全 文 ：文章编号:1000-8551(2009)01-0095-03
60
Co γ射线对续随子干种子的生理损伤
金梦阳　危文亮
(中国农业科学院油料作物研究所 湖北省能源油料与生物柴油研究中心 ,湖北武汉　430062)
摘　要:以 1Gy min的剂量率 ,用不同剂量(0 ～ 800Gy)的60Co γ射线辐照续随子干种子 ,对M1 种子萌发情
况及苗期性状进行调查。分析结果显示 ,在供试剂量范围内 ,辐照对续随子发芽率无明显影响 ,对发芽
势 、发芽指数 、活力指数及幼苗生长量有显著或极显著的抑制效应;且抑制效应随剂量的增加和幼苗的
生长而增大 。在以上数据分析基础上 ,以活力指数下降一半时的剂量 VID50及幼苗半致矮剂量 GR50为标
准 ,通过回归分析初步预测 ,供试续随子适宜辐照诱变剂量约为 400 ～ 600Gy 。
关键词:续随子;60Co γ辐照;诱变效应;辐照剂量
MUTAGENIC EFFECTOF 60Coγ-RAYS IRRADIATIONON DRY SEEDS
OF CAPER SPURGE(Euphorbia lathyris L.)
JIN Meng-yang　WEI Wen-liang
(The Oil Crops Research Institute , Chinese Academy of Agricultural Sciences Research Centre of Energy
Oil Crops and Biofuel of Hubei Province , Wuhan , Hubei　430062)
Abstract:Dry seeds of caper spurge (Euphorbia lathyris L.)were irradiated by the 60Co γ-rays of doses(0 ～ 800Gy)at 1Gy
min dose rate , and the character during the germination and seedling stage were investigated in M1 generation.The results
indicated that irradiation has no obvious effects on germination rate , but the significance negative effects on germination
potential , germination index , vigor index , and growth of seedling.The differences among all the treatments reached the
significance level of 0.05 or 0.01 , and were increased gradually with seedling growth and the increase of dose.According to
the standard of VID50 of the seed vigor index and GR50 of the growth of seedling , it can be predicted that the appropriate
irradiation dose for caper spurge was 400 ～ 600Gy.
Key words:Euphorbia lathyris L.;60Co γirradiation;mutagenic effect;irradiation dose
收稿日期:2008-04-09　接受日期:2008-06-03
基金项目:国家“十一五”科技支撑计划项目“生物质资源高效培育技术研究”课题(2006BAD07A04)
作者简介:金梦阳(1979-),女 ,河南南阳人 ,硕士 ,主要从事油料作物的遗传育种研究。 E-mai l:jinmy@126.com
通讯作者:危文亮(1972-),男 ,湖北仙桃人 ,副研究员 ,主要从事能源油料植物相关研究。Tel:027-86832099;E-mail:weiwl@oilcrops.cn
　　续随子(Euphorbia lathyris L.)源于欧洲 ,为大戟科
大戟属1-2年生草本植物 ,耐旱 、耐瘠 、适应性广。其
种子含油量 45%左右 ,脂肪酸组成以 C16 、C18为主 ,
其中油酸 、亚油酸含量超过 80%,是一种油脂品质很
好 、发展潜力较大的新型能源油料作物[ 1 ～ 4] 。20世纪
70年代美国科学家通过筛选 、评价研究后确定续随子
为首选能源油料作物 ,并在南部加州地区建立了多处
续随子能源农场[ 5 ～ 7] 。续随子在我国栽培历史悠久 ,
南北各省区均有零星栽培或野生分布。随着生物柴油
产业的兴起 ,作为发展潜力较大的能源油料作物 ,有关
续随子的资源创新与品种培育工作也逐步展开。
我国在续随子研究中 ,现有试验材料普遍存在生
育期较长(220d以上)、产量不高 、后期茎腐病抗性差
等问题 ,应进行遗传改良 ,创制出有利用价值的优异种
质。但我国续随子的遗传基础狭窄 、种质资源匮乏[ 8] 。
辐射诱变技术在我国水稻 、小麦 、大豆 、油菜及花卉 、林
95　核 农学 报　2009 , 23(1):95～ 97
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木果树等的遗传改良中发挥了巨大的作用 ,已培育了
600多个优异品种[ 9] 。已有研究表明 ,辐射诱变技术
结合其他育种方法 ,在改良品种的生育期 、提高作物产
量 、提高抗性等方面具有较好的效果[ 10 ～ 12] 。辐射诱变
技术也可能成为解决续随子生产中相关问题的有效手
段 ,但国内迄今没有关于续随子辐照诱变方面的研究
报道 。
本研究利用60 Co γ射线辐照续随子干种子 ,以期
了解辐照后的续随子干种子在种子萌发 、幼苗生长等
方面的变化 ,探索续随子的辐射敏感性指标 ,并通过直
线回归拟合分析等方法对其适宜辐照剂量进行初步预
测 ,为续随子的辐射诱变育种提供技术参考。
1　材料与方法
1.1　试验材料
供试续随子为经多年选择的纯合品系 ,种植于中
国农业科学院油料作物研究所试验基地 。
1.2　试验方法
1.2.1　诱变处理　在湖北省农业科学院农产品加工
与核农技术研究所利用60Co γ射线源辐照续随子干种
子 ,辐照剂量 0 、400 、600 、800Gy ,剂量率 1Gy min。
1.2.2　种子活力指标测定　取 4种不同剂量处理的
种子各 150 粒 ,放在铺有湿润滤纸的培养皿中 ,恒温
25℃培养 。设计 3次重复 ,以幼根长达种子直径时为
发芽标准。自第一粒种子发芽起连续 7d 逐日统计发
芽情况 ,计算发芽势 、发芽率及发芽指数 ,并结合生长
效应指标的测量结果计算活力指数。4个指标均用 3
次重复试验结果的均值表示[ 13 ,14] 。
种子发芽势(%)=3d内正常发芽种子数供试种子总数 ×100
种子发芽率(%)=7d内正常发芽种子数供试种子总数 ×100
发芽指数 =∑ 在不同时间的发芽数相应发芽日数
活力指数 =发芽指数 ×第 7天幼苗高度(cm)
1.2.3　生长效应指标测定　于发芽后 6-12 d测定不
同剂量辐照下幼苗生长量(生长点至根尖总长)的变化
趋势 ,每 2d测定 1次。每皿随机测量 10株 ,3个重复
共30株。
2　结果与分析
2.1　不同剂量辐照对种子发芽影响
综合表 1及表 2的分析结果可见:在供试剂量范
围内 ,发芽势 、发芽指数 、活力指数 3个指标对辐照较
敏感 ,其敏感性的强弱依次为发芽势<发芽指数<活
力指数。
表 2为不同剂量辐照与活力指标间相关性分析。
结果显示 ,辐照剂量与 4 种活力指标间均存在不同程
度的负相关关系 ,其中与发芽势及发芽指数呈显著负
相关 ,与活力指数呈极显著负相关。进一步对测试数
据进行方差分析(发芽势及发芽率数据先做反正弦转
换),结果表明不同剂量辐照与发芽势 、发芽指数及活
力指数间均存在极显著差异 ,而与发芽率间差异不显
著。对存在极显著差异的 3 个指标进行多重比较分
析 ,结果如表 1所示。
表 1　不同剂量辐照后种子的活力指标(SSR法)
Table 1　The vigor index of seeds
treated at different irradiation doses(SSR)
辐照剂量
irradiation
dose(Gy)
发芽势
potential
(%)
发芽指数
germination
index
活力指数
germination
vigor
0 65.30aA 33.63aA 217.44aA
400 58.08aAB 29.82bAB 132.91bB
600 49.02abAB 26.38cBC 89.52cC
800 36.58bB 22.81dC 53.46dD
注:同列数值后不同大 、小写字母分别表示差异达 1%或 5%显著水平。
表 3同。
Note:The different big and small letters within the same column indicate
significant diff erence at 1% or 5% level , respectively.The same as Table 3.
在以上分析的基础上 ,以 VID50(使活力指数下降
50%的剂量)做指标 ,通过直线回归拟合法对续随子
的适宜辐照剂量进行推算 , 得供试材料 VID50值为
521Gy(r2=0.9989)。
表 2　不同剂量辐照与种子活力指标间相关性分析
Table 2　Analysis of correlation between irradiation
dose and seed vigor index
活力指标
vigor index
与剂量间相关性
correlation coefficient
between vigor index and
irradiation dose
辐射剂量
irradiation dose (Gy)
0 400 600 800
发芽势
Germination energy
-0.9512＊ 65% 58% 49% 36%
发芽率
Germination rate
-0.8452 93% 93% 90% 90%
发芽指数
Germination index
-0.9859＊ 33.6 29.8 26.4 22.8
活力指数
Germination vigor
-0.9995＊＊ 217.4132.9 89.5 53.5
注:＊、＊＊分别表示显著(α=0.05)和极显著相关(α=0.01)。
Note:＊ and ＊＊means statisti cal signif icance at P <0.05 and P <0.01 ,
respectively.
96 核　农　学　报 23卷
2.2　不同剂量辐照对幼苗生长情况的影响
发芽后不同时间内幼苗生长情况调查分析结果见
表3。表 3显示 ,随辐照剂量增加 ,幼苗生长量逐渐降
低;且随着生长进程的推移 ,辐照对幼苗生长量的抑制
效应越来越明显 。生长量与辐照剂量间存在显著负相
关关系 。方差分析结果表明 ,辐照剂量与幼苗生长量
之间存在极显著差异 。进一步做处理间平均数的多重
比较分析 ,从表 3 的数据分析结果可以看出 ,发芽后
12d各剂量间的差异均达显著或极显著水平。
表 3　不同剂量辐照的幼苗生长量(SSR 法)
Table 3　Seedling growth after irradiation(SSR)
剂量
dose(Gy)
幼苗生长量 seedling growth(cm)
6d 8d 10d 12d
0 5.28aA 8.34aA 13.01aA 19.77aA
400 3.40bAB 4.22bB 6.38bB 9.54bB
600 3.38bAB 4.12bB 4.72bcB 5.67cBC
800 2.30bB 2.86bB 2.80cB 3.30cC
在幼苗第 12天生长量的基础上 ,以 GR50(使幼苗
生长量下降50%的剂量)作指标通过直线回归拟合法
对续随子的适宜辐照剂量进行预测 。预测结果表明 ,
续随子的适宜辐照剂量为 434Gy(r2 =0.9782)。结合
VID50的推算结果 ,初步推测续随子的适宜辐照剂量在
400 ～ 600Gy 之间 。
研究中还发现 , 400 ～ 600Gy 范围内 , 辐照在抑制
主根伸长的同时可以刺激毛状侧根的发育 ,剂量越大
侧根发育越好 。当辐照剂量增大至 800Gy 时 ,侧根的
发生和主根一样被严重抑制 ,根尖变黑 , 生长几乎停
止。该现象也可从侧面验证利用 VID50及 GR50对续随
子进行适宜辐照剂量预测是可行的 。
图 1　不同剂量辐照对续随子幼苗根系的影响
Fig.1　The effect of irradiation
on the growth of seedling root
3　讨论
部分研究[ 15 , 16] 表明 ,一定剂量的60Co γ射线辐照
对种子的发芽势 、发芽率等指标有明显抑制作用。在
本试验中 ,不同剂量辐照对续随子发芽势产生明显抑
制作用 ,但对种子发芽率无明显影响 ,不同剂量处理间
不存在显著差异 ,这与廖飞雄[ 17] 、申慧芳等[ 18] 研究结
果一致 。从对幼苗生长情况的分析还可以看出 ,剂量
效应随着幼苗的生长进程表现越来越明显 ,小麦[ 15] 、
油菜[ 19] 等作物的诱变试验中也存在这样的现象。本
研究初步认为发芽率不宜作为判断续随子种子辐照敏
感性的指标;发芽势及幼苗生长情况等指标对辐照反
应敏感 ,在试验中也很好地反映了处理间的剂量效应 ,
可用于续随子的诱变效应研究 。产生这些现象的原因
可能是不同剂量的辐照对续随子胚中分生组织细胞的
分裂过程产生了不同程度的抑制 ,但对其伸长过程影
响不大 ,所以其大部分种子虽能通过自身的吸涨作用
正常发芽 ,但因细胞分裂受阻 ,发芽后不能继续正常生
长 , 所产生的损伤在幼苗的生长进程中也逐渐表
现[ 20 ～ 22] 。
400～ 600Gy 剂量范围可刺激续随子侧根发生的
原因可能是主根生长受阻后 ,造成生长素在根部累积
从而促进了侧根的发生 ,这在一定程度上可以弥补由
主根受损给植株带来的影响[ 23, 24] 。有可能在一个合适
的剂量内 ,植株可以自动修复辐照带来的不利影响 ,以
保证基本的生长不受太大的伤害。在综合各指标分析
结果的基础上 ,我们初步预测续随子适宜辐照的剂量
应在 400 ～ 600Gy 之间 ,不同来源的材料可能有差异 ,
但不应偏离太远 。
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