全 文 ：李晓刚 ,王宏伟 ,杨青松 ,等.豆梨辐照效应研究 [ J] .江苏农业科学 , 2010(5):220-221.
豆梨辐照效应研究
李晓刚 , 王宏伟 , 杨青松 , 王中华
(江苏省农业科学院园艺研究所 ,江苏南京 210014)
　　摘要:用辐射剂量为 10、20、30、40 Gy的 60Co射线对豆梨的叶片和叶片诱导的愈伤组织进行辐射处理 ,研究了辐
照处理对叶片愈伤组织分化率 、叶片与愈伤组织的组织褐化率 、芽再生分化率 、分化芽的数量以及再生苗继代培养成
活的影响。结果表明 , 60Co射线对叶片愈伤组织分化 、辐照组织的褐化 、分化能力均有影响。低剂量(10 Gy)促进叶片
愈伤组织的形成 ,而高剂量则起抑制作用。随着辐照剂量的增加 , 叶片和愈伤组织的褐化程度均加重 , 而分化能力减
弱 ,再生苗继代培养成活率降低 。适宜豆梨叶片和愈伤组织辐射诱变的辐照剂量为 20 ～ 30 Gy。
　　关键词:豆梨;愈伤组织;辐射效应;辐射剂量
　　中图分类号:S661.201 　　文献标志码:A　　文章编号:1002-1302(2010)05-0220-02
收稿日期:2010-07-20
基金项目:国家 “ 948”项目(编号:2009-Z18);国家农业科技成果转
化项目(编号:2008GB2C100100);江苏省农业自主创新资金项目
[编号:CX(09)615] 。
作者简介:李晓刚(1976—),男 ,助理研究员 ,主要从事梨品种选育及
栽培生理研究。 Tel:(025)84390224;E-mail:xiaogangli8@yahoo.
com.cn。
　　利用各种物理因素 、化学因素和生物因素诱导果树发生
突变 ,能够提高突变率 ,可在较短的时间内获得更多的优良变
异类型 ,从而缩短育种年限 [ 1] 。但是诱发突变的方向难以掌
握 ,限制了诱变材料的选种效率 。近年来 ,辐射与离体培养结
合的诱变育种方式 , 可以定向选择目标性状突变体 , 在耐
盐 [ 2 -3] 、耐旱 [ 4 ] 、抗病 [ 5]等方面大量应用 ,受到广大育种工作
者的青睐 。到目前为止 ,梨属植物的离体培养已有大量研究 ,
诱变育种研究也有报道 ,但相关研究多集中在休眠芽辐射效
应方面 [ 6 -7] ,而辐照与组培相结合的离体诱变育种还鲜见报
道 。本研究以豆梨 (Pyruscaleryana)叶片和愈伤组织为试
材 ,研究辐射对组织再生 、褐化及继代培养的影响 ,以期为辐
照结合组培进行梨诱变育种奠定基础 。
1　材料与方法
1.1　材料
供试材料为豆梨试管苗的叶片及叶片诱导的愈伤组织 。
试管苗培养基为:MS+0.3 g/L6 -BA+30 g/L蔗糖 +
5.5g/L琼脂 , pH值 5.8,培养条件为 3 000 lx, 14 h/d光照 。
试管苗叶片横切一刀 ,平放入诱导培养基(NN69 +5.0 g/L
TDZ+0.3g/LIAA+30g/L蔗糖 +5.5g/L琼脂 , pH值 5.8),
暗培养 21 d后获得愈伤组织 。
1.2　方法
将试管苗叶片和诱导的愈伤组织接种于分化培养基中 ,
然后用 10、20、30和 40Gy(剂量率为 1 Gy/min)4种剂量 60 Co
射线处理 (江苏省农业科学院辐射中心 )。叶片辐照处理
20 d后 ,每隔 10 d观察统计一次愈伤诱导率和褐化率 ,共观
察 3次;辐照处理 50d后 ,观察统计芽分化率以及平均分化
芽数 。每个处理 6瓶 ,每瓶接种 8 ～ 10张叶片或愈伤组织 ,重
复 3次 。愈伤褐化率为已褐化的愈伤数目与总的辐射处理叶
片或愈伤数目的比值;愈伤分化率为愈伤分化的数目与接种
叶片数目的比值;平均分化芽数为分化的总芽数与分化愈伤
的个数的比值 。
1.3　数据分析
试验数据采用 Excel2003软件整理作图 ,用 SAS8.02软
件进行多重比较 。
2　结果与分析
2.1　辐照处理对叶片愈伤组织形成的影响
低剂量(10 Gy)辐照处理叶片促进叶片愈伤组织形成 ,
而高剂量(30 Gy, 40Gy)抑制愈伤组织分化(表 1)。不同辐
照处理叶片 ,随着时间的延长 ,叶片愈伤组织分化率逐步提
高 。 10 Gy辐照叶片愈伤组织分化率最高 ,在处理 20 d、30d、
40 d后叶片愈伤组织分化率分别为 93.10%、 95.46%和
97.96%,高于对照 (0Gy)叶片分化率 ,但二者差异不显著 。
30 Gy和 40 Gy剂量处理叶片 ,愈伤分化率显著低于 0 Gy、
10 Gy和 20 Gy剂量处理 ,其中 40 Gy处理的叶片在 20 d和
30 d没有愈伤分化 ,至 40d仅有 2.63%的分化率 。
表 1　不同辐照剂量对叶片愈伤组织分化的影响
辐照剂量
(Gy)
愈伤组织分化率(%)
20d 30d 40d
0 85.94a 89.72ab 94.34a
10 93.10a 95.46a 97.96a
20 69.92b 79.69b 92.59a
30 7.20c 24.26c 72.00b
40 0d 0d 2.63c
　　注:表中同列数字后不同小写字母者表示在 5%水平上的显著性
差异。下同。
2.2　辐照剂量对组织褐化的影响
随着辐照剂量增加以及培养时间的延长 ,组织褐化率逐
步加重(表 2)。 40 Gy处理叶片和愈伤组织 ,褐化率最高 ,显
著高于 20 Gy、10 Gy和对照的褐化率 。在辐照处理后 20 d,
除对照外 ,均有褐化叶片或褐化愈伤组织出现 ,剂量越高 ,褐
化越严重 , 40Gy处理的叶片 ,至 20 d褐化率达到 1.74%,而
愈伤组织却高达 5.76%,显著高于 10Gy处理 。在 20 ～ 40d,
褐化率继续增加 ,又以 20 ～ 30 d增加的幅度大 , 30 Gy和
—220— 江苏农业科学　2010年第 5期
DOI :10.15889/j.issn.1002-1302.2010.05.119
40 Gy辐照的叶片褐化率分别增加了 416%和 423%,愈伤组
织褐化率增加也在 200%以上 。
由于辐照处理后 40d已有部分芽分化出来 ,辐照后 30 ～
40 d褐化增加幅度大幅降低 ,试验以 40d褐化率与辐照剂量
作回归分析(表 3)。叶片和愈伤组织褐化率与辐照剂量呈极
显著正相关 ,拟合直线达显著水平 ,以此回归方程预测叶片和
愈伤组织的半致死剂量分别为 186.41 Gy和 165.23Gy,远高
于试验所用的辐照剂量 。
表 2　辐照处理后不同时间组织褐化率
辐照剂量
(Gy)
叶片
20d 30d 40d
愈伤组织
20d 30d 40d
0 0C 0C 0D 0D 0.46C 0.94C
10 1.15B 1.56B 1.79C 2.05C 2.47BC 2.89BC
20 1.63A 3.17B 4.53B 2.63B 5.24B 5.71B
30 1.65A 6.87A 9.08A 4.60AB 10.29A 10.75A
40 1.74A 7.37A 9.76A 5.76A 11.54A 12.16A
表 3　辐照剂量与组织褐化率回归方程
材料 方程 半致死剂量(Gy)
叶片 y=-0.33+0.27x(r2 =0.96, P<0.01) 186.41
愈伤组织 y=0.43+0.30x(r2 =0.97, P<0.01) 165.23
2.3　不同辐照剂量芽分化的差异
随着辐照剂量的增加 ,芽分化率和平均分化芽个数逐步
降低(表 4)。 40Gy处理的叶片不能分化出芽 ,愈伤组织也仅
有 6.29%的分化率 ,分化芽个数也只有 1.22个 , 显著低于
10 Gy、20 Gy和对照的分化率 。 10Gy处理的叶片 ,分化率达
68.16%,分化芽 4.27个 /块 ,与对照显著不显著 。愈伤组织
与叶片有相近的变化趋势 ,但是相较叶片而言 ,相同剂量辐照
处理下的愈伤组织有着更高的分化率和分化芽数 , 30 Gy处
理下 ,仍有 38.82%的再生率 , 远高于同一剂量下叶片
17.53%的再生率 。
表 4　辐照剂量对芽分化的影响
辐照剂量
(Gy)
叶片
分化率
(%)
分化芽数
(个 /块)
愈伤组织
分化率
(%)
分化芽数
(个 /块)
0 69.51A 4.62A 76.68A 4.86A
10 68.16A 4.27A 68.94AB 4.67A
20 37.22B 3.24B 56.62B 3.59B
30 17.53C 1.36C 38.82C 1.83C
40 0.00D 0D 6.29D 1.22C
2.4　再生苗继代培养成活的差异
经不同剂量辐照处理获得的再生苗 ,继代培养成活存在
很大差异(图 1)。 10Gy辐照处理 ,诱导获得的再生苗继代培
养成活率达 94.72%, 较对照 100%的移栽成活率下降了
5.38%。20 Gy诱导再生苗移栽成活率降至 76.33%, 30Gy只
有 52.61%,分别较对照降低了 33.67%和 47.39。而 40 Gy
辐照处理诱惑导的再生苗移栽后不能成活 。
3　讨论
γ射线对豆梨叶片和愈伤组织的褐化 、分化以及平均分
化芽数有显著影响 。随着 γ射线辐照剂量的增加 ,愈伤组织
的褐化率也逐渐增加 ,这与 γ射线对生物体的损伤程度随着
辐照剂量的增加而增强的原理相一致 。研究还发现 ,低剂量
(10Gy)辐照处理能促进叶片愈伤组织的形成。很多研究发
现 ,低剂量的辐照促进叶片的再生 [ 8-9 ] ,这可能与低剂量的射
线处理刺激了细胞的分生能力有关 。
试验中 , 40 Gy处理的叶片不能获得再生苗 ,处理的愈伤
组织仅能获得很少再生苗 ,移栽还不能成活 ,而以组织褐化率
预测的半致死剂量分别为 186.41 Gy和 165.23Gy,远高于试
验所用辐照剂量 。可见 ,不能以半致死剂量来确定材料适宜
的辐射剂量 。
不同剂量 γ射线对叶片和愈伤组织的辐射效应存在明显
差异 。相对愈伤组织来说 ,相同剂量辐照处理后的叶片 ,褐化
率低于愈伤组织 ,伤害较轻 ,但是芽分化率低于愈伤组织 。出
现这一现象的原因可能是愈伤组织相对幼嫩 ,易受 γ射线伤
害 ,所以褐化率高 。同时 ,愈伤组织较叶片增厚 ,表层细胞在
受到 γ射线照射后 ,发生凋亡而坏死 ,而内层细胞所受到 γ射
线的损伤相对要小 ,同时由于细胞生长比较旺盛 ,通过提高自
身的代谢能力而迅速地将损伤降低到最低程度 ,所以愈伤有
着更高的再生率 。因而 ,对不同材料要选择适宜的辐射剂量 ,
以提高辐射育种效果 。
辐照剂量还影响到再生苗继代培养成活率 ,剂量越高则
获得再生苗移栽到增殖培养基上成活率越低 。这可能与高剂
量对材料染色体伤害过重有关 , γ射线辐射下 ,引起染色体突
变 ,过高剂量使染色体受伤严重 ,虽然有部分组织成功分化出
再生苗 ,最初依靠组织自身含有的蛋白质 、氨基酸等物质 ,可
以满足生长的需要 ,但是这部分再生苗由于染色体受伤严重 ,
自身合成生长必须物质的能力降低或丧失 ,切取的再生苗转
移到增殖培养基上则不能正常生长 。
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