found to promote seedling growth. The optimal EMS treatment conditions were 1% EMS for 16 h for ‘Zhongtian No.4’ and 0.75% EMS for 16 h for ‘Qinghai 444’. Through a comprehensive analysis of field agronomic traits at the milk stage in the M₂ generation after combined PEG and EMS treatments， it was found that 30% PEG for 3 h combined with the optimal EMS treatment produced the best results for developing germplasm with high-yield potential in both cultivars. Under these conditions， the mutagenesis efficiencies of the M₂ population were 2.40% for ‘Zhongtian No. 4’ and 1.26% for ‘Qinghai 444’， respectively， and a total of 22 germplasm lines with high-yield potential were obtained. These results provide a rich material basis for subsequent oat breeding.

Key words: Forage Oat, Mutagenesis, EMS, PEG, High yield, Germplasm

中图分类号:

S324

钟志花, 卢茂金, 杨国栋, 刘朝, 王蓉, 闫明科, 郭欢, 马祥, 王亚芳. PEG前处理对饲用燕麦种子EMS诱变效应的影响[J]. 草地学报, 2026, 34(8): 2857-2865.

ZHONG Zhi-hua, LU Mao-jin, YANG Guo-dong, LIU Chao, WANG Rong, YAN Ming-ke, GUO Huan, MA Xiang, WANG Ya-fang. Effects of PEG Pretreatment on EMS-induced Mutagenesis in Forage Oat（Avena sativa L.）Seeds[J]. Acta Agrestia Sinica, 2026, 34(8): 2857-2865.

参考文献

[1] ZHANG B，REN C Z. Advances in oat genomic research and molecular breeding[J]. Bulletin of Botany，2022，57（6）：785-791张波，任长忠. 燕麦基因组学与分子育种研究进展[J]. 植物学报，2022，57（6）：785-791
[2] WEI J，GAO Y M，WANG H，et al. Phenotype genetic diversity analysis and screening for elite germplasm resources in 465 oat accessions[J]. Acta Agrestia Sinica，2026，34（3）：840-852卫纪，高杨淼，汪辉，等. 465份燕麦种质资源表型遗传多样性分析及优异资源筛选[J]. 草地学报，2026，34（3）：840-852
[3] ZHANG Z Z，ZHENG C Z，HE Z Q，et al. Identification and evaluation on genetic diversity of agronomic traits in 91Avena sativa germplasm resources[J]. Seed，2025，44（7）：106-112张子臻，郑成忠，何竹青，等. 91份燕麦种质资源农艺性状遗传多样性的鉴定评价[J]. 种子，2025，44（7）：106-112
[4] REN J H，SUN J J，HAO Y L，et al. Screening of feed oat varieties and its evaluation of silage quality in central Inner Mongolia[J]. Scientia Agricultura Sinica，2025，58（19）：4026-4038任家辉，孙娟娟，郝莹璐，等. 内蒙古中部地区饲用燕麦品种筛选及青贮品质评价[J]. 中国农业科学，2025，58（19）：4026-4038
[5] ZHOU Q P，YAN H B，LIANG G L，et al. Analysis of the forage and grain productivity of oat cultivars[J]. Acta Prataculturae Sinica，2015，24（10）：120-130周青平，颜红波，梁国玲，等. 不同燕麦品种饲草和籽粒生产性能分析[J]. 草业学报，2015，24（10）：120-130
[6] LIU W H，JIA Z F，LIANG G L. Present situation，existing problems and suggestions of feed oat industry in China[J]. Qinghai Science and Technology，2020，27（3）：82-85刘文辉，贾志锋，梁国玲. 我国饲用燕麦产业发展现状及存在的问题和建议[J]. 青海科技，2020，27（3）：82-85
[7] REN C Z，CUI L，YANG C，et al. Establishment and application of high efficient breeding technology system of oat in China[J]. Journal of Agricultural Science and Technology，2016，18（1）：1-6任长忠，崔林，杨才，等. 我国燕麦高效育种技术体系创建与应用[J]. 中国农业科技导报（中英文），2016，18（1）：1-6
[8] DORVLO I K，NI F，WANG H W. Harnessing ethyl methanesulfonate （EMS） mutagenesis and multi-omics for wheat rust resistance gene discovery[J]. Trends in Plant Science，2025，30（12）：1405-1406
[9] WANG H J，SUN F J，SHI Z Y，et al. A forward genetics strategy for high-throughput gene identification via precise image-based phenotyping of an indexed EMS mutant library[J]. Advanced Science，2025，12（47）：e14793
[10] GUO X P，ZHANG S H，JIA C L，et al. Heavy ion radiation-based mutation breeding driven by multi-technology integration： from mechanism to application[J]. Acta Microbiologica Sinica，2026，66（4）：1569-1584郭晓鹏，张书翰，贾承霖，等. 多技术融合驱动的重离子辐射诱变育种：从机制到应用[J]. 微生物学报，2026，66（4）：1569-1584
[11] SHI H C，CHEN C J，XIA W，et al. Analysis on mutagenic effects of EMS on three maize inbred lines[J]. Guihaia，2016，36（8）：906-914石海春，陈超杰，夏伟，等. EMS对三个玉米自交系的诱变效应分析[J]. 广西植物，2016，36（8）：906-914
[12] LI Y，ZHAO Y W，CHEN Y，et al. Effects of chemical mutagens on seed germination and main agronomic traits of M1 generation of Flax ‘Dingya 23'[J]. Crops，2025（5）：155-164李瑛，赵永伟，陈英，等. 化学诱变对胡麻‘定亚23号’种子萌发和M1代主要农艺性状的影响[J]. 作物杂志，2025（5）：155-164
[13] JIANG R，ZHAO Y J，YUAN L，et al. Effects of different chemical mutagens on seed germination of ramie[J]. Plant Fiber Sciences in China，2022，44（5）：278-284蒋榕，赵亿嘉，袁林，等. 不同化学诱变剂对苎麻种子萌发的影响[J]. 中国麻业科学，2022，44（5）：278-284
[14] WANG B，ZHAO L，HOU J J. Effects of EMS mutagenesis on seed germination of M0 generation，agronomic and quality traits of M3 generation in five flax varieties[J]. Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica，2022，31（9）：1085-1093王斌，赵利，侯静静. EMS诱变对不同基因型胡麻种子萌发及M3农艺性状和品质性状的影响[J]. 西北农业学报，2022，31（9）：1085-1093
[15] CHEN C X，GE F Y，DU H L，et al. A comprehensive omics resource and genetic tools for functional genomics research and genetic improvement of sorghum[J]. Molecular Plant，2025，18（4）：703-719
[16] LIU X N，BAO Q J，PAN Y D，et al. Effect of EMS on germination and seedling stage of beer barley Ganpi No.8[J]. Seed，2022，41（11）：78-84柳小宁，包奇军，潘永东，等. EMS对甘啤8号大麦种子萌发期及苗期的影响[J]. 种子，2022，41（11）：78-84
[17] HUO P J，WU B，ZHANG Z W. Identification and analysis of EMS mutant library in oat （Avena nuda L.）[J]. Journal of Plant Genetic Resources，2015，16（2）：379-384霍朋杰，吴斌，张宗文. 裸燕麦EMS突变体库筛选与分析[J]. 植物遗传资源学报，2015，16（2）：379-384
[18] YANG L L. A method for improving the in vitro EMS mutagenesis efficiency in daylily （Hemerocallis hybrida） via osmotic stress treatment： China， CN201810109647.6[P]. 2018-08-10杨丽莉，刘化涛，杨睿，等. 一种渗透胁迫处理提高大花萱草EMS离体诱变率的方法：CN108377909A[P]. 2018-08-10
[19] CHEN X M. A method for creating mutants of red kidney bean （Phaseolus vulgaris） using EMS mutagen and its application： China， CN201810117101.5[P]. 2021-08-03陈喜明，韩云丽，邵林生，等. 一种采用EMS诱变剂创制红芸豆突变体的方法及应用：CN108450325B[P]. 2021-08-03
[20] SU W J，ZHAO G Q，JU Z L，et al. Effects of drought stress duration on physiological indexes of 6 oat germplasms at germination stage[J]. Acta Agrestia Sinica，2022，30（3）：646-654苏玮娟，赵桂琴，琚泽亮，等. 干旱胁迫时间对6份饲用燕麦种质萌发期生理指标的影响[J]. 草地学报，2022，30（3）：646-654
[21] YANG X. Researches on callus induction and differentiation of wheat mature embryos[D]. Lanzhou：Gansu Agricultural University，2015：69杨筱. 小麦成熟胚愈伤组织诱导及分化的研究[D]. 兰州：甘肃农业大学，2015：69
[22] FANG L，SHANG Z Q. Osmotic adjustment technology and its application in seed treatment[J]. Journal of Henan Institute of Science and Technology （Natural Science Edition），2007（4）：4-7方丽，尚增强. 渗透调节技术及其在种子处理中的应用[J]. 河南科技学院学报，2007（4）：4-7
[23] QIN J L，SONG L J，ZHANG Q，et al. Screening and ISSR analysis of EMS-induced Gleditsia sinensis mutants[J]. Northern Horticulture，2025（11）：32-39秦佳乐，宋立君，张芹，等. EMS诱导皂荚突变体的筛选及ISSR分析[J]. 北方园艺，2025（11）：32-39
[24] LAN X L，LIN W，XIA C Y，et al. Effect of EMS mutagenesis on seed germination and seedling phenotypic characteristics of oilseed rape[J]. Tillage and Cultivation，2025，45（11）：16-21蓝新隆，林武，夏春英，等. EMS诱变对油菜种子萌发及幼苗表型特征的影响[J]. 耕作与栽培，2025，45（11）：16-21
[25] YUAN K，ZHANG W，WEN H W，et al. EMS-induced mutagenesis and phenotypic variation analysis in wheat variety Jimai 22[J]. Journal of Plant Genetic Resources，2021，22（4）：979-988袁凯，张伟，温宏伟，等. EMS诱导济麦22突变体库的构建及表型变异分析[J]. 植物遗传资源学报，2021，22（4）：979-988
[26] ZHAO T X，KONG X Y，ZHOU R H，et al. Morphological identification and analysis of EMS mutants from hexaploid wheat cultivar yanzhan 4110[J]. Scientia Agricultura Sinica，2009，42（3）：755-764赵天祥，孔秀英，周荣华，等. EMS诱变六倍体小麦偃展4110的形态突变体鉴定与分析[J]. 中国农业科学，2009，42（3）：755-764
[27] LI J J，XU X W，ZHANG Y，et al. Evaluation of major agronomic traits and nutritional quality of forage barley varieties in the Nanjing region[J]. Acta Prataculturae Sinica，2026，35（3）：114-127李建建，徐夕雯，张源，等. 南京地区饲用大麦主要农艺性状与营养品质评价[J]. 草业学报，2026，35（3）：114-127
[28] HUANG X，KUANG Z M，ZHOU R，et al. Mutation of strigolactone biosynthetic gene DWARF 17 impairs the responses of rice tillering to N supply[J]. The Plant Journal，2025，122（1）：e70124
[29] WANG X W，WANG Y Y，FENG B Q，et al. Identification and map-based cloning of multi-tillering dwarf mutant mtd2/htd1-1 in Rice （Oryza sativa L.）[J]. Journal of Southwest University （Natural Science Edition），2024，46（2）：2-12王晓雯，王媛媛，冯蓓祺，等. 水稻矮化多蘖突变体mtd2/htd1-1的鉴定与图位克隆[J]. 西南大学学报（自然科学版），2024，46（2）：2-12
[30] YANG Z B，ZHANG Y，LIU C，et al. Creation of Huaimai 33Fusarium head blight resistant mutants by EMS mutation[J]. Journal of Southern Agriculture，2023，54（4）：1010-1017杨子博，张勇，刘畅，等. 利用EMS诱变创制淮麦33抗赤霉病突变体[J]. 南方农业学报，2023，54（4）：1010-1017

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[1]	李秀婷, 卢茂金, 赵伊豪, 张亮, 钟志花, 赵嘉欣, 孙承星, 邓博偲田, 刘一菠, 马钰雯, 马紫晨, 马祥, 王亚芳, 刘敏国. 基于3DGS的饲用燕麦冠层结构参数提取与生物量预测[J]. 草地学报, 2026, 34(8): 2776-2786.
[2]	朱梦馨, 于博洋, 滕守振, 胡涛, 王赞. 饲用燕麦高效基因编辑体系创制[J]. 草地学报, 2026, 34(8): 2787-2792.
[3]	许瀚予, 徐振朋, 李佳兴, 孙文龙, 胡美婷, 高凯, 安海波. 减量分期施氮和硝化抑制剂对饲用燕麦氮肥利用率的影响[J]. 草地学报, 2026, 34(7): 2721-2729.
[4]	孙林, 肖燕子, 娜娜, 宋超然, 乌尼尔, 其力莫格, 李晶晶, 杨富裕. 饲用燕麦干草晾晒过程中真菌群落结构动态变化规律研究[J]. 草地学报, 2026, 34(6): 1990-2000.
[5]	刘璋, 杨淼, 郭晶瑜, 刘欣悦, 张卫卫, 马名川, 张笑, 刘龙龙. 基于隶属函数法的燕麦苗期耐旱性评价与种质筛选[J]. 草地学报, 2026, 34(6): 2118-2127.
[6]	王卉, 再吐尼古丽·库尔班, 胡相伟, 赵云, 杨宝谊, 马艳明, 肖菁, 侯升林, 刘国庆, 冯国郡. 44份中亚引进高粱种质资源表型多样性分析[J]. 草地学报, 2026, 34(4): 1252-1261.
[7]	刘瑞波, 曹诗娅, 何欣月, 李嘉禾, 伊风艳, 唐芳, 王学敏. 10份野生披碱草种质耐盐碱性综合评价[J]. 草地学报, 2026, 34(3): 853-864.
[8]	吴昌忠, 闫伟红, 赵彦, 李志勇, 武自念, 潘文喧, 霍春然, 闫文昊. 194份扁穗冰草种质资源表型多样性分析、综合评价及核心种质构建[J]. 草地学报, 2026, 34(3): 865-880.
[9]	何世佳, 成华强, 刘鹏, 杨轩. 高温干旱复合事件对晋北饲用燕麦生产的影响[J]. 草地学报, 2026, 34(2): 424-436.
[10]	胡尔艾, 郑凯鑫, 纪佳慧, 辛冰, 刘凌云, 滕珂, 范希峰, 岳跃森, 丁国昌. 三种虉草在低剂量⁶⁰Co-γ辐射诱变下的生理响应与评价[J]. 草地学报, 2026, 34(1): 132-141.
[11]	董嘉莉, 何建龙, 杜建民, 马雪鹏, 陈彦龙, 张蓓, 曹文侠. 宁夏银北地区不同饲用燕麦品种适应性评价[J]. 草地学报, 2025, 33(7): 2299-2308.
[12]	王惠知, 廖志敏, 张哲, 谢文刚, 王召明, 刘志鹏. EMS处理对老芒麦种子萌发和生理生化指标的影响[J]. 草地学报, 2025, 33(6): 1834-1842.
[13]	王德贵, 董永梅, 呼延美静, 袁艺, 何雨飞, 马啸, 马莉, 刘伟. 川西北农牧交错区9个秋播饲用燕麦生产性能综合评价[J]. 草地学报, 2025, 33(6): 1878-1885.
[14]	黄雄杰, 刘芳, 李茜, 拉巴, 周青平, 汪辉, 陈有军. 皮燕麦种质资源穗部特征与种子大小性状分析[J]. 草地学报, 2025, 33(5): 1434-1444.
[15]	刘兴彩, 杭嘉慧, 宋婷, 石晓彤, 刘晓霞, 麻冬梅. 40份燕麦种质资源萌发期耐盐性评价与筛选[J]. 草地学报, 2025, 33(12): 4033-4043.