全 文 ：核 农 学 报 ,
“ 口
辐照对黄籽油菜种子活力
、
超氧物歧化酶活性
和脂质过氧化作用的影响
韩继祥 胡端红 ’ 刘后利
华中农业大学作物遗传育种研究所 武汉
用 。丫 射线辐 照 个杂交组合 高世代材料 中分 离 出的黄籽 和 黑籽甘 蓝型油 菜
近 等基 因 系种子 , 浏定辐照 前 、 后种 子在发 芽过 程 中的种子
活 力 , 超氧物吱化酶 和 脂质过氧化产物 丙 二醛 的变化 。 结果表明 , 辐照
后 , 黄籽比 黑籽 的 活性上升 幅度 小 , 含量上 升幅度 大 , 种 子 活 力 下 降较
多 。 黄籽油菜种子 的辐射敏感性 比 黑籽强 油菜的辐射杭性或敏 感性不仅与体 内保护
酶水平有关 , 也可 能与种皮的漪殊保护结构和保护物质有关
。
关键词 辐照 黄籽 油 菜 种子活 力
前 言
中国甘蓝型黄籽油菜是在晚近才发现的〔幻 。 由于黄籽油菜种子油分和蛋 白质含量高 , 油质
清澈透明 , 因此 , 世界主要油菜生产国均把黄籽油菜育种列为正式育种 目标 。 但 目前甘蓝型黄
籽油莱育种遇到两个突出问题 一是黄籽的种皮颜色遗传不稳定 二是黄籽的种子活力在逆境
条件 如收藏方法不当 , 播种后遇渍水 下较易丧失 , 影响了黄籽油菜的推广 〔 , 。
为了在纯化黄籽油菜的同时 , 提高其对逆境的抗性或耐性 , 辐照作为一种特殊的诱变手
段 , 无疑具有双重作用 。 首先 , 黄籽种皮薄 、 颜色淡 , 其辐射敏感性也应随之提高 , 但 尚未见报
道 。 另外 , 已知油菜是辐射抗性最强的作物之一 〔
· ’‘ , 。 本试验用一套遗传背景相同的甘蓝型黄 、
黑籽油菜材料 , 研究油菜的辐射生理 、 生化效应 , 以期了解油菜的抗辐射机理 , 提高其诱变育种
效率 。
材 料 与 方 法
从 个杂交组合〔 一 宜宾 一 、 只 一 〕的黄籽变异株 , 分别连续
自交 代和 代 , 形成 个遗传背景的群体
。 再从每个群体中分别选取种皮颜色为黄色和黑色
的种子 , 即黄籽和黑籽 , 组成 个遗传背景相同的亚群体 , 成为 对甘蓝型油菜
近等基因系 。本试验选取 对近等基因系的风干种子 , 在湖北省农科院原子能所用‘ ℃。下射
此文于 年 月 日收到 。
, 现工作单位 中国农科院油料研究所
核 农 学 报 卷
线辐照 , 剂量为 , 剂量率为 , 以未辐照种子为对照 。辐照后即在室内测定种子
活力 , 及其超氧物歧化酶 和脂质过氧化产物丙二醛 含量 , 并于辐照后室内自然
条件下储藏 个月 , 再重复上述测定 。 试验均重复 次以上 。种子活力测定根据发芽指数和活力
指数法闭 , 活力指数中 , 幼苗生长量为发芽第 天在每次重复中随机取样 株幼苗下胚轴长度
的平均数 。 活性采用氮兰四哇 法测定 。 含量根据硫代巴比妥酸 法测
定 ‘ 〕。
结 果 与 分 析
一 辐照后不同种皮颜色种子的活力变化
从表 、表 可看出 , 未辐照的黄籽与黑籽材料之间 , 其种子活力无明显差异 。 辐照后 , 黄籽
与黑籽的种子活力均显著下降 , 但黄籽种子活力下降更多 , 且随辐照后储藏时间的延长而增
大 。 如辐照后未经储藏的黄籽种子活力指数下降 一 , 而黑籽的下降
, 储藏半年后 , 黄籽的种子活力指数下降 一 , 而黑籽的下降 。
二 辐照后不同种皮颜色种子在发芽过程中 活性的变化
辐照与生物体作用所产生的活性氧 自由基 , 使脂质过氧化 , 并导致辐射损伤增强 , 进而引
起组织衰老和种子劣变 。 是植物体内清除活性氧 自由基的主要酶之一 , 与植物的抗逆性
有关
· 〕。
在种子发芽过程中 , 辐照前 、后黄籽或黑籽材料 活性变化趋势基本一致 图 , 即萌
发初期 活性较低 , 黄籽到第 矢 、黑籽至第 天上升到高峰 , 此后活性降低到一定水平 。
表 辐照后黄籽与黑籽种子活力变化
一 一
品系 处理 黄籽 一 黑籽 一
发芽率 苗高 发芽指数 活力指数 发芽率 苗高 发芽指数 活力指数
誉粼
未辐照
。
。
辐照 一 一 一 一
。 一 。 ’
差值
玖
未辐照
。 。
辐照 一 一 二 一 一 ’ 一 一 一
口
差值
翻
注 , , 二
。
辐照对黄籽油菜种子活力 、超氧物歧化酶活性和脂质过氧化作用的影响
表 辐照后贮藏 个月黄籽与黑籽种子活力变化
一
一
品 系 处理 黄籽 一 黑籽 一
发芽率 苗高 发芽指数 活力指数 发芽率 苗高 发芽指数 活力指数
, 件 ,
写 线 纬 二
未辐照
。
福照 一 一 一 一 一 一
差值
未辐照
。
辐照 一 ’ 一 一 ’ 一
。 一 二 一 一
卜
差值
注 , , , 。
但是辐照对黄籽与黑籽材料 活性强度的影响不同 。 未辐照的黄籽与黑籽材料之间 ,
活性无显著差异 。 经 的 射线辐照后 , 黄籽和黑籽的 活性均 比相应对照 明显升
高 , 但黄籽中上升幅度 比黑籽小 平均低 左右 。 随辐照后储藏时间的延长 , 黄籽与黑籽之
间的差异亦有增大的趋势 。表明在发芽过程 中 , 黄籽油莱种子对辐射的抗性或保护反应较黑籽
弱 , 即黄籽的辐射敏感性强 。 油菜的辐射抗性与体内 水平有关 , 这与植物所表现的其它逆
境反应 如抗 , 抗 , 抗寒 , 抗早和抗盐 一致
三 辐照后不同种皮颜色种子在发芽过程中 含量的变化
脂质过氧化是生物膜的重要辐射效应 。 是脂质过氧化的次生产物 , 其大小可作为膜
脂过氧化程度的度量指标
,
, , 〕。
从图 看 出 , 种子开始萌发时 , 水平很高 , 此后有所升降 , 但总的趋势是下降 。 且与
的变化一样 , 即辐照并不改变其变化趋势 , 只是改变其变化程度 。 在发芽过 程中 , 未辐照
的黄籽与黑籽材料之间 , 含量差异不显著 , 但辐照后黄籽与黑籽的 均 比相应对照
显著上升 , 而且黄籽中上升的幅度 比黑籽大 平均高 左右 。 油菜种子发芽过 程 中 ,
含量与 活性呈负相关 , 表明辐照后黄籽油菜种子的脂质过氧化程度 比黑籽高 。 由此也可
说明辐照黄籽后种子活力下降幅度大的原因 。
卷核 农 学 报
协朴、、、
门、、,
诊如之兰‘口︶的飞亡一夕﹃衬。阅刹鹅自
发芽时间
吧 血 发芽时向 。恤 血 。 。
图 辐照后黄籽与黑籽油菜材料 活性的变化
一 一 一
黄籽 未辐照 , 辐照
一 一 一 二 ,
黑籽 未辐照 , 辐照 。
一 亏 ,
详山仙一。日沈国
喇如代芝
祠‘衬。口
发芽时间 发
芽时间
图 辐照后黄籽与黑籽油菜材料 含量的变化
一 一
黄籽 未辐 照 , 辐照 黑籽 未辐照 , 辐照 。
一 , 玉 一 吧已 ,
期 辐照对黄籽油菜种子活力
、超氧物歧化酶活性和脂质过 氧化作用的影响
讨 论
前人研究表明 , 植物的辐射抗性或敏感性与体内存在的某些天然辐射保护物质或敏化物
质有关〔“ 〕, 芥子碱类物质及其衍生物被认为是油菜等十字花科植物中存在的一类天然辐射保
护物质 ’〕。 另外 , 在相同的遗传背景下 , 黄籽与黑籽的区别主要在于栅栏层细胞色素沉积量的
不同 〕, 黄籽的种皮厚度不仅为褐籽的 一 ‘’〕, 并且其皮壳中的多酚类化合物含量明显
低于黑籽 ’
, ”〕。本试验从 活性 、 含量和种子活力等几项指标证实黄籽的辐射敏感
性比黑籽强 。这可能是黄籽种皮结构及其物质的差别 , 导致胚中抗性酶系统及其它大分子物质
缺乏保护之故 。
本文承蒙本校植物生理生化教研室徐同教授审阅 , 谨致谢忱 。
参 考 文 献
刘后利 甘蓝型黄籽油菜的发现及其遗传的初步研究 遗传学报 , ,
刘后利 , 韩继祥 中国黄籽油菜种质资源的现 况及其研究和利用前景 植物优异种质资源及其开拓利用 , 北京 中国科
学技术出版社 , ,
刘后利 油菜的遗传和育种 上海 上海科学技术出版社 , ,
顾增辉 , 徐本美 , 郑光辉 测定种子活力方法的探讨 发芽的生理测定法 种子 , ,
华中农业大学植物生理生化教研室 植物生理生化实验指导 华中农业大学图书馆 , ,
朱广廉 , 钟诲文 , 张爱琴 植物生理学实验 北京 北京大学出版社 , ,
汪宗立 , 刘晓忠 , 李建坤 , 王志霞 玉米的涝演伤害与膜脂过氧化作用和保护酶活性的关系 江苏农业学报 , ,
龚 明 , 丁念诚 , 贺子义 , 刘友 良 盐胁迫下大麦和小麦叶片脂质过氧化伤害与超微结构变化的关 系 植物学报 , ,
王建华 , 刘鸿生 , 徐 同 超氧物歧化酶在植物逆境和衰老生理 中的应用 植物生理学通讯 , ,
方允 中 , 李文杰 自由基与酶一基础理论及其在生物学和医学 中的应用 北京 科学出版社 , , 。
林植芳 , 刘双顺 , 林佳珠 , 郭俊彦 丙二醛对菠菜叶片中光合狡化酶和细胞保护酶活性的影响 植物学报 , ,
顾瑞琦 几种十字花科植物幼芽提取液对元麦和小麦萌发种子的辐射保护作用 植物生理学报 , ,
王汉 中 油菜的拉色变异及其不稳性研究 华中农业大学图书馆 , , 一
, , ,
川 功 , ,
, , 卜 仁
, , ,
, , , 卜 , 卜
卜 , ,
‘八︸︸几一人,
止 口 泣
,
,
一
一
, ,
,
少 ,
一
‘ 下一 ,
云
, 一 一
,
, 氏
争
已
一 , 一 , , ,