全 文 ：文章编号 :100028551 (2007) 042353204
不同地理种源小桐子种子对60 Coγ射线
照射的敏感性研究
杨　清1 ,2 　许丛恒3 　彭代平1 　段柱标1 　韩　蕾4 　孙启祥4 　彭镇华4
(11 中国科学院西双版纳热带植物园 ,云南 勐腊　666303 ;21 国际竹藤网络中心Π中国林业科学研究院研究生院 ,北京　100091 ;
31 云南省景洪市林业局 ,云南 景洪　666100 ;41 中国林业科学研究院林研所Π国家林业局林木培育重点实验室 ,北京　100091)
摘　要 :研究了 10 个不同地理种源的小桐子种子对60 Coγ射线照射的敏感性。结果表明 ,辐射剂量与出
苗率呈负相关 ,且不同剂量处理间的相对出苗率差异达显著或极显著水平 ,线性回归方程的相关系数为
- 0189～ - 0196 ,其半致死剂量为 127～184Gy。根据半致死剂量可将 10 个不同地理种源的小桐子划分
为辐射敏感型、辐射中间型和辐射迟钝型 ,其中贵州贞丰鲁容种源 (141Gy) 和海南乐东莺歌海种源
(127Gy)为辐射迟钝型 ;云南元江种源 (184 Gy) 为辐射敏感型 ;其余 7 个种源为辐射中间型。本研究可
为创制小桐子新种质提供重要试验基础。
关键词 :小桐子种子 ;辐射敏感性 ;半致死剂量
IRRADIATION SENSIBILITY OF DIFFERENT PROVENANCES OF J atropha curcas L. Seeds
YANG Qing1 ,2 　XU Cong2heng3 　PENG Dai2ping1 　DUAN Zhu2biao1 　HAN Lei4 　SUN Qi2xiang4 　PENG Zhen2hua4
(11 Xishuangbanna Tropical Botanic Gardens , CAS , Mengla , Yunnan 　666303 ;
21 Graduate School of International Centre for Bamboo and RattanΠChinese Academy of Forestry , Beijing 　100091 ;
31 Forestry Department of Jinghong City in Xishuangbanna , Jinghong , Yunnan 　666100 ;
41 Research Institute of Forestry , Chinese Academy of ForestryΠKey Laboratory of Forest Cultivation , State Forestry Administration , Beijing 　100091)
Abstract :The irradiation sensibility of 10 provenances of Jatropha curcas L. seeds to 60 Coγ2rays was studied. The results
showed that the relationship between relative germination rate of the seeds and the doses of irradiation was negative correlation ,
and the difference of relative germination rate among different doses treatment was significant at 5 % probability level or highly
significant at 1 % probability level . For seeds of different provenances , the correlation coefficient of linear regression was from
- 0189～ - 0196 , and the medial lethal doses (LD 50) of 10 provinces was from 127Gy to 184Gy. According to the LD 50 ,
we could divided 10 provinces of J . curcas L. into sensitive provenance , transitional provenances and obtuse provenances.
The provenances of Yuanjiang , Yunan (184Gy) belonged to sensitive provenance ; the provenances of Zhenfeng , Guizhou
(127Gy) and the provenances of Yuedong , Hainan (141Gy) belonged to obtuse provenance ; other 7 provenances belonged to
transitional provenances. The results provided important experiment basis for germ plasm resources innovation of J . curcas L.
Key words : Jatropha curcas L. seed ; irradiation sensibility ; medial lethal dose
收稿日期 :2006212208
基金项目 :中科院“西部之光”人才培养项目 ;中科院方向性项目 ( KSCX22YW2G2027)
作者简介 :杨清(19692) ,男 ,重庆市人 ,副研究员 ,博士研究生 ,主要从事植物引种的生态适应性与林木育种等方面的研究。E2mail : yq @xtbg.org. cn
通讯作者 :韩蕾 (19722) ,女 ,北京市人 ,副研究员 ,博士 ,主要从事园林植物诱变育种研究。E2mail :hl04192003 @yahoo. com. cn　　在自然条件下 ,植物自发突变频率极低并因植物种类和基因的不同而存在差异 ,一般来说 ,个体植株发生突变的频率介于 10 - 3～10 - 4之间 ,单个基因则介于10 - 5～10 - 6之间[1 ] 。利用辐射诱发植物的基因突变或 染色体结构变异、倍性变异 ,可使突变频率提高千倍以上 ,从而使人们定向地创造和筛选变异成为可能。小桐子 ( Jatropha curcas L. ) 属大戟科麻风树属 ,落叶灌木或小乔木 ,其种仁含油率可达 6115 % ,是热带
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地区的一种生物能源[2～7 ] ,最有可能在未来替代石化
能源[8 ] ,但由于小桐子产量较低 ,因此极大地限制了其
被广泛应用[9 ,10 ] 。本试验用60 Coγ射线照射了 10 个不
同地理种源的小桐子种子 ,研究了其辐射敏感性和辐
射诱变适宜剂量 ,可为进一步诱变育种 ,筛选种仁含油
量更高、种子产量更大的有益突变体提供可靠的试验
基础。
1 　材料与方法
111 　材料
10 个不同地理种源的小桐子成熟种子。各种源
地基本情况见表 1。
表 1 　10 个种源地气候情况
Table 1 　Basic climate condition of 10 provenances
编号 种源地
provenances
气候类型
climate type
海拔
altitude (m)
年均温
average temp ( ℃)
年降雨量
average annual rainfall (mm)
1
云南元阳南沙
Nansha ,Yuanyang , Yunnan
热带干旱气候
tropical arid climate 250 24. 4 820
2
云南元江
Yuanjiang ,Yunnan
热带干旱气候
tropical arid climate 400 23. 8 790
3
云南河口南溪
Nanxi ,Hekou ,Yunnan
热带半干旱气候
tropical semi2arid climate 200 23. 0 1785
4
海南儋州
Danzhou ,Hainan
热带季风气候
tropical monsoon climate
600 22. 1 1815
5
云南勐腊勐仑
Menglun ,Mengla ,Yunnan
热带湿润季风气候
tropical humid monsoon climate 570 21. 6 1557
6
云南双柏三江口
Sanjiangkou ,Shuangbai ,Yunnan
亚热带半干旱气候
sub2tropical semi2arid climate 565 20. 4 1226
7
四川攀枝花
Panzhihua ,Sichuan
亚热带干旱气候
sub2tropical semi2arid climate 937 20. 3 900
8
海南乐东莺歌海
Yinggehai ,Yuedong ,Hainan
亚热带季风气候
sub2tropical monsoon climate 910 19. 7 1850
9
贵州贞丰鲁容
Lurong ,Zhenfeng ,Guizhou
亚热带季风气候
sub2tropical monsoon climate 1300 18. 5 1600
10
云南思茅通关
Tongguai ,Simao ,Yunnan
亚热带季风气候
sub2tropical monsoon climate 1300 17. 8 1524
112 　方法
以中国农业科学院原子能利用研究所辐照中心的
60Coγ为辐射源 ,采用快辐射的方法进行辐射。辐照
剂量分别为 0、50、100、150、200、250、300、350 和 400Gy。
每个种源各剂量处理种子 100 粒 ,重复 3 次。处理和
未辐射的对照种子播于土床上 ,连续 3d 没有种子继续
发芽时进行发芽率统计 ,计算各处理的相对出苗率
[ (实际出苗率Π对照出苗率) ×100 %]。对各种源的相
对出苗率与辐照剂量的相关性进行分析 ,参照马健中
等[11 ]的方法计算出各种源的半致死剂量及其平均值
和标准差 ,据此划分 10 个种源的辐射敏感类型。
2 　结果与分析
211 　相对出苗率与辐射剂量的相关性
从表 2 可看出 ,不同地理种源的小桐子种子相对
出苗率与辐照剂量呈负相关 ,其直线回归方程的相关
系数都达到 0189 以上。多重比较的结果表明 ,相同的
辐照剂量处理对相对出苗率的影响因种源的不同而存
在明显的差异。辐照剂量为 50Gy 时 ,各种源相对出苗
率下降了 316 %～912 % ,下降幅度最大的是云南元阳
南沙种源 ,最小的是云南元江种源 ; 当辐照剂量为
100Gy时 ,相对出苗率下降了 916 %～5411 % ,下降幅
度最大的是海南乐东莺歌海种源 ,最小的是贵州贞丰
鲁容种源。当辐照剂量增至 150Gy 时 ,所有种源相对
发芽率均急剧下降 ,最大为贵州贞丰鲁容种源降了
8712 % ,最小的是云南元江种源下降了 44 % ;当剂量为
250Gy 时 ,云南思茅通关种源的种子全部致死 ;剂量为
300Gy 时 ,海南乐东莺歌海种源、贵州贞丰鲁容种源的
种子全部致死 ;剂量为 350Gy 时 ,云南河口南溪种源、
海南儋州种源、云南勐腊勐仑种源的种子全部致死 ,其
余种源的相对出苗率均在 4 %以下。由此说明 ,150Gy
可能是辐射剂量对相对发芽率影响的临界值。
453 核　农　学　报 21 卷
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表 2 　辐射剂量对小桐子种子相对出苗率的影响及辐射半致死剂量的直线回归方程
Table 2 　The linear regression equation of LD50 and correlative index of relative germinated rate of Jatropha curcas L.
种源地
provenances
相对出苗率 relative germination rate ( %)
差异的显著性 variability
CK 50Gy 100Gy 150Gy 200Gy 250Gy 300Gy 350Gy
直线回归方程
the linear
regression equation
相关系数
correlation
coefficient
半致死
剂量
LD50ΠGy
云南元江
Yuanjiang ,Yunnan 100 A 96. 4 A 84. 4 B 56. 0 C 42. 9 C 25. 4 D 14. 2 E 3. 3 F y = - 0. 3043 x + 106. 08 - 0. 99 184
四川攀枝花
Panzhihua ,Sichuan
100 A 91. 9 B 81. 3 C 51. 4 D 44. 9 D 20. 4 E 9. 1 F 2. 1 F y = - 0. 3068 x + 103. 83 - 0. 99 175
云南元阳
Yuanyang ,Yunnan
100 A 90. 8 B 84. 7 B 44. 7 C 40. 7 CD 24. 7 D 11. 3 E 3. 5 E y = - 0. 2993 x + 102. 43 - 0. 98 175
云南河口
Hekou ,Yunnan
100 A 91. 0 B 80. 4 C 49. 8 D 39. 4 E 28. 1 F 6. 8 G 0 G y = - 0. 3067 x + 103. 12 - 0. 99 173
云南双柏
Shuangbai ,Yunnan
100 A 95. 0 A 80. 6 B 47. 7 C 25. 3 D 18. 4 D 7. 7 E 2. 5 E y = - 0. 3162 x + 102. 48 - 0. 97 166
海南儋州
Danzhou ,Hainan
100 A 93. 6 A 75. 8 B 39. 5 C 28. 2 D 22. 4 D 4. 2 E 0 E y = - 0. 3139 x + 100. 4 - 0. 97 161
云南勐腊
Mengla ,Yunnan
100 A 92. 2 AB 89. 1 B 40. 4 C 22. 6 D 10. 7 E 3. 8 EF 0 F y = - 0. 3321 x + 102. 98 - 0. 96 159
云南思茅
Simao ,Yunnan
100 A 96. 3 A 88. 1 B 26. 4 C 2. 2 D 0 D 0 D 0 D y = - 0. 35 x + 100. 38 - 0. 91 144
贵州贞丰
Zhengfeng ,Guizhou
100 A 94. 9 AB 90. 4 B 16. 1 C 3. 2 D 2. 5 D 0 D 0 D y = - 0. 3455 x + 98. 85 - 0. 89 141
海南乐东
Yuedong ,Hainan
100 A 92. 2 A 45. 9 B 30. 7 C 11. 4 D 5. 8 D 0 D 0 D y = - 0. 3097 x + 89. 942 - 0. 94 127
注 :数据后不同字母表示差异显著 ( P < 0101) 。Note : Values followed by different letters in the line are significant at 0101 level .
212 　半致死剂量的确定
通过回归方程 ,计算 10 个不同地理种源的小桐子
种子辐射半致死剂量 ,结果见表 2。可知当剂量为
200Gy 时 ,所有种源的小桐子相对出苗率都低于 50 % ;
当剂量为 350 Gy 时 ,有 6 个种源的小桐子种子全部死
亡 ,其余 4 个种源的小桐子种子相对出苗率也均低于
15 %。其半致死剂量最高的是云南元江种源 , 为
184Gy ;最低的是海南乐东莺歌海种源 ,为 127Gy。这
为确定 10 个不同地理种源的小桐子辐射育种的适宜
剂量、辐射敏感类型的划分提供了依据。
213 　辐射敏感类型划分
参照马健中等[11 ] 的方法计算并划分辐射敏感类
型 , 结果为各地理种源半致死剂量的平均值为
16015Gy ,标准差为 1811Gy。半致死剂量大于 17816Gy
的种源为迟钝型 ;小于 14214Gy 的种源为敏感型 ;其余
的为中间型。10 个不同地理种源的小桐子辐射敏感
类型划分结果见表 3 ,贵州贞丰鲁容种源和海南乐东
莺歌海种源属敏感型种源 ,云南元江种源属迟钝型种
源 ,中间型种源最多 ,共有 7 个。
表 3 　10 个不同地理种源小桐子的辐射敏感类型
Table 3 　The type of radio sensibility of 10 provenances of Jatropha curcas L.
类型
type
半致死射剂量
LD50 ( Gy)
种源
provenances
频数
frequency
迟钝型
obtuse provenances ≥178. 6 云南元江 (184Gy) 1
中间型
transitional provenances
142. 4～178. 6
云南元阳南沙 (175Gy) 、四川攀枝花 (175Gy) 、云南河口南溪 (173Gy) 、
云南双柏三江口 (166Gy) 、海南儋州 (161Gy) 、云南勐腊勐仑 (159Gy) 、
云南思茅通关 (144Gy)
7
敏感型
sensitive provenance
≤142. 4 贵州贞丰鲁容 (141Gy) 、海南乐东莺歌海 (127Gy) 2
3 　讨论
根据上述结果可知 ,小桐子种子的相对出苗率与
辐射剂量呈负相关 ;不同剂量处理间的相对出苗率差
异达显著、极显著水平。种源地不同 ,小桐子种子对辐
射剂量的反应也存在明显差异 ,例如海南乐东莺歌海
种源和贵州贞丰鲁容种源属辐射敏感型种源 ,这两个
553　4 期 不同地理种源小桐子种子对60Coγ射线照射的敏感性研究
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地区的降雨量都在1500mm以上 ;云南元江种源为迟钝
型种源 ,该地区的降雨量不足 800mm。可见采自海拔
较低、降雨量较大以及太阳辐射较低地区的小桐子种
子对辐射比较敏感 ;而采自海拔较高、降雨量少、太阳
辐射较高地区的小桐子种子对辐射比较迟钝。由此推
测小桐子种子对辐射剂量的敏感程度与种源地的气候
条件有关。
辐射诱变用于植物育种 ,其目的主要是扩大变异 ,
提高育种效率 ,因此选择适宜的辐照剂量就显得更为
重要[12 ] 。半致死剂量的确定是选择小桐子辐射诱变
育种适宜剂量的依据 ;辐射敏感类型的划分可为选择
适宜种源地的小桐子进行诱变育种提供参考。
致谢 :中国科学院西双版纳热带植物园的杨成源
副研究员、王正良同志、郭永杰同志、杨运菊同志参与
了本研究部分工作 ,在此深表谢意 !
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