全 文 ：高承芳，张晓佩，陈鑫珠，等．６０ＣＯ－γ辐射对大翼豆种子发芽及幼苗生长的影响 ［Ｊ］．福建农业学报，２０１５，３０ （１１）：１０５６－１０５９．
ＧＡＯ Ｃ－Ｆ，ＺＨＡＮＧ Ｘ－Ｐ，ＣＨＥＮ Ｘ－Ｚ，ｅｔ ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ６０ ＣＯ－γＲａｙｓ Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｏｎ Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｅｅｄｌｉｎｇ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｉｒａｔｒｏ Ｓｅｅｄｓ
［Ｊ］．Ｆｕｊｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２０１５，３０ （１１）：１０５６－１０５９．
６０ＣＯ－γ辐射对大翼豆种子发芽及幼苗生长的影响
高承芳１，张晓佩１，陈鑫珠１，董晓宁１＊，翁伯琦２＊
（１．福建省农业科学院畜牧兽医研究所，福建 福州 ３５００１３；２．福建省农业科学院，福建 福州 ３５０００３）
收稿日期：２０１５－０９－１２初稿；２０１５－１０－１４修改稿
作者简介：高承芳 （１９８３－），女，硕士，研究方向：牧草栽培与环境生态 （Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｃｈｅｎｇｆａｎｇ６０２＠１６３．ｃｏｍ）
＊通讯作者：董晓宁 （１９５６－），男，研究员，主要从事草业与畜牧的研究 （Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｎｄｏｎｇ＠１２６．ｃｏｍ）；
翁伯琦 （１９５７－），男，研究员，主要从事农业发展战略研究 （Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｅｎｇｂｏｑｉ＠１６３．ｃｏｍ）
基金项目：福建省科技计划项目———省属公益类科研院所基本科研专项 （２０１４Ｒ１０２３－１４）
摘 要：为筛选大翼豆新品种突变株，采用不同剂量的６０ ＣＯ－γ射线辐射大翼豆种子。结果表明，各辐射剂量在
一定程度上均抑制大翼豆种子发芽及幼苗的生长，但在０～８００ｇｙ时随着辐射剂量的增加，抑制作用加强，在高剂
量１ ０００、１ ２００ｇｙ时种子发芽及幼苗生长与对照相比无显著差异（Ｐ＞０．０５）；通过育苗盘中观测，辐射剂量与幼苗
成活率呈现Ｓ型曲线趋势，在２００、１ ０００ｇｙ时幼苗成活率分别为曲线的最高点，８００ｇｙ为最低点。
关键词：６０ ＣＯ－γ射线；辐射；大翼豆；种子发芽；幼苗成活率
中图分类号：Ｓ ３２６ 文献标识码：Ａ
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ６０ＣＯ－γＲａｙｓ Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｏｎ Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｅｅｄｌｉｎｇ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｉｒａｔｒｏ Ｓｅｅｄｓ
ＧＡＯ Ｃｈｅｎｇ－ｆａｎｇ１，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏ－ｐｅｉ １，ＣＨＥＮ Ｘｉｎ－ｚｈｕ１，ＤＯＮＧ Ｘｉａｏ－ｎｉｎｇ１＊，ＷＥＮＧ Ｂｏ－ｑｉ ２＊
（１．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｎｉｍａｌ Ｈｕｓｂａｎｄｒｙ ａｎｄ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，Ｆｕｊｉａｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｆｕｚｈｏｕ，Ｆｕｊｉａｎ ３５００１３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｆｕｊｉａｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ
Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｆｕｚｈｏｕ，Ｆｕｊｉａｎ ３５００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｅｅｄｓ ｏｆ ｓｉｒａｔｒｏ ｗｅｒｅ ｉｒｒａｄｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ０－１ ２００ｇｙ ｏｆ ６０ ＣＯ－γｒａｙｓ ｔｏ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｅｄ
ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｒｅｔａｒｄｅｄ ｂｏｔｈ．Ａｓ ｔｈｅ ｄｏｓｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｆｒｏｍ ０
ｔｏ ８００ｇｙ，ｔｈｅ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ．Ｂｅｙｏｎｄ ｔｈａｔ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅｅｄｓ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ １ ０００ｏｒ １ ２００ｇｙ ｄｉｄ
ｎｏｔ ｄｉｆｆｅｒ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ（Ｐ＞０．０５）．Ｔｈｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｒａｔｅ ａｓ ｏｂｓｅｒｖｅｄ ｏｎ ａ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｄｉｓｋ ａｐｐｅａｒｅｄ ｔｏ ｂｅ ａ
ｐａｒａｂｏｌｉｃ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ａ ｐｅａｋ ａｔ ｔｈｅ ｄｏｓｅｓ ｏｆ ２００ｇｙ ａｎｄ １ ０００ｇｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌｏｗｅｓｔ ａｔ ８００ｇｙ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：６０ ＣＯ－γｒａｙ；ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ；ｓｉｒａｔｒｏ；ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ；ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｒａｔｅ
国内外在６０ ＣＯ－γ射线辐射方面取得了重要成
果［１－２］，６０ＣＯ－γ射线辐射选育具有变异率高、变异
范围广、变异稳定快的优点，它能在短时间内获得
数以万计的有价值的突变体。目前，６０ ＣＯ－γ射线辐
射作为一种新的快速的育种技术手段，在国内外广
泛应用，并取得很大成就。国内外已对近１ ０００多
种植物的属间、种间和品种间的敏感性进行了大量
研究，尤以农作物的大麦、小麦、水稻等研究报道
较多，而牧草方面则以苜蓿［３－５］、三叶草［４，６］、草
木樨、黑麦草［７－８］、沙打旺［９］、胡枝子［１０］、高羊
茅［１１－１２，１３］、狗牙根［１４－１５］等品种研究较多。辐射选
育对品种的生产能力、早熟性、品质和适应性都有
所改变，翁伯琦等［１６］发现经过６０ＣＯ－γ射线射后的豆
科决明属牧草品种的种子农艺性状有不同程度的变
异，辐射后代生物量比原种增加。李红［１７］诱变育成
了沙打旺早熟品种。在形态变化方面，叶片、茎、根
和株形都可作为鉴定指标。宣继萍等［１８］研究表明，
原始种源进行多代的辐射诱变，可以使得叶片显著
变窄，草层高度显著降低，节间变细变长。
大翼豆是我国南方一种重要的豆科蔓生草本牧
草，具有较强的耐旱性，适应性强、耐中度盐碱性
土壤、适口性好、利用方式多样等特点，但其缺点
是产量低，且耐寒性较差，研究大翼豆品种６０ ＣＯ－γ
辐射，可有望筛选高产、抗寒的变异株，为获得优
良突变体，筛选出新品种资源，丰富基因库提供理
论依据，为育种提供原始材料。
福建农业学报３０（１１）：１０５６～１０５９，２０１５
Ｆｕｊｉａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ
文章编号：１００８－０３８４ （２０１５）１１－１０５６－０４
１ 材料与方法
１．１ 试验材料
大翼豆种子来源于福建省农业科学院农业生态
研究所，为２０１３年２月收集于牧草种质圃，经处
理晾干后冷藏于冰箱。
１．２ 试验方法
１．２．１ 培养皿发芽 辐射在福建省农业科学院水
稻研究所辐射中心进行。设置不同的６０ ＣＯ－γ射线
辐射剂量进行处理 （处理１～６），分别为２００、
４００、６００、８００、１ ０００、１ ２００ｇｙ （剂 量 率 为
４．６８７ ５ｇｙ·ｍｉｎ－１），以不辐射的种子为对照
（ＣＫ），每个处理随机取５０粒种子，重复３次。种
子在进行培养前，先用５％的ＮａＣｌＯ４消毒１０ｍｉｎ，
然后用自来水冲洗数次后滤干水分，用培养皿发芽
法在２５℃人工气候箱中进行发芽试验 （２０１５年３
月２４日），每天观察并记录种子发芽 （胚根突破种
皮１～２ｍｍ）个数，并适宜洒些蒸馏水，保持滤
纸湿润，７ｄ后统计种子发芽个数，随机选１０粒种
子量取幼苗高度与根长。计算种子发芽率、发芽指
数、活力指数、苗高和根长等指标。
发芽率 （％）＝７ｄ内供试种子的发芽数／供
试种子数×１００％
发芽势 （％）＝４ｄ内供试种子的发芽数／供
试种子数×１００％
发芽指数［１９］ （ＧＩ）为在ｔ日的发芽数，ｔ为相
应的发芽日数。ＧＩ值越大，表明发芽速度快。
活力指数（ＶＩ）＝ＧＩ×Ｓ，式中Ｓ为幼苗高度。
霉烂率为培养皿中发霉的种子占５０粒种子的
百分数。
１．２．２ 育苗盘发芽 选取一定数量的种子，分别
进行不同的６０ ＣＯ－γ射线辐射处理，分别为２００、
４００、６００、８００、１ ０００、１ ２００ｇｙ （剂 量 率 为
４．６８７５ｇｙ·ｍｉｎ－１），以不辐射的种子为对照，每
个处理随机取７５粒种子，不设重复，播于穴盘内，
穴盘内装有１∶１的珍珠岩与营养土的混合，置于
温室内。播后１０ｄ始有出苗，每天观察记录种子
出苗率，当早期幼苗基本生长稳定时，１９ｄ后发
芽情况已基本稳定 （以第２片子叶展露为标准），
统计种子的出苗率、真叶展露时间等指标。
１．３ 统计分析
数据采用ＤＰＳ软件进行统计和方差分析，使
用最小显著差数法 （ＬＳＤ）比较差异显著性，利
用ＳＰＳＳ软件进行拟合曲线的制作。
按 Ｗｉｌｉａｍｓｏｎ［１８］提出的抑制率ＲＩ来衡量影响
强度 （Ｃ是对照值，Ｔ 是处理值），ＲＩ＞０时表示
［ＲＩ＝Ｔ／Ｃ－１ （Ｔ＜Ｃ）或１－Ｔ／Ｃ（Ｔ≥Ｃ）］促进
作用，ＲＩ＜０时表示抑制作用。ＲＩ绝对值的大小
表示作用强度的大小。
２ 结果与分析
２．１ 培养皿内不同６０ ＣＯ－γ辐射剂量对大翼豆种子
发芽的影响
从表１中可知，６０ ＣＯ－γ射线辐照大翼豆种子
后，各辐射剂量辐射后的大翼豆种子发芽率与对照
相比呈先下降后上升的趋势，在８００ｇｙ时种子发
芽率最低，仅为１３％，随着辐射剂量的继续增加，
在１ ０００ｇｙ和１ ２００ｇｙ时的发芽率与对照相比无
显著性差异 （Ｐ＞０．０５）。辐射对种子发芽势的影
响随着辐射剂量的增加，发芽势呈现先降后升的趋
势，以８００ｇｙ时的发芽势最低，为７％，与对照相
比差异达显著水平 （Ｐ＜０．０５），而随着辐射剂量
的增加在１ ０００ｇｙ和１ ２００ｇｙ时种子发芽势与对
照相比无显著性差异 （Ｐ＞０．０５）。辐射对种子发
芽指数有抑制作用，辐射剂量在８００ｇｙ时发芽指
数最低，为４．４７，与对照相比差异极显著 （Ｐ＜
０．０１），其余辐射剂量与对照相比均无显著性差异
（Ｐ＞０．０５）。辐射对活力指数有抑制作用，以８００
ｇｙ时活力指数最低，为８．８７，与对照相比存在极
显著差异 （Ｐ＜０．０１）。随着辐射剂量的增加，种
子霉烂率有所增加，但在６００ｇｙ时的霉烂率最高
为２３％，与对照相比存在极显著差异 （Ｐ＜０．０１）。
２．２ 在育苗盘内辐射对大翼豆种子出苗率及真叶
展露时间的影响
表２可知，经６０ ＣＯ－γ射线不同剂量的辐射处
理，大翼豆的出苗和成苗情况除在２００ｇｙ和１ ０００
ｇｙ时与对照相比对种子的出苗率有促进作用，其
余辐射剂量均抑制种子出苗率，且随着辐射剂量的
增加，幼苗成活率呈现Ｓ型曲线趋势 （图１），２００
ｇｙ和１ ０００ｇｙ时种子出苗率分别达到曲线的最高
点，８００ｇｙ时达到最低点。辐射剂量不同真叶展
露时间各异，２００ｇｙ和１ ０００ｇｙ时真叶展露时间
最早，分别为９ｄ和１０ｄ。
２．３ 不同辐射剂量对大翼豆幼苗生长的影响
表３可知，不同辐射剂量对大翼豆苗高有显著
抑制作用，对照种子的苗高最高，为４．６５ｃｍ，与
其他辐射剂量相比存在极显著性差异 （Ｐ＜０．０１），
辐射后种子根长与对照相比无显著性差异 （Ｐ＞
０．０５）；对苗高和根长的抑制率除２００ｇｙ以外，其
余均为对根长抑制率大于对苗高的抑制率 （表３）。
７５０１第１１期 高承芳等：６０ＣＯ－γ辐射对大翼豆种子发芽及幼苗生长的影响
表１ 不同６０ ＣＯ－γ辐射剂量对大翼豆种子发芽的影响
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｄｏｓｅ ｏｎ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｒａｔｒｏ ｓｅｅｄｓ
处理 发芽率／％ 发芽势／％ 发芽指数 活力指数 霉烂率／％
ＣＫ ３８．００ａＡ ２３．００ａＡＢ １４．６１ａＡ ６７．４５ａＡ １０．００ｃＣ
１ ２８．００ｂｃＢＣ ２３．００ａＡＢ １３．０１ａｂＡ ３３．５８ｂＢＣ １８．００ｂＢ
２ ２２．００ｃＣＤ １７．００ａｂＡＢ ９．２３ａｂｃＡＢ １６．０２ｃＢＣＤ １５．００ｃＢ
３ ２１．００ｃＣＤ １３．００ａｂＡＢ ７．４８ｂｃＡＢ １４．６３ｃＣＤ ２３．００ａＡ
４ １３．００ｄＤ ７．００ｂＢ ４．４７ｃＢ ８．８７ｃＤ １６．００ｂｃＢ
５ ３５．００ａｂＡＢ ２４．００ａＡ １３．００ａｂＡ ３７．２８ｂＢＣ ７．００ｅＤ
６ ４０．００ａＡ ２１．００ａＡＢ １３．１６ａｂＡ ３８．１８ｂＢ ９．００ｅＣＤ
注：同列数据后不同小写字母表示与对照比较在０．０５水平上的差异显著；不同大写字母表示在０．０１水平上的差异极显著。
表２ 辐射对大翼豆种子出苗率及真叶展露时间的影响
Ｔａｂｌｅ ２ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｏｎ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｒａｔｅ ｏｆ ｓｉｒａｔｒｏ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ａｎｄ ｌｅａｆ ｏｐｅｎｉｎｇ
处理 ＣＫ １ ２ ３ ４ ５ ６
种子出苗率／％ ４４．４４ ４８．６１ ４３．０６ ３４．７２ ３１．９４ ４５．８３ ３７．５
真叶展露时间／ｄ ９ １０ １８ １６ １５ ９ １１
注：真叶展露时间为播种后第１片真叶展露的天数。
表３ 不同辐射剂量对大翼豆幼苗生长的影响
Ｔａｂｌｅ ３ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｄｏｓｅ ｏｎ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ ｓｉｒａｔｒｏ
处理 ＣＫ １ ２ ３ ４ ５ ６
苗高／ｃｍ ４．６５ａＡ ２．６０ｂＢ １．７６ｂＢ １．９６ｂＢ １．９８ｂＢ ２．８６ｂＢ ２．９０ｂＢ
苗高抑制率／％ －０．４４ －０．６２ －０．５８ －０．５７ －０．３９ －０．３８
根长／ｃｍ １．７０ａＡ １．４０ａｂＡ ０．４１ｂＡ ０．４４ａｂＡ ０．６８ａｂＡ ０．６８ａｂＡ ０．７３ａｂＡ
根长抑制率／％ －０．１８ －０．７６ －０．７４ －０．６０ －０．６０ －０．５７
注：同行不同小写字母表示与对照比较在０．０５水平上的差异显著；不同大写字母表示在０．０１水平上的差异极显著。
图１ 大翼豆种子出苗率与辐射剂量关系
Ｆｉｇ．１ Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｅｅｄｌｉｎｇ ｓｕｒｖｉｖａｌ ｒａｔｅ ａｎｄ
ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｄｏｓｅ
３ 讨 论
３．１ 培养皿内不同６０ ＣＯ－γ辐射剂量对大翼豆种子
发芽的影响
６０ＣＯ－γ射线辐照后大翼豆品种的发芽率表现
为下降趋势，辐照一定程度抑制了大翼豆种子的发
芽率与活力指数，辐射剂量与种子发芽率和活力指
数呈负相关，本研究这一结果与其他学者研究一
致［３－６，２０］，对品种辐射损伤效应表现在发芽种子的
根长、活力指数、幼苗存活率、幼苗高度等指标
上。与对照相比，陈了８００ｇｙ辐射处理的有显著
差异外，其他的则无显著影响。从发芽势可知，在
１ ０００ｇｙ时的发芽势最大为２４％，这说明在１ ０００
ｇｙ时为辐射的最佳剂量，其种子的发芽速度和整
齐度最大，发芽势用来测试种子的发芽速度和整齐
度，数值越大，发芽势越强。６０ ＣＯ－γ射线辐射剂量
在０～８００ｇｙ以内时，辐照剂量越大，种子发芽率
和活力指数越低，辐射剂量与发芽率和活力指数呈
负相关，反之亦然；而在１ ０００ｇｙ和１ ２００ｇｙ时，
种子发芽率与对照种子的发芽率等同，无显著性差
异，康玉凡［２１］在总结苜蓿最适宜辐射剂量时，也
曾提出过同样的观点：以发芽率为指标无法求出
８５０１ 福建农业学报 第３０卷
ＬＯ５０半致死剂量，因为高剂量辐照后种子的发芽
率几乎与未照射种子的发芽率等同。辐射对种子的
幼根伸长和幼苗高度也有一定的抑制作用，但总体
状况是对根长的抑制作用大于对苗高的抑制作用，
这一研究结果与其他学者一致［３］，种子经辐射后，
最明显的生物学效应就是发芽种子的发芽和幼根的
生长受到了抑制。在０～８００ｇｙ辐射剂量范围内，
辐照剂量与种子霉烂率呈现正相关，辐射剂量越
大，种子霉烂率增加，而１ ０００ｇｙ时的种子霉烂
率最低，与对照相比存在极显著差异，呈现这一现
象有可能是辐射对种子生理造成损伤或改变了种子
某些抗性基因，造成抗菌能力减弱。马鹤林等［２０］
提出，在一定剂量范围内，变异率随照射量的提高
而增加，照射量过大，突变率虽然增加，但植物的
辐射损伤也增加，植株成活率下降，只有适宜的照
量，才能获得较多的有利突变。
３．２ 在育苗盘内辐射剂量对大翼豆种子出苗率的
影响
测定牧草辐射敏感性，一般以出苗率、成活率
为主要指标划分［２２］，本研究结果可知，辐射剂量
对种子出苗率的影响呈现先下降后上升的趋势，辐
射剂量在２００ｇｙ时与对照相比，种子出苗率反而
增加，这一结果与马鹤林［３］研究一致，他指出扁蓿
豆在２０ｋｒ（２００ｇｙ）时的剂量下生长非但没受到
抑制，反而促进了生长，这就是国内外已有大量报
道的低剂量的刺激效应。辐射剂量在４００～８００ｇｙ
时随着辐射剂量的增加，种子出苗率呈下降趋势，
而在１ ０００ｇｙ时的种子出苗率与对照无明显差异，
结果呈现出抛物线趋势。
本研究将在田间进一步观测辐射后代性状特
征，为筛选有利突变株提供更多支撑材料。
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（责任编辑：黄爱萍）
９５０１第１１期 高承芳等：６０ＣＯ－γ辐射对大翼豆种子发芽及幼苗生长的影响