全 文 ：山 东 农 业 科 学 2016，48(4):54 ～ 56，60 Shandong Agricultural Sciences
DOI:10． 14083 / j． issn． 1001 － 4942． 2016． 04． 013
收稿日期:2015 －10 －16
基金项目:山东省现代农业产业技术体系项目(SDAIT － 02 － 022 － 10)
作者简介:刘艳芝(1975 －) ，女，硕士，高级农艺师，主要从事蔬菜育种与栽培研究。E － mail:yanzhiliu123@ 163． com
* 通讯作者:马井玉(1962 －) ，男，研究员，研究方向为植物保护。
60Co － γ射线对山药零余子的辐射效应
刘艳芝，徐祥文，王淑霞，马井玉*
(济宁市农业科学研究院，山东 济宁 272031)
摘 要:以 4 个山药品种的零余子为材料，用不同剂量的60 Co － γ射线进行辐照处理，并调查统计各处理
的出苗率及地下小块茎的重量。结果表明:随着辐射吸收剂量的增加，供试材料的辐射损伤效应也逐渐增大，
出苗率下降;出苗率与辐射吸收剂量呈一元一次线性关系，其线性方程为:Y = － aX + b(a ＞ 0，b ＞ 0) ;不同吸
收剂量处理对山药 M2 代块茎的效应品种间表现不同:辐射可以增加嘉祥细毛长山药地下块茎的长度，增加
横截面直径，提高单株重;辐射对米山药块茎长度的影响规律不明显，18 000 rad 处理的单株重明显增大;随
辐射剂量增加牛腿山药地下块茎重量呈先增加后降低趋势;辐射对铁棍山药地下块茎的影响无明显规律。
关键词:山药零余子;60Co － γ射线;辐射效应
中图分类号:S632． 1 文献标识号:A 文章编号:1001 －4942(2016)04 －0054 －04
Ｒadiation Effect of 60Co － γ Ｒay on Bulbil of Dioscorea opposita
Liu Yanzhi，Xu Xiangwen，Wang Shuxia，Ma Jingyu*
(Jining Academy of Agricultural Sciences，Jining 272031，China)
Abstract Through irradiating bulbils of four Dioscorea opposita varieties with different dosages of 60Co －
γ ray，the emergence rate and weight of root － tuber were counted． The results showed that with the increase
of radiation dosage，the radiation damage effect increased and the emergence rate declined． The emergence
rate presented a linear relationship with radiation dosage with the equation as Y = － aX + b(a ＞ 0，b ＞ 0)．
The effects of different dosages of 60Co － γ ray on M2 tuber of Dioscorea opposita were different among varieties．
The radiation could increase the length and cross － section diameter of root － tuber of Jiaxiang Fuzz Yam，and
improve the weight of per plant． The regular effects of radiation on the length of M Yam tuber were not found，
and 18 000 rad treatment obviously increased the weight per plant． The weight of Bracket Yam tuber presented
a trend of firstly increase and then decrease with the increase of radiation dosage． 60Co － γ ray also presented
irregular effects on Iron Stick Yam tuber．
Key words Bulbil of Dioscorea opposita;60Co － γ ray;Ｒadiation effect
诱变育种是人为地利用物理、化学和生物因
素诱导植物遗传性状发生变异，并根据育种目标
从变异后代中选育新品种或获得有利用价值的种
质资源的一项现代育种技术。辐射诱变属于物理
诱变，其具有突变率高、突变谱宽、后代性状稳定
快、育种周期短等优点，易于创造新的资源材料与
类型，且方法简便，可在短时间内改变植物的某一
性状［2，3］。我国自 20 世纪 50 年代后期开始进行
植物辐射诱变育种技术的研究，经过不懈努力，在
植物突变品种的育成数量、突变品种的种植面积
和经济效益等方面，均以较大优势领先于世界其
它国家［4］。
山药学名薯蓣(Dioscorea opposita Thunb．) ，
为薯蓣科薯蓣属，广泛分布在我国华北、西北及长
江流域各省区，并形成许多地方品种，且粮、菜、药
兼用，营养十分丰富，单产和经济价值高，发展前
景较好［5］。加强山药的研究与开发，无疑可以为
保障我国粮食安全、增加农民收入发挥积极作
用［6，7］。传统的薯块留种栽培方式，造成种性退
化和产量下降，影响山药的产业化发展。缺少高
产、优质、抗病的山药新品种已成为山药生产中亟
需解决的一个重大问题。山药一般为雌雄异株，
种子多具不稔性，所以搞杂交育种十分困难，多年
来只集中于山药良种的收集和筛选上，根据这一
实际，我们利用辐射诱变的方法来诱导突变性状、
扩大变异、创新种质、丰富基因库，为选育山药新
品种打下良好基础。
由于植物种子在半致死辐射剂量处理下辐射
的诱变率最高，因此一般辐射育种中剂量的选择
通常采用半致死剂量或临界剂量以内［8 ～ 10］。目
前尚未见到关于山药辐射育种中合适辐射诱变剂
量的报道。为此我们以 4 个山药品种的零余子为
材料，研究不同辐射剂量对山药零余子出苗率和
田间生长情况的影响，以试图找出山药零余子的
适宜辐射剂量，为山药的辐射育种提供技术依据。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
供试材料为:嘉祥细毛长山药、济宁米山药、
牛腿山药、铁棍山药的零余子。
1． 2 试验方法
2010 年 3 月 23 日，选大小均匀、表面光滑无
残眼、无病虫害、饱满健康的零余子，每 500 粒装
一纱网袋，每品种装 7 袋，待其快要萌发时(3 月
28 日)送至山东省农业科学院原子能研究所用
60Co － γ射线进行辐照。辐射所用的吸收剂量为
3 000 ～ 30 000 rad，每隔 5 000 rad 设一个处理，分
别为3 000、8 000、13 000、18 000、23 000 rad 及
30 000 rad，以未辐照的零余子为对照。
辐照处理后，统一播种在肥水条件一致、排灌
良好的山药选种田，记为辐射圃 M1 代。将每一
纱网袋内的 500 粒山药零余子按行距 0． 2 m、株
距 0． 15 m播种成小区，小区之间留有走道，不设
重复，对辐射圃进行统一管理，并及时调查出苗及
田间生长情况，在完全出苗后统计出苗率。出苗
率(%)= (出苗数 /播种的零余子数量)× 100。
对选出的变异株及时挂牌标记并调查其性状。秋
收小块茎存好，于翌年 4 月 3 日栽植，每小区栽植
量是上年秋实收的小块茎数量(剔除坏的) ，按行
距 0． 8 m、株距 0． 16 m统一播种在打好的山药沟
中，每小区之间留有走道，记为 M2 代，管理按常
规进行，并对出苗及田间长势进行调查，注意找寻
变异株，并挂牌标记。变异株单收零余子及块茎，
重点调查块茎性状。
应用 Microsoft Excel 对不同剂量处理的出苗
率进行回归分析并作图，计算半致死剂量
(LD50)。
2 结果与分析
2． 1 不同辐射剂量对山药零余子出苗率的效应
由图 1 看出，随着辐射吸收剂量的增加，供试
材料的出苗率整体呈下降趋势，但下降的幅度不
同，说明不同基因型材料对辐射强度的敏感度不
同。将辐射吸收剂量作为因变量(X) ，不同剂量
处理下的出苗率作为依变量(Y) ，建立回归方程
并计算出苗率为 50%时的半致死剂量 LD50。
回归方程及 LD50如下:
嘉祥细毛长山药零余子:Y = － 0． 0024X +
95． 515 (Ｒ2 = 0． 9515) ，LD50 = 18 964． 8;
济宁米山药零余子:Y = － 0． 0025X + 108． 97
(Ｒ2 = 0． 7832) ，LD50 = 23 588． 0;
牛腿山药零余子:Y = － 0． 0026X + 110． 76
(Ｒ2 = 0． 8066) ，LD50 = 23 369． 2;
铁棍山药零余子:Y = － 0． 0026X + 102． 4
(Ｒ2 = 0． 7111) ，LD50 = 20 153． 8。
图 1 不同60Co － γ辐射吸收剂量对出苗率的影响
2． 2 不同辐射吸收剂量对山药块茎的效应
2． 2． 1 不同辐射吸收剂量对 M1 代山药块茎的
效应 10 月底，当山药叶片枯黄时，收获辐射圃
55第 4 期 刘艳芝，等:60Co － γ射线对山药零余子的辐射效应
的山药零余子和山药的地下块茎，每个品种每个
辐射处理的零余子和块茎都单收单存，山药单株
块茎重见表 1。从表 1 中看出，随着吸收剂量的
增大，山药块茎重多呈逐渐减小趋势，但细毛长山
药 23 000 rad 处理的小块茎明显大，米山药
18 000 rad处理的小块茎也明显比其它处理的要
大，将其分别编号为 XFS23000 和 MFS18000，以
便后续深入研究。
表 1 60Co － γ射线对山药单株
块茎重的影响 (g /株)
品种
吸收剂量(rad)
0 3000 8000 13000 18000 23000 30000
嘉祥细毛长山药 65． 8 68． 3 46． 9 54． 0 27． 8 67． 3 16． 8
济宁米山药 67． 6 63． 1 55． 4 50． 2 67． 9 23． 7 12． 3
牛腿山药 79． 8 80． 6 78． 2 70． 5 47． 3 33． 3 13． 5
铁棍山药 45． 6 35． 9 32． 1 30． 7 31． 4 12． 8 6． 8
2． 2． 2 不同辐射吸收剂量对 M2 代山药块茎的
效应 由表 2 可以看出，60Co － γ射线辐射可以增
加嘉祥细毛长山药地下块茎的长度，增加横截面
直径，提高单株重，30 000 rad 处理的单株重较小
应该与种薯块茎较小有关。60Co － γ射线对米山药
块茎长度的影响规律不明显，18 000 rad 处理的单
株重明显增大(表 3) ;随辐射剂量增大牛腿山药地
下块茎重量呈先增加后降低趋势(表 4) ;辐照对铁
棍山药地下块茎的影响无明显规律(表 5)。
表 2 60Co － γ射线对嘉祥细毛长山药
地下块茎的影响
吸收剂量
(rad)
栽子长
(cm)
全长
(cm)
直径
(cm)
单株重
(kg)
0 15． 8 82． 6 3． 26 0． 529
3000 29． 4 106． 7 4． 41 0． 946
8000 28． 8 103． 8 4． 47 0． 929
13000 22． 5 97． 6 4． 06 0． 887
18000 23． 0 93． 5 4． 62 0． 825
23000 26． 2 82． 5 4． 78 0． 950
30000 17． 6 91． 5 3． 38 0． 603
3 结论
3． 1 根据本研究结果可知:辐射诱变后的零余子
出苗率与辐射剂量呈一元一次线性关系，其线性
方程为:Y = － aX + b(a ＞ 0，b ＞ 0) ，出苗率随辐射
剂量的增加而降低。
表 3 60Co － γ射线对米山药地下块茎的影响
吸收剂量
(rad)
栽子长
(cm)
全长
(cm)
直径
(cm)
单株重
(kg)
0 23． 6 70． 4 4． 31 0． 705
3000 19． 5 72． 0 4． 97 0． 708
8000 18． 0 66． 0 4． 75 0． 686
13000 15． 4 61． 6 4． 54 0． 762
18000 25． 8 78． 6 4． 82 0． 827
23000 22． 1 61． 7 4． 32 0． 445
30000 生长期间全部死亡
表 4 60Co － γ射线对牛腿山药地下块茎的影响
吸收剂量
(rad)
栽子长
(cm)
全长
(cm)
直径
(cm)
单株重
(kg)
0 23． 4 76． 5 4． 87 0． 680
3000 25． 0 75． 4 4． 49 0． 589
8000 22． 4 70． 5 5． 74 0． 827
13000 21． 4 70． 9 5． 20 1． 197
18000 19． 3 65． 0 4． 70 0． 648
23000 22． 7 63． 8 4． 52 0． 642
30000 畸形率太高没有商品价值
表 5 60Co － γ射线对铁棍山药地下块茎的影响
吸收剂量
(rad)
栽子长
(cm)
全长
(cm)
直径
(cm)
单株重
(kg)
0 29． 5 98． 2 3． 75 0． 452
3000 28． 6 92． 0 3． 33 0． 378
8000 30． 8 90． 3 4． 38 0． 572
13000 31． 1 84． 7 3． 20 0． 293
18000 20． 4 77． 9 3． 20 0． 324
23000 22． 1 79． 6 2． 79 0． 359
30000 22． 0 59． 6 2． 71 0． 259
3． 2 不同基因型山药对辐射敏感程度不同，因此
辐射育种实践中首先要确定适宜的辐射剂量。只
有使 M1 代有足够的植株成活率，才能保证 M2 代
产生足够多的可供选择的群体及突变体。
3． 3 通过田间调查发现，随着60 Co － γ 射线吸收
剂量的增大，山药小块茎 M1 代有逐渐减小的趋
势，但细毛长山药 23 000 rad处理的明显大，米山
药 18 000 rad处理的小块茎也明显比其它处理的
大，说明辐射处理后产生了一些地下块茎增大的
变异，但它能否遗传还需进行深入研究。
3． 4 不同吸收剂量处理对山药 M2 代块茎的效
应品种间表现不同。辐射可以增加嘉祥细毛长山
药地下块茎的长度，增加横截面直径，提高单株
重;辐射对米山药块茎长度的影响规律不明显，
18 000 rad处理的单株重明显增大;随辐射剂量增
大牛腿山药地下块茎重量呈先增 (下转第 60 页)
65 山 东 农 业 科 学 第 48 卷
效分枝数和有效荚数与密度呈显著负相关，株高
与底荚高度呈显著正相关，株高与有效分枝数呈
显著负相关，底荚高度与有效分枝数呈显著负相
关。产量性状方面，播期与百粒重呈显著负相关，
与籽粒产量呈极显著负相关;密度与单株粒数呈
显著负相关，百粒重与籽粒产量呈显著正相关。
这可能是由于随播期推迟，生育期缩短，单株个体
营养和生殖生长减弱，株高和底荚高度降低、主茎
节数和有效荚数减少，导致单株粒数减少;而随密
度增加，个体间竞争加剧，导致有效分枝数和有效
荚数减少，最终造成单株粒数减少。可见，排除气
候条件及土壤肥力等因素影响，采用传统施肥水
平，在德州地区大豆新品种齐黄 34 在 6 月 10 日
播种、密度为 21． 94 万株 /hm2 时产量最高，可达
5 054． 9 kg /hm2。
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1247 － 1253．
(上接第 56 页)加后降低趋势;辐射对铁棍山药
地下块茎的影响无明显规律。
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