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快中子辐射对蝴蝶兰的诱变效应
张银洁1，李 杰1，郑 春2
(1．西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010;2．中国工程物理研究院核物理与化学研究所，四川绵阳 621000)
摘要:利用快中子脉冲堆对蝴蝶兰原球茎进行辐照处理，结果表明:原球茎的存活率、增殖系数及分化率随辐照注
量的增大幅度均呈下降趋势，过高注量(＞ 35 000 亿 cm －2)的辐照会使原球茎的生长完全受到抑制甚至大量死亡。初
步确定蝴蝶兰原球茎的半致死注量在 2 500 亿 ～ 3 500 亿 cm －2。
关键词:快中子辐射;蝴蝶兰;原球茎
中图分类号:S682． 310． 36;S124 + ． 1 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2014)05 － 0158 － 02
收稿日期:2013 － 09 － 02
基金项目:四川省教育厅重点项目(编号:10zd1129);四川省科学技
术带头人培养项目(编号:11sd3105);西南科技大学博士基金(编
号:09zx7107)。
作者简介:张银洁(1984—)，男，浙江台州人，硕士研究生，研究方向
为观赏园艺。E － mail:704925603@ qq． com。
通信作者:李 杰，博士，副教授，研究方向为观赏园艺。E － mail:
jay0224@ sina． com。
蝴蝶兰(Phalaenopsis amabilis)花色艳丽，被誉为“兰中皇
后”［1］，具有极高的欣赏价值和商业价值。对蝴蝶兰进行核
辐射诱变育种，对其品种培育与改良具有极重要的作用。快
中子辐射具有突变频率高、突变类型多、变异性状稳定和方法
简便等特点，因此深受育种家青睐。蝴蝶兰辐射育种已有相
关报道［2 － 3］，但目前尚未见到有关蝴蝶兰快中子诱变育种的
报道。本试验首次以蝴蝶兰原球茎为辐照材料，进行快中子
辐射，探究其对蝴蝶兰原球茎生长的影响，旨在为开辟新的蝴
蝶兰育种方法奠定基础。
1 材料与方法
1． 1 材料
供试蝴蝶兰品种为火鸟(Phalaenopsis amabilis“Fire-
bird”)，取经过组织培养诱导的无菌原球茎为辐照材料。
1． 2 方法
1． 2． 1 快中子辐照处理 2012 年 3 月 21 日在中国工程物
理研究院核物理与化学研究所利用快中子脉冲堆对蝴蝶兰原
球茎进行快中子辐照处理。本试验共设置 1 500 亿、
2 500 亿、3 500 亿、35 000 亿、70 000 亿 cm －2等 5 个辐照注
量。处理时先将原球茎装在经高压灭菌处理过的离心管
(1． 5 mL)中，每支离心管装 15 个样品，设 3 个重复。每个辐
照注量辐照时间相同，以不辐照为对照。辐照后立即将样品
转入新鲜的培养基上培养。
1． 2． 2 基本培养基和培养条件 所有材料经快中子辐射后
在同一条件［室温(25 ± 2)℃，光照强度为 1 200 ～ 1 500 lx，
光照时间 12 h /d］下培养。原球茎增殖培养基为花宝 1 号 +
3． 0 mg /L 6 － BA + 0． 3 mg /L NAA + 25 g /L 蔗糖，pH 值 =
5. 9;分化培养基为花宝 1 号 + 6 － BA 3． 0 mg /L + NAA
0． 5 mg /L + 25 g /L 蔗糖，pH 值 = 5． 9。所有培养基均在
121 ℃ 下高压灭菌 20 min。
1． 2． 3 测定项目 每隔 5 d观察并记录 1 次，40 d后统计它
们的存活率;将存活的原球茎转接到增殖培养基中培养 35 d，
统计增殖系数;再将增殖后的原球茎接种到分化培养基中继
续培养 30 d，统计分化率。所有数据采用 Excel、SPSS软件进
行统计分析。原球茎存活率 =(存活原球茎数 /接种原球茎
数)× 100%;原球茎增殖系数 =增殖培养后原球茎总个数 /
接种原球茎个数;原球茎分化率 =(分化原球茎数 /接种原球
茎数)× 100%。
—851— 江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 5 期
DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2014.05.089
2 结果与分析
2． 1 快中子辐照对原球茎生长动态的影响
原球茎经快中子辐照后，部分生长期出现混乱，在分化时
叶片生长受抑制反而先长出了根，有些生长迟缓出现矮化现
象，还有些生长完全受抑制甚至死亡。在整个培养过程中所
有处理均有不同程度的褐变现象，而且辐照注量越高，褐变现
象越严重。
2． 2 快中子辐照对原球茎存活率的影响
由图 1 可见，经快中子辐照后，原球茎存活率受到显著抑
制，并随辐照注量的增大，下降趋势明显。当辐照注
量 ＜ 35 000 亿 cm －2 时，原球茎存活率急剧降低，各注量间差
异极显著;当辐照注量为 2 500 亿 cm －2时，原球茎存活率下降
到仅为对照的 45． 45%;当辐照注量 ＞ 35 000 亿 cm －2时，原球
茎存活率均低于 13． 33%。由此说明，存活率与辐照注量呈
极显著负相关关系(r = － 0． 838，P ＜ 0． 01)。由图 1 还可看
出，原球茎半致死注量在 2 500 亿 ～ 3 500 亿 cm －2之间。
2． 3 快中子辐照对原球茎增殖系数的影响
图 2 显示，增殖系数随辐照注量的增大呈明显下降趋势。
当辐照注量 ＜ 35 000 亿 cm －2时，原球茎增殖系数急剧下降，
各剂量间差异极显著。在 35 000 亿、70 000 亿 cm －2辐照注量
下，增殖系数均只为 1，说明高注量(＞ 35 000 亿 cm －2)辐照
完全抑制了原球茎的增殖。相关性分析结果表明，增殖系数
与辐照注量呈极显著负相关关系(r = － 0． 830，P ＜ 0． 01)。
2． 4 快中子辐照对原球茎分化的影响
图 3 显示，随着辐照注量的增加，原球茎的分化率整体上
呈下降趋势。当辐照注量 ＜ 35 000 亿 cm －2时，原球茎的分化
率急剧下降，各注量间差异显著。当辐照注量在 0 ～ 1 500
亿、3 500 亿 ～ 35 000 亿 cm －2之间时，原球茎的分化率下降较
快;当辐照注量为 1 500 亿 ～ 3 500 亿 cm －2时，原球茎分化率
下降相对平缓。在高注量(＞ 35 000 亿 cm －2)辐照下，原球茎
的分化率均为 0，说明原球茎已完全受到抑制。相关性分析
结果表明，分化率与辐照注量呈极显著负相关(r = － 0． 803，
P ＜ 0． 01)。
3 小结
快中子辐照电离密度大，能量高，能够引起植物细胞基因
突变，且这种突变能够稳定遗传，是一种有效的诱变源［4］。
王莉莉等利用快中子对花生成熟种子进行辐照，结果发现经
快中子辐照后，外植体愈伤组织形成率升高［5］。韩微波等利
用快中子辐照紫花苜蓿时发现，苜蓿种子发芽势和发芽率明
显高于对照［6］。本研究也发现，快中子辐照能使蝴蝶兰原球
茎在形态上发生一定的变化。原球茎的存活率、增殖系数及
分化率随辐照注量的增大均呈下降趋势，三者与辐照注量呈
显著负相关。过高注量(＞ 35 000 亿 cm －2)的辐照能使原球
茎生长完全受抑制甚至大量死亡。在一定的注量范围内，增
加注量能提高突变率，但会降低存活率［7］。因此，确定适宜
的辐照注量是获得良好诱变效果的重要条件。半致死注量被
认为是确定适宜辐照剂量的重要指标，在植物辐射诱变育种
中被广泛采用［8］。本试验中火鸟原球茎的半致死注量在
2 500 亿 ～ 3 500 亿 cm －2之间。
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—951—江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 5 期