全 文 ：文章编号：1671-9964(2010)04-0344-05 DOI：10.3969/j.issn.1671-9964.2010.04.009
60Co-γ射线辐射对风信子(Hyacinthus orientalis)
生长与部分生理指标的影响研究
张成宬，马晓红，史益敏
（上海交通大学 农业与生物学院，上海 200240）
摘 要：研究探讨了不同剂量 60Co-γ射线辐射处理种球对风信子生长的影响。结果表明处理对风信子植株的生长有明显影响，
主要表现为植株变矮、鳞茎增长率降低、繁殖系数降低，储藏后损失系数变高、产量损失率变高；叶片叶绿素 a、叶绿素 b、叶绿
素总量、可溶性糖与辐射剂量之间相关性差异不显著，蔗糖和果糖含量与辐射剂量之间有显著性差异；可溶性糖含量在 10 Gy
处理时含量较高；POD活性随辐射剂量的增加呈上升趋势，MDA含量随辐射剂量的增加先升高后降低。
关键词：风信子；辐射；生长指标；生理指标
中图分类号：S682.296 文献标识码：A
Mutagenic Effects of 60Co-γ Ray on Growth and Some
Physiological indexes in Hyacinthus orientalis
ZHANG Cheng-cheng, MA Xiao-hong, SHI Yi-min
(School of Agriculture and Biology, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)
Abstract: Different doses of 60Co-γ ray were used in Hyacinthus in this experiment. The results showed that the plant growth was
affected by radiation with 60Co-γ ray. It reduced the plant height, output growth rate and reproduction coefficient. The loss of yield
and weight was higher after storage. The determination of physiological indexes showed that it was not significant correlation between
chlorophyll a, chlorophyll b, chlorophyll (a+b), soluble sugar and radiation doses. It was positively correlated between sucrose and
radiation dosed, while it was extremely positive between fructose and radiation doses. The content of soluble sugar content was highest
treated by 60Co-γ ray radiation at 10 Gy. The activity of POD rose and the content of MDA first rose then descended with 60Co-γ ray
radiation increasing.
Key words: Hyacinthus orientalis; radiation; growth index; physiological activity
风信子 (Hyacinthus orientalis)是百合科风信子
属多年生草本植物，性喜温暖、湿润、阳光充足的环
境，地下具鳞茎，是主要的养分贮藏器官又是繁殖器
官。在自然环境下，风信子是秋植鳞茎，冬前发根，早
春抽出叶片，是早春开花的著名球根花卉之一[1-4]。
60Co-γ射线是选育植物新品种中应用最为广泛
的诱变手段之一，它主要通过一定剂量的射线辐照，
使生物体发生遗传变异，诱发出一些不同于原品种
性状的突变体，从中选育出一些符合育种目标的优
良品种[5]。世界上已进行的花卉辐射研究涉及 32个
科 69个属的上百种植物，育成的品种数以千计[6]。
本文通过探讨不同剂量 60Co-γ射线急性辐射处理
风信子鳞茎后对风信子生长和生理指标的影响，以
期为风信子的辐射诱变育种提供理论和实践指导。
1 材料和方法
1. 1 供试品种
60Co-γ 射线辐射处理的风信子为安娜玛丽
（Anna maria）、蓝马甲 （Blue jacket）、简·博斯
收稿日期：2010-01-15
基金项目：上海市科委重点攻关项目（No.08391910100）和上海市科技兴农重点攻关项目[农科攻（07）第 001号]资助
作者简介：张成宬（1986-），女，安徽人，硕士研究生，研究方向：园林植物与观赏园艺；史益敏为本文通讯作者.
上海交通大学学报 (农业科学版 )
JOURNAL OF SHANGHAI JIAOTONG UNIVERSITY (AGRICULTURAL SCIENCE)
Vol．28 No．4
Aug．2010
第 28卷 第 4期
2010年 8月
第 4 期

/(Gy) a b     
0 0.417±0.021 0.185±0.011 0.602±0.032 7.3333±0.331 6.0833±0.191 4.365±0.071
5 0.403±0.005 0.174±0.003 0.577±0.006 10.0417±0.661 6.2361±0.096 2.086±0.080
10 0.408±0.025 0.205±0.005 0.613±0.030 15.0972±0.173 6.1111±0.105 2.109±0.049
20 0.400±0.009 0.196±0.005 0.596±0.013 10.4306±0.376 6.5000±0.260 3.493±0.041
a 0.407 0.19 0.597 10.7257 6.2326 3.013
b 0.015 0.006 0.02 0.3853 0.1631 0.061
表 1 60Co-γ辐射种球对风信子植株生理指标的影响
Table 1 Effects of 60Co-γ ray radiate to physiological indexs
a平均值是指 4个剂量的含量平均值；b平均标准差是指各剂量处理数据标准差的平均值。
（Janbos）、芬达（Fondant）4 个品种，于 1999 年从荷
兰引进，已经过多年栽培，性状稳定。
1. 2 试验地情况
试验在上海交通大学农业与生物学院教学实验
实习农场进行。土壤质地为中壤土，pH值为 7.47，
EC值为 0.1113 mS·cm-1，有机质含量 31.28 g·kg-1，
全氮含量 2.283 g·kg-1，速效钾含量 237.0 mg·kg-1，
有效磷含量 11.176 mg·kg-1。
1. 3 试验方法
选取周径在 13~15 cm 左右的健康种球，于
2008年 7月初对种球底盘进行割伤处理，以诱导产
生更多小鳞茎。2008年 10月 25日在上海市农科院
辐照中心以 60Co-γ射线进行风信子种球辐照处理，
辐射剂量分别设 0（对照）、5、10、20 Gy，剂量率为
1.59 Gy·min-1。辐射处理安娜玛丽、蓝马甲、简·博
斯、芬达种球共 622头，其中芬达处理 268个、蓝马
甲处理 97个、简博斯处理 59个、安娜玛丽处理 198
个。辐射后于 2008年 11月 16日露地种植。
风信子生长期以品种“芬达”为材料，测定叶片
生理指标。可溶性糖测定采用蒽酮法，蛋白质测定采
用G-250法，测定叶绿素 a、叶绿素 b采用分光光度计
法，测定过氧化物酶（POD）采用愈创木酚法，丙二醛
（MDA）含量测定采用硫代巴比妥酸 TBA显色法[7-9]。
1. 4 分析方法
采用 SPSS 生物统计软件和 EXCEL 进行数据
分析。
2 结果与分析
2. 1 60Co-γ射线辐照对风信子生长的影响
翌年初新苗出土后，开始进行田间试验观测。结
果表明，辐射剂量越大，出苗越不整齐，出苗时间也越
晚。对照组植株较辐射组植株生长速度快，二者均 3
月下旬至 4月初开花，此时株高基本停止增长。此时
测量“芬达”和“蓝马甲”植株的高度作为最终株高。由
图 1可见，随着辐射剂量的增加，这 2个品种都表现
为植株变矮，即辐射处理和风信子株高呈负相关。
2. 2 60Co-γ射线辐照种球对风信子植株叶片生理
指标的影响
2.2.1 60Co-γ 射线对内含物的影响 60Co-γ 射线
辐射种球后，对风信子植株叶片可溶性糖、蛋白质、
叶绿素 a、叶绿素 b的测定结果见表 1。对表 1测定
指标与剂量进行相关性分析（表 2），结果显示：叶绿
素 a、叶绿素 b、叶绿素总量、可溶性糖与辐射剂量之
间相关性不显著；蔗糖含量与辐射剂量之间相关性
显著；叶绿素 b与可溶性糖之间相关性显著；可溶性
糖与可溶性蛋白含量呈极显著负相关(表 2)。
2.2.2 60Co-γ 射线对 MDA含量、POD活性的影响
测定 MDA含量结果（图 2）表明：不同剂量射线急性
辐射处理后，MDA 含量为 5 Gy>20 Gy>10 Gy>对
照，10日后 20 Gy处理的“芬达”叶片已衰老枯落，
其他 2个辐射处理的叶片 MDA含量均上升，含量
为 5 Gy>10 Gy>对照，与之前变化趋势一致。测定
图 1 60Co-γ辐射对“芬达”和“蓝马甲”植株株高的影响
Fig. 1 Effects of 60Co-γ ray radiation on plant height of Blue
jacket and Fondant
辐射剂量 Radiation dose /Gy
株
高
La
nt
hi
gh
th
/c
m 芬达 Fondant
蓝马甲 Blue Jacket
mg·g-1
张成宬，等：60Co-γ射线辐射对风信子(Hyacinthus orientalis)生长与部分生理指标的影响研究 345
上海交通大学学报 (农业科学版 ) 第 28 卷
0.0
200.0
400.0
600.0
800.0
1000.0
0 5 10 20
c
ab b
a
C
B
A
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
0 5 10 20

Radiation doseGy
M
D
A


M
D
A

co
n
te
n
t
n
m
o
l/g
 May.7th
May.17th
c
a
b b
A
A
A
May. 17th
May. 7th
M
DA
含
量
M
DA
co
nt
en
t/(
nm
ol·
g-
1 )
图 3 60Co-γ辐射种球对风信子植株 POD活性的影响
Fig. 3 Effects of 60Co-γ ray radiation to POD
M
DA
含
量
PO
D
co
nt
en
t/(
μg
·
m
in
-1
)
May. 16th
辐射剂量 Radiation dose /Gy
May. 6th
图 2 60Co-γ辐射种球对风信子植株 MDA活性的影响
Fig. 2 Effects of 60Co-γ ray radiation to MDA
辐射剂量 Radiation dose /Gy
表 2 60Co-γ辐射种球后风信子植株各项生理指标的相关性分析
Table 2 Correlation analysis of the physiological indexes after 60Co-γ radiation
注：* 表示差异显著；**表示差异极显著。
POD活性表明（图 3）：第一次测定，POD活性为 20
Gy>5 Gy>10 Gy>对照。10日后测定时，20 Gy处理
的“芬达”叶片已衰老枯落，其他两个辐射处理的叶
片 POD含量为 10 Gy>5 Gy>对照。
2. 3 60Co-γ射线辐照对风信子鳞茎繁殖的影响
2009年 6月上旬收获得到鳞茎 962头。由表 3
可见，60Co-γ射线辐照对风信子鳞茎繁殖系数和产
量增长均有显著影响。4个品种中，对照组产量增长
率均高于辐射组，即辐射导致产量增长率的下降。而
在辐射组中，20 Gy 处理的产量增长率均低于 10
Gy和 5 Gy的处理组，而 10 Gy 和 5 Gy 之间并无显
著差异，4个品种的趋势相同，表明剂量越高，对产
量增长率的影响越大。
在供试的 4个品种中，对照组的繁殖系数均高
于辐射组，辐射组中，4个品种的 5 Gy处理组的繁
殖系数均大于 1；20 Gy 处理组的繁殖系数均小于
1，出现负增长；10 Gy处理组中，除了“芬达”的繁殖
系数大于 1，其余 3个品种的繁殖系数都小于 1，出
现负增长，由此可见，辐射明显降低了种球的繁殖系
数，剂量越高，繁殖系数越低。
从辐射处理后与对照的差异百分比可以看
出，辐射处理后，各个品种的繁殖系数和产量增长
率均下降，“简·博斯”繁殖系数下降最大，产量增
长率也下降较大，平均降幅分别达到了 71.69%和
76.45%；“芬达”的繁殖系数和产量增长率均下降
较小，平均降幅分别为 35.68%和 69.84%；“芬达”
和“安娜玛丽”在 20 Gy 处理后的繁殖系数和产量
增长率下降最大，“蓝马甲”和“简·博斯”在 10 Gy
处理后的繁殖系数和产量增长率下降最大；4 个
品种的繁殖系数和产量增长率均在 5 Gy 处理时
的下降幅度最小。
2009年 9月 27日，再次统计鳞茎重量和数量
（见表 4），结果表明：储藏期间，随着辐射剂量的增
高，各个品种的损失系数和产量下降率均上升，10
Gy和 20 Gy处理的在储藏期间基本已干枯死亡。5
Sig 0.31 0 0.719 0.643 0.457 0.288
Sig 0.004 0.023 0.835 0.884 0.095
R 0.276 -0.063 0.137 0.043
Sig 0.386 0.845 0.671 0.894
R 0.007 -0.741(**) 0.414
Sig 0.983 0.006 0.181
R 0.019 0.637(*)
Sig 0.953 0.026
Sig 0.508 0.001
R -0.143
Sig 0.658
R 0.765(**) 0.646(*) 0.067 -0.047 0.503

/Gy
R 0.32 0.855(**) -0.116 -0.149 0.238 -0.334
     b
 

a
b


mg·g-1
346
第 4 期
注：a繁殖系数=收获种球数量/种植种球数量; b繁殖系数下降率=（辐射处理繁殖系数-对照繁殖系数）/对照繁殖系数×100%; c产量增长率=
收获种球平均重量/种植种球平均重量×100%; d产量下降率=（辐射处理产量增长率-对照产量增长率）/对照产量增长率×100%。
表 3 60Co-γ辐射风信子种球的繁殖情况
Table 3 Result of propagation of 4 varieties of Hyacinthus orientalis
Gy处理的品种中，“简·博斯”损失系数最高，产量损
失率也较大，分别达到了 0.52和 68.6%。
3 讨论
3.1 60Co-γ射线辐射风信子种球对生长和繁殖均
有显著影响。不同品种的风信子对辐射敏感性有较
大的差异。辐射剂量越大，植株越低矮，叶面积越
小，叶光合面积变小，故而光合产量低，鳞茎的生长
点受到抑制、萎缩，也表现为子球分生率和产量增
长率降低。另外，辐射剂量越大，鳞茎储藏后的损失
系数越高、产量损失率变大。
3.2 糖类是呼吸作用的物质基础、能量的原料，同
植物的呼吸作用密切相关[10-11]。可溶性糖为渗透调
节物质，有报道认为植物在逆境下可溶性糖含量的
升高有利于植物体对外界刺激的抵抗，从而在一定
程度上反映出生物体对逆境的适应性。本实验中可
溶性糖含量在辐射后呈现先上升后下降的趋势，因
此推断可溶性糖含量的升高可能是风信子降低渗
透势、避免辐射伤害的应激反应之一；下降可能是
因为辐射的伤害已经超出细胞抵御的最大能力。
3.3 MDA是细胞膜脂过氧化的最终产物，而 MDA
的含量与自由基积累对膜的攻击有关，其含量反映
了细胞膜脂的过氧化水平，即膜受损伤程度[12]。MDA
在 5 Gy的突然增加是过氧化作用加剧，是膜受到损
伤的重要表现，其含量越高表明膜脂过氧化作用越
强，多种酶和膜系统受到的损伤越严重。辐射后
POD活性的上升表明了植物自身对外界刺激的一
种适应能力，但第一次测定时 20 Gy处理后的植株
叶片已经开始皱缩，因此叶片相对含水量较低，单位
重量叶片所含的 POD含量较高。10 d后再次测定，
20 Gy 处理的植株叶片已枯落，10 Gy 处理的 POD
值达到最大。原因可能有两个：一是 POD利用消除
自由基时产生的 H2O2，进行与衰老有关的氧化反
应；二是 POD与乙烯自身催化合成有关，并且和衰
老细胞的活性有关[13]。
3.4 蛋白质是细胞的重要组成物质，促进植物生理
生化反应的酶多为蛋白质[10,11,14]。Halevy等[15]认为，蛋
白质含量的下降是植物衰老的一个重要指标。本实
验中，处理后的可溶性蛋白含量均低于对照，随着辐

 /Gy

/
 
/ 
a  
b/%

/g
 
/g
c
/%
d
/%
CK 91 160 1.76 1478.8 3648.6 246.7
5 49 81 1.65 -6.08 1094 1052.8 96.2 -60.99
10 60 79 1.32 -25.19 1459.7 1183.5 81.1 -67.13
20 68 29 0.43 -75.77 1492 684.7 45.9 -81.4
 -35.68 -69.84
CK 25 139 5.56 997.7 1781.8 178.6
5 22 83 3.77 -32.15 731.1 695.8 95.2 -46.71
10 25 16 0.64 -88.49 868.8 294.6 33.9 -81.01
20 25 16 0.64 -88.49 852.2 343.1 40.3 -77.46
 -69.71 -68.39
CK 14 66 4.71 626 1038.6 165.9
5 15 43 2.87 -39.14 719.4 397.3 55.2 -66.71
10 15 7 0.47 -90.09 731.7 178.4 24.4 -85.3
20 15 10 0.67 -85.85 766.2 288 37.6 -77.34
 -71.69 -76.45
CK 57 122 2.14 974.5 981.2 100.7
5 49 98 2 -6.54 838.4 446.8 53.3 -47.08
10 48 25 0.52 -75.66 1041.9 94.5 9.1 -90.99
20 44 2 0.05 -97.88 939.6 15 1.6 -98.41
 -60.03 -78.83


·!
#$%&
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8
 888
8 
888
8
888
888888
8
ck 160 140 0.13 3648.6 1641.8 55
5 81 39 0.52 1052.8 330.7 68.6
10 79 3 0.96 1183.5 32.4 97.3
20 29 0 1 684.7 0 100
ck 139 115 0.17 1481.8 1148.5 22.5
5 83 46 0.45 695.8 234.3 66.3
10 16 0 1 294.6 0 100
20 16 0 1 343.1 0 100
ck 66 63 0.05 1038.6 584.7 43.7
5 43 28 0.35 397.3 123.8 68.8
10 7 0 1 178.4 0 100
20 10 0 1 288 0 100
ck 122 118 0.03 981.2 668 31.9
5 98 72 0.27 446.8 208.7 53.3
10 25 0 1 94.5 0 100
20 2 0 1 15 0 100
88
888
8·88
8888
表 4 60Co-γ辐射风信子种球对子代鳞茎储藏的影响
Table 4 Effect of 60Co-γ radiation on storage of Hyacinthus orientalis
a损失系数=（储藏前鳞茎数量-储藏后鳞茎数量）/储藏前鳞茎数量;
b重量损失率=（储藏后鳞茎重量-储藏前鳞茎重量）/储藏前鳞茎重量×100%。
射剂量的增高呈现先降后升的趋势，可能是在一定
的辐射剂量范围内，辐射使风信子的蛋白质分解代
谢加强，可溶性蛋白含量下降，这可能与一定辐射剂
量造成蛋白质结构改变、蛋白酶活性上升有关。20
Gy处理的叶片中可溶性蛋白含量骤升，可能一方面
是因为细胞生命活动微弱，蛋白质的分解降低，而另
一方面则因为叶片已严重萎蔫失水，相同质量中干
物质含量增大。
从试验结果中可以看出，60Co-γ射线辐射剂量 5 ～
20 Gy对风信子产生了明显的影响，不论从生长指标
还是生理指标来看都造成了一定的伤害。不同品种对
辐射的敏感性也有较大的差异。10和 20 Gy处理后鳞
茎在田间已经明显表现为植株矮小、生长受抑制，后期
储藏时鳞茎重量减少更为严重。因此在今后实际应用
60Co-γ射线辐射风信子时应适当降低剂量。
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