全 文 ：文章编号 :100028551 (2003) 042264205
60 Coγ辐射对菜心离体培养的影响
廖飞雄1 　余让才2 　潘瑞炽3
(11 广东省农业科学院花卉研究所 , 广东 广州　510640 ; 21 华南农业大学辐照中心 , 广东 广州　510640 ;
31 华南师范大学生命科学院 , 广东 广州 , 　510631)
摘　要 :菜心种子经60 Coγ射线辐照在离体培养中茎尖存活率随剂量增大而下降 ,茎
尖增殖、子叶愈伤组织诱导和愈伤组织分化受到抑制 ;外植体龄影响离体培养中的辐
射效应 ;小于 50Gy 直接辐照离体培养中的茎尖促进芽的增殖。从对离体培养的效应
看 ,对种子的适宜辐射剂量是 200Gy 左右 ,经催芽种子为 50～100Gy , 离体培养茎尖
可用40～70Gy。
关键词 : 辐射诱变 ; 菜心 ; 蔬菜 ; 离体培养
收稿日期 :2002203222
基金项目 :广东省“九五”科技攻关项目 (970308)
作者简介 :廖飞雄 (1963～) ,江西省龙南县人 ,博士 ,主要从事花卉生物技术和育种研究。
植物离体培养和诱发突变相结合是植物品种改良的途径之一。通过离体培养可以促进变
异的分离和纯化 ,缩短育种周期[1～4 ] ,已在水稻、小麦和甘薯等多种作物上开展了有成效的工
作[5～8 ] ,但辐射处理对离体培养效应的研究还很少报道。菜心 ( Brassica campestris L. var. ) 是华
南地区重要的绿叶蔬菜 ,我们已报道了菜心辐射处理的生物学效应[9 ,10 ] ,为了在组织培养中更
好地应用辐射技术 ,提高诱变和选择效率 ,探讨了60 Coγ射线对菜心离体培养所产生的效应。
1 　材料与方法
111 　材料
供试品种包括四九菜心 3 个类型 (四九、四九一九、香四九) 、六十天特青及迟心品种。文
中未特别注明的结果均以六十天特青为材料。
112 　方法
11211 　辐照种子 　于华南农业大学辐照中心进行。将种子装入小型塑料瓶中进行辐照 ,剂量
率为 013594Gy·min - 1 。处理 Ⅰ照射剂量为 0、100、200、300、400 和 500Gy ,辐照后种子用 75 % 酒
精处理 1min ,无菌水漂洗后用 011 %升汞灭菌 15～20min. 无菌水漂洗 3 次以上 ,播种于 1Π2 大
量元素的 MS + 7g·L - 1琼脂 + 30g·L - 1蔗糖培养基上。处理 Ⅱ按 Ⅰ法获得无菌种子 ,于 28 ℃恒
温培养箱中催芽处理 8h 后进行辐照 ,剂量为 0、10、30、50、80 和 100Gy。取无菌苗茎尖或子叶
作培养外值体 ,对照种子除不辐照外处理相同。
11212 　辐照茎尖 　培养 7d 的未辐照无菌苗 ,取茎尖接于玻璃瓶装培养基上 ,每瓶 10 个 ,培养
基为 MS + 2mg·L - 1BA + 015 mg·L - 1 KT + 012mg·L - 1 NAA + 7g·L - 1琼脂 + 30g·L - 1蔗糖 ,预培养
462 　核 农 学 报　2003 ,17 (4) :264～268Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
4d 后辐照 ,剂量率为 013594Gy·min - 1 ,剂量为 10、20、30、40、50、70、90、110Gy。
11213 　组织培养 　培养室温度 25 ℃,光照强度 2000Lx ,光暗周期 12h ;子叶愈伤组织诱导于遮
光条件下进行 ,培养基为 MS + 015mg·L - 1 2142D ;愈伤组织分化培养基为 :MS + 2mg·L - 1 BA +
1mg·L - 1 KT + 011mg·L - 1NAA ; 均加入 7g·L - 1琼脂 ,30g·L - 1蔗糖。培养 25d 时统计培养结果。
增殖比 = 增殖总芽数Π接种进茎尖数
愈伤组织诱导或分化率 ( %) = [愈伤组织诱导 (分化)数Π外植体数 ] ×100 %
2 　结果与分析
211 　种子辐照对离体培养的影响
21111 　种子辐照对茎尖培养的影响 　取辐照种子萌发的幼苗茎尖进行培养 ,接种茎尖很快就
开始表现辐射伤害症状 ,一些茎尖变黑而死亡 ;有的茎尖主芽受损不能出苗而脱分化形成愈伤
组织块 ,伤害效应随培养时间增长而逐步明显 ,10d 后受损较大茎尖逐渐死去。从图 1 可以看
出 ,当种子照射的剂量超过 200Gy 存活率显著下降 ,400Gy 以上很少有茎尖存活。这也反映在
愈伤组织的形成上 ,低剂量时由于抑制了芽的萌发而促进茎尖基部愈伤组织的形成 ,高剂量对
细胞损伤大 ,愈伤组织的形成也急剧下降。300Gy 以上损伤较大。辐照还对茎尖的增殖产生
抑制 ,随剂量增大增殖比下降 ,超过 300Gy 形成率很低 ,但 100 和 200Gy 处理有一定量的新芽
发生 (表 1) ,出现 3 个以上芽的外植体比例仍有 21134 %和 11129 % ,这对于保证后期进行变异
筛选是有意义的。
图 1 　种子辐照对茎尖培养的影响
Fig. 1 　Effect of irradiation with seed on
shoot2tip culture in vitro
□茎尖存活率　■愈伤组织诱导率
□survival rate 　■Callus induced rate
表 1 　种子辐照处理对茎尖繁殖的影响
Table 1 　Effect of seed irradiation on propagation
of shoot2tips in vitro
处理剂量
dose ( Gy)
外植体数
No. of explants
出芽数
No. of shoots
增殖比
proliferation rate
0 40 71 1178
100 70 80 1114
200 62 56 0190
300 72 10 0114
400 60 0 010
500 80 1 01013
21112 　种子辐照对子叶愈伤组织诱导和分化的影
响 　种子辐照后对其子叶培养诱导愈伤组织也产
生影响 ,表 2 表明 :子叶愈伤组织诱导率随种子辐
照剂量增大而明显下降 ,50Gy 以上处理的种子 ,其子叶脱分化率低于对照的 50 %以上。辐射
效应还影响愈伤组织的再分化。从表 3 看出 ,对照有 3412 %转为绿色的愈伤组织 ,并有明显增
长和分化生根 ;而 30Gy 处理种子的子叶愈伤组织增量小 ,不能形成绿色愈伤组织 ,根的分化率
也显著低于对照 ,表明辐射对愈伤组织的再分化能力产生了影响。
21113 　不同苗龄接种培养的辐射剂量效应 　辐照对茎尖培养的效应与茎尖接种培养时苗龄
有关 ,从表 4 可看出 ,第 15d 接种各剂量处理死亡率显著比第 8d 接种的高 ,芽的增殖显著下
降 ,且随剂量增大这种趋势更为显著。
562　4 期 60Coγ辐射对菜心离体培养的影响
表 2 　种子辐照对子叶愈伤组织诱导的影响
Table 2 　Effect of irradiation with seed on callus induced from cotyledon
处理剂量
irradiation dose ( Gy)
外植体数
No. of explants
愈伤组织数
No. of callus
诱导率
induction rate ( %)
0 41 35 85137
10 35 25 71143
30 34 20 58182
50 32 13 40163
80 38 9 23168
100 21 4 19105
表 3 　种子辐照对子叶愈伤组织分化的影响
Table 3 　Effect of irradiation with seed on differentiation of cotyledon callus
处理
irradition dose ( Gy)
外植体数
No. of explants
绿色愈伤组织形成率
greenish callus formation rate ( %)
根分化率
root differentiation rate ( %)
0 38 3412 42111
30 41 0100 9138
表 4 　种子辐照后苗龄对茎尖培养的效应
Table 4 　Effect of the age of seedling from irradiated seed on shoot2tip culture in vitro
处理剂量
dose ( Gy)
苗龄
seedling age (d)
外植体数
No. of explant
死亡率
death rate ( %)
增殖比
proliferation rate
0 8 52 0 1194
15 41 9162 1143
10 8 49 0 2159
15 53 32108 0196
30 8 52 0 2123
15 40 38146 1128
40 8 93 0 2107
15 40 5715 1105
80 8 103 1194 1191
15 52 63146 1112
212 　离体茎尖辐照的效应
正在培养中的茎尖直接受照射后敏感性大于种子 ,对较低的剂量都会产生响应。从表 5
看出 ,在供试剂量下未致茎尖死亡 ,但随剂量增大 ,茎尖基部愈伤组织诱导率迅速下降 ,30Gy
处理愈伤组织诱导率低于对照的一半以上 ,50Gy 以上剂量损伤已很重 ,到 110Gy 极少形成愈
伤组织 ;但由于低剂量刺激和对愈伤组织的抑制 ,却促进了芽的发生 ,20～50Gy 处理芽的增殖
效率 ,高于对照。但超过 40Gy 出芽率又呈下降趋势。
213 　不同品种茎尖辐照的效应
辐射对离体培养产生的效应 ,不同品种间有差异。从离体茎尖受 30Gy 辐射后培养的结果
来看 ,与未照射比较 ,各品种茎尖有不同程度的死亡发生 ,以迟心死亡率最高。愈伤组织的诱
导也明显受到抑制 ,以六十天和迟心受抑明显。30Gy 剂量辐照对四九中 3 个类型芽的增殖有
促进作用 ,增殖比高于对照 ;但却抑制了六十天和迟心的增殖 ,增殖比明显比对照低。从中可
以看出品种间对辐照敏感性不同 ,四九类菜心的辐射敏感性低于其它菜心类型 (表 6) 。
662 核　农　学　报 17 卷
表 5 　茎尖辐照对茎尖培养的影响
Table 5 　Effect of irradiation with shoot2tip on shoot culture in vitro
剂量
dose ( Gy)
外植体数
No. of explants
增殖比
proliferation rate
愈伤组织诱导率
induction rate of callus( %)
0 30 2106 83133
10 60 2108 58133
20 30 2153 56167
30 30 3120 30100
40 40 2120 27140
50 40 2112 25100
70 70 2106 14100
90 50 1180 6100
110 50 1166 4100
表 6 　不同品种茎尖的辐射效应
Table 6 　Effect of irradiation on shoot2tip culture in different cultivars
品种
cultivar
处理
treatment
外植体数
No. of explants
死亡率 %
death rate
愈伤组织形成率
callus formation rate ( %)
增殖比
proliferation rate
四九 对照 CK 24 4117 45183 1154
Sijiu 辐照 irradiation 35 8157 20100 1174
四九一九 对照 CK 27 010 33133 1174
Sijiuyijiu 辐照 irradiation 26 3170 19123 2134
香四九 对照 CK 26 010 61154 1138
Xiangsijiu 辐照 irradiation 39 15138 23108 2103
六十天 对照 CK 29 0 40182 2148
Liushitian 辐照 irradiation 34 5188 14171 1182
迟心 对照 CK 22 0 63163 2163
Chixin 辐照 irradiation 26 23108 3185 1154
　注 :辐射剂量为 30Gy。　Note : Irradiation dose is 30Gy.
3 　讨论
通过辐照植株 ,利用组织培养手段来加速筛选过程 ,在菊花等花卉上取得了很好的效
果[11 ,12 ] ;通过照射培养的茎尖在大蒜上获得了优良变异[13 ] 。本实验结果表明 ,种子辐射处理
后取其幼苗茎尖进行培养 ,或直接对培养物进行照射 ,辐射效应会在组织培养过程中表现出
来 ,如引起外植体的死亡、愈伤组织诱导和再生效率下降 ,而且辐射效应在继代培养后代中仍
有表现 ;需通过多代培养后可能获得变异的类型。种子辐射操作简便 ,易运输保存 ,处理量大 ,
可用于不同的离体培养和筛选方式 ,离体培养后繁殖系数大 ,因此用辐照种子结合离体培养 ,
实施变异的分离和筛选是简单易行方法。不同状态种子对辐射的敏感性不同 ,种子经 200Gy
左右处理在组织培养中有明显的辐射效应 ,与幼苗辐射效应的实验结果一致[11 ,12 ] ,是合适的处
理剂量。而经催芽的种子对辐射的敏感性增大 ,所需剂量明显低 ,50～100Gy 处理对离体培养
就有较大的影响 ,显然与经催芽后种子细胞开始分裂和生命活动加强有关。不同苗龄茎尖接
种培养的辐射效应不同 ,表明进入培养早有较高的成活率和增殖率 ,其原因可能是越早进入含
有激素的培养基上进行培养 ,可使损伤的细胞或组织得到更好的修复 ,促进细胞分裂 ,恢复生
762　4 期 60Coγ辐射对菜心离体培养的影响
存能力。对正在培养中的茎尖进行照射 ,其敏感性与经催芽种子相近 ,40Gy 开始产生抑制 ,
70Gy以上照射对茎尖培养的增殖和愈伤组织诱导产生明显抑制 ,因为其时茎尖细胞分裂旺
盛 ,对辐射更敏感 ,结合芽的增殖和愈伤组织诱导 ,40～70Gy 是茎尖诱变的关键剂量区。不同
品种在离体培养中对辐射的效应有差异 ,表现与对其辐射生物学效应研究结果相同。许多研
究表明 ,低剂量辐射对一些生命活动有促进作用 ,茎尖辐照后进行组织培养的结果也显示
30Gy 左右处理会促进芽的增殖。
参考文献 :
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EFFECT OF 60 Coγ IRRADIATION WITH SEED AND SHOOT2TIP OF
Brassica campestris L. var ON ITS CULTURE IN VITRO
LIAO Fei2xiong1 　YU Rang2cai2 　PAN Rui2chi3
(1. Floriculture Research Institute , Guangdong Academy of Agricultural Science , Guangzhou , Guandong prov. 510640 ;
2. Irradiation Center in South China Agricultural University , Guangzhou Guangdong prov . 510640 ;
3. College of Life Science , South China Normal University , Guangzhou , Guangdong prov. 510631)
Abstract :The survival rate in vitro of shoot2tips of Brassica campestris L. var from seeds irradiat2
ed by 60 Coγ2rays decreased with the increase of dose. Irradiation inhibited proliferation of shoot2
tip , induction of callus from cotyledons and differentiation of the callus. The age of explant cont2
ributed to the effect of irradiation in the culture. Irradiation stimulated the proliferation of shoot2
tip with dose less than 50 Gy. Based on the effect of irradiation in the tissue culture , the effective
dose recommended was about 200 Gy for seeds , 50～100 Gy for pre2soaked germinating seeds and
40～70 Gy for shoot2tips in vitro , respectively.
Key words :irradiation mutagensis ; Brassica campestris L . var. ; vegetable ; tissue culture
862 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2003 ,17 (4) :264～268