全 文 ：收稿日期:2009-06-10
基金项目:国家 “十一五 ”科技支撑计划项目(2006BAD01A1806);国
家林业局 “九四八 ”创新项目(2006-4-C08);国家林业局重点
科研项目(2003-008-L08)
作者简介:贾　茵(1983-),山西太原人;在读博士研究生;研究方向:
园林植物遗传育种;E-mail:yinzi1983@163.com。
通讯作者:张启翔(1956-),男 ,湖北人;教授 ,花卉学博士 ,博士生导师 ,
研究方向:园林植物遗传育种;E-mail:ZQX@bjfu.edu.cn。
·研究报告 ·
60 Coγ-射线辐射对小报春种子萌发和 M1性状的影响
贾　茵1, 2 , 　张启翔1, 2
(1.北京林业大学园林学院 , 　北京 100083;　2.国家花卉工程技术研究中心 , 　北京 100083)
摘要:用 60Coγ-射线辐射小报春的干种子 ,剂量分别为 0(对照)、25、50、100、 200、400Gy, 剂量率为 1.0 Gy/min。对辐射
后的种子萌发 、幼苗生长以及 M1植株形态变异等进行了观测。结果表明 , γ射线辐射显著影响了小报春种子萌发与幼
苗生长。综合种子萌发率和幼苗出苗率等发现 , 100Gy剂量辐射后的种子发芽率为 87.6%, 成苗率为 51.4%,确定小报
春种子发芽和幼苗成长受到中等程度抑制的辐射剂量为 100Gy左右。本研究还对 M
1
植株形态变异进行了初步分析 。
关键词:　γ射线;小报春;干种子;幼苗生长;M1性状
中图分类号:　S682.1+5　　　文献标志码:　A　　　文章编号:　1001-4705(2009)11-0001-03
Efectsof60Coγ-rayIradiationonSeedGermination
andM1 CharactersofPrimulaforbesi
JIAYin1, 2 , ZHANGQi-xiang1, 2
(1.ColegeofLandscapeArchitectureofBeijingForestryUniversity, Beijing100083, China;
2.ChinaNationalEngineeringResearchCenterforFloriculture, Beijing100083, China)
Abstract:ThedryseedsofPrimulaforbesiiwereiradiatedwith60Coγ-ray.Thedoseswereasfolow:0(con-
trol), 25, 50, 100, 200, 400Gy, andthedoserateofiradiationwas1.0Gy/min.Theseedsgermination,
theearlystagegrowthofseedlings, thegrowthofM1 plantsandmorphologicalvariationwereobserved.There-
sultsshowedthattheefectofγ-raytoseedsgerminationandseedlingsgrowthwereremarkable.Andtheger-
minationrateofseedsirradiatedwith100Gywas87.6%, thesurvivalratewas51.4%.Irradiationdosefor
seedsgerminationandearlystagegrowthofseedlingswhichwererestrainedmid-extentwas100Gy.There-
searchalsostudiedtheM1 charactersvariations.
Keywords:　γ-iradiation;Primulaforbesi;dryseed;seedlinggrowth;M1 characters
　　小报春(Primulaforbesi)是我国特有的报春花科
报春花属一年生草本植物 ,自然分布于我国云南省。
生长于湿草地 、蚕豆田或田埂边 ,故又称作田埂报春。
小报春丛生 ,花多粉红色 ,小而繁密 ,逐层盛开 ,芳香浓
郁 ,花期长达 4个月。其原产地生长海拔较低 ,抗逆性
强 ,在冬末春初成片开放 ,异常美丽。小报春具有生长
速度快 、观赏价值高等特点 ,可以作为露地或盆栽花
卉 ,应用前景十分广阔 。
自 2001年开始 ,本课题组对小报春的生物学特
性 、栽培管理 、组织培养进行了重点研究 [ 1, 2] ,并以此
为基础 ,运用选种 、杂交育种和多倍体育种等手段对小
报春进行育种研究 [ 3] 。经调查发现 ,小报春的种内自
然变异率相对较小。而辐射诱变育种具有比自然突变
频率高 ,变异谱广等特点 ,可诱发创造新类型 ,丰富品
种资源 。根据联合国粮农组织(FAO)和国际原子能
机构(I-AEA)的统计数据 ,在世界范围内 50个国家已
通过诱变育种获得 1 800多个突变品种 [ 4] 。在花卉植
物中 ,对菊花 、梅花 、美女樱 、荷花等众多花卉进行了辐
射育种研究 ,并培育出了许多突变品种 [ 5 ～ 8] 。但国内
外尚未见有关射线处理小报春种子的报道 。
为了扩大小报春的变异谱 ,创造更多有较高观赏价
值的变异植株 ,本研究采用目前应用最普遍 、效果最好
的 60Coγ-射线对小报春的干种子进行照射 ,并对种子萌
发 、幼苗生长以及当代植株变异性状进行观测 ,确定辐
射的适宜剂量 ,以期为小报春的辐射诱变育种奠定基
础 ,最终培育具有我国自主知识产权的小报春新品种。
1　材料与方法
1.1　材　料
供试材料为 2007年 4月于云南省昆明市黑龙潭
公园采集的小报春干种子 ,花色为淡紫色 ,贮藏于 5℃
·1·
研究报告　　贾　茵 等:60Coγ-射线辐射对小报春种子萌发和 M1性状的影响
DOI :10.16590/j.cnki.1001-4705.2009.11.074
冰箱中 。
1.2　方　法
2007年 6月底将小报春的干种子分别用牛皮纸
袋装好 ,送至北京大学应用化学系实验室 ,置于钴源
下 ,用 1.0Gy/min的剂量率进行照射。辐射剂量分别
为 25、50、100、200、400Gy,每个剂量处理 5 000粒种子。
照射处理后的种子一部分播于培养皿中 ,于 25℃
人工气候箱中做种子发芽和幼苗早期生长情况的观测
试验 ,每个处理播 100粒 , 3次重复 ,每天观测发芽数
(以胚根突出种皮的长度超过种子直径作为萌发标
准),发芽结束时统计发芽率(以连续 5d未有种子发
芽作为结束标准)。以未照射的种子作为对照 ,观察
各剂量处理的种子生长情况。
另一部分种子播于穴盘中 ,于温室中育苗 ,每个处
理 3次重复 ,每次播 100粒 。对 M1植株生长和形态变
异情况进行观测 。播种及栽培基质为丹麦进口育苗草
炭 。计算出苗率和成苗率 ,观测记录株型 、叶型 、叶色 、
花期 、花色 、花径 、花眼颜色等指标 ,从外观表型上筛选
变异体 ,计算突变率。以子叶展开标志出苗 ,以长出两
片真叶标志成苗 。
1.3　数据分析
种子发芽率(%)=正常发芽种子粒数 /试验种子
总数 ×100%;
种子出苗率(%)=正常种子出苗数 /试验种子总
数 ×100%;
种子成苗率(%)=正常种子成苗数 /试验种子总
数 ×100%;统计种子发芽率 、出苗率和成苗率 ,以 3次
重复的平均值表示。
本试验中数据采用 Excel2003和 SPSS13.0软件
进行统计分析。
2　结果与分析
2.1　辐射对小报春种子萌发的影响
人工气候箱发芽试验表明 ,小报春种子的发芽率
随辐射剂量的增加而降低(图 1)。辐射剂量较低的
25、50Gy处理 ,种子发芽率平均为 96%,与对照 99%
并无明显差异;剂量为 100 Gy的种子发芽率为
87.6%,与对照差异显著。而剂量为 200Gy的种子发
芽率为 50.7%,是对照发芽率的一半左右;剂量最大
的 400Gy发芽率仅为 2.0%,与对照差异极显著(表
1)。 10d后观察种子的发芽形态(图 2),发现未经辐
射处理的种子幼苗胚根生长健壮 ,经辐射的种子生长
势逐渐减弱 ,根尖处开始变黑 ,并随辐射剂量的增大逐
步扩大 ,以至整个胚根乃至种子都黑化腐烂。
图 1　钴源辐射对小报春种子萌发的影响
图 2　各剂量辐射种子发芽形态对比
2.2　辐射对小报春 M1幼苗早期生长的影响
温室播种育苗试验表明 ,辐射对小报春种子的幼
苗生长影响显著(见图 3)。以 2片子叶展开为标准 ,
测得辐射剂量为 25、50Gy的出苗率与对照差异不显
著 ,而剂量为 100Gy的种子出苗率为 90.6%,与对照
差异极显著。辐射剂量为 200 Gy的出苗率仅为
6.3%,大多数种子长出胚根后就停止生长 ,最终死亡。
辐射剂量为 400Gy的种子均不出苗。
图 3　各剂量辐射种子温室内出苗情况对比
　　以长出 2片真叶为标准测成苗率 ,得到剂量较低
的 25、50Gy的成苗率与对照无显著差异 , 100Gy的种
子成苗率为 51.4%,近一半种子长出子叶后就停止生
长 ,黄化死亡 ,与对照差异极显著。剂量为 200Gy的
幼苗均不能成苗 。
综合小报春种子的发芽率 、出苗率和成苗率试验
(表 1),小报春种子发芽和幼苗成长受到中等程度抑
制的辐射剂量约是 100Gy。
2.3　辐射对小报春 M1植株营养生长的影响
待营养生长旺期对所获 M1植株营养器官进行观
测 ,结果表明 ,低剂量辐射的植株在外观性状上与未辐
射植株无明显差异。而随剂量的增加 ,株型逐渐变矮
·2·
第 28卷　第 11期　2009年 11月　　　　　 　 　　　　种　子　(Seed)　　　　　　 　 　　　 Vol.28　No.11　Nov.　2009
且叶片数量减少 。说明辐射对小报春 M1植株营养生
长起抑制作用。另外 ,观测到了叶片的一些微小形态
变异(图 4),变异情况如下(表 2、3):(1)叶型变异。
正常小报春的叶为长椭圆形 ,锯齿较粗 ,辐射后的植株
出现圆形叶片变异 ,锯齿细小。 (2)叶色变异 。叶片
表面有棕红色斑块;叶片颜色由黄色与绿色嵌合而成
或叶片边缘一圈出现黄色 。(3)叶脉颜色变异。叶片
颜色不变 ,叶脉处变为黄色。 (4)叶畸形 。叶片畸形 ,
叶型不规则 ,不对称 ,褶皱或反卷。
表 1　小报春种子辐射后发芽率 、出苗率及成苗率方差分析
剂量
(Gy)
　发 芽 率 (%)　 　出 苗率 (%)　 　成苗 率 (%)　
均值 显著性差异
0.05 0.01 均值
显著性差异
0.05 0.01 均值
显著性差异
0.05 0.01
ck 99.0 a A 97.2 a A 93.1 a A
25 96.0 ab A 97.6 a A 95.5 a A
50 96.0 ab A 95.8 a A 89.2 a A
100 87.6 b A 90.6 b B 51.4 b B
200 50.7 c B 6.3 c C 0 c C
400 2.0 d C 0 d D 0 c C
图 4　小报春营养器官变异
表 2　各辐射剂量的小报春种子发生形态变异的植株数量
剂量(Gy)总植株数(株)
　　　　变 异类 型　　　　
叶型变异 叶色变异 叶脉颜色变异 叶畸形
变异株数(株) 变异株率(%)
0 138 0 0 0 0 0 0
25 313 1 5 0 1 7 2.24
50 266 1 3 0 2 6 2.26
100 126 0 1 1 1 3 2.38
表 3　小报春几个典型变异株的形态特征
剂量(Gy) 主要形态
25 叶片边缘一圈为黄色
25、 50 叶片颜色由黄色与绿色嵌合而成
50、 100 叶片表面有棕红色斑块
100 叶脉成黄色
25～ 100 叶片畸形 ,叶型不规则 ,不对称 ,褶皱或反卷
100 叶片圆形 ,锯齿细小
2.4　辐射对小报春 M1植株生殖生长的影响
剂量分别为 25Gy与 50Gy辐射后的植株花期与
对照无明显差异 ,但 100Gy辐射后的植株花期比对照
晚约 10d,剂量更高的植株花期比对照晚 15 ～ 20d,且
有些植株未开花 。花色以及花眼颜色与对照均无明显
差别。花径与着花量随剂量的增大逐步减小 ,说明辐
射对小报春植株的营养器官有抑制作用。
3　结论与讨论
本试验可以看出 ,辐照对小报春种子有明显的生
物学效应 ,表现为种子发芽率降低 ,生长速度减慢 ,植
株分蘖减少 ,生长势减弱等;另外 ,较高剂量辐射的种
子仅能萌发 ,胚芽和胚根虽能突破种皮 ,但不能正常伸
长 ,更不能长出真叶 ,后期由于胚根根尖枯死 ,引起整
株幼苗的死亡。
试验中存在的一些问题:(1)一般种子经辐照后
的辐射损伤具有一种自身恢复能力 ,种子受到较低剂
量辐照后 ,辐射损伤主要表现在生长发育的早期 ,后期
就会变得不明显 [ 9] 。本试验中辐射后的小报春营养
生长早期叶片出现的一些变异性状在生长后期就会消
失 。(2)辐射诱变产生的变异往往是不定向的 ,出现
有利变异的概率很小 ,因此要在大量辐射群体中寻找 ,
才有希望找到极少的有价值的突变体 。本试验中未发
现有明显优良性状的突变体 ,分析原因可能是栽培数
量太少 ,下一步应该以适宜剂量照射后繁殖大量群体 ,
从中寻找有价值的突变体 。
通过本试验研究表明 , 25 ～ 100Gy剂量辐射范围
内对小报春干种子的发芽影响较大 ,但对幼苗生长的
抑制作用更大 。一般以当代植株死亡 50%的指标作
为辐射处理的最佳剂量。通过实验室发芽试验结合温
室播种育苗试验 ,初步确定小报春干种子的适宜辐射
剂量为 100Gy左右 。
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研究报告　　贾　茵 等:60Coγ-射线辐射对小报春种子萌发和 M1性状的影响