全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
　文章编号 :100028551 (2000) 0620333204
60Coγ射线辐照对墨兰根状茎
生长和分化的效应研究
傅雪琳1 　张志胜1 　何　平2 　欧秀娟1 　何琼英1
(11 华南农业大学农学系　广东 广州　510642 ;21 华南农业大学生物技术学院　广东 广州　510642)
摘 　要 :本文报道了用60 Coγ射线辐照对墨兰根状茎生长和分化的效应。结果表明 ,
低剂量 (012、015、8 Gy) 辐照能促进根状茎旺盛生长 ,随着辐射剂量的增大 ,根状茎的
生长受到抑制 ,甚至死亡 ;低剂量辐照根状茎 ,其绿芽分化能力未受影响。对辐照根
状茎生化指标的分析表明 ,低剂量 (2、5、8 Gy) 辐照使根状茎体内可溶性蛋白质含量
增加明显 ,过氧化物酶 ( POD)活性的变化趋势不一 ,2 和 5 Gy 的低剂量辐照使根状茎
POD 活性稍有降低 ,8 Gy 的辐照使 POD 活性显著升高 ,说明一定水平的低剂量可诱
导根状茎 POD 活性增强 ,从而增强抗辐照损伤的能力。
关键词 :墨兰 ;根状茎 ;60Coγ射线辐照 ;生长 ;分化
收稿日期 :1998211225
基金项目 :广东省“九五”攻关项目的 (0002235)
作者简介 :傅雪琳 (1967～) ,女 ,陕西扶风人 ,农学硕士 ,华南农业大学讲师。从事植物遗传育种、植物细胞工程的研究
墨兰是名贵的兰花品种 ,具有重要的观赏和经济价值。利用生物技术以根状茎作为繁殖
体是进行墨兰育种的一种快速、简易的手段。对根状茎的生长和影响因素的研究有助于更好
地建立根状茎的快繁系统 ,为育种提供更多的变异来源。已有的研究结果表明 ,杂交育种、诱
变育种是观赏植物育种中创造变异的主要途径之一[1 ,2 ] 。用辐射法进行兰花育种已有报道 ,
但在墨兰上尚没有成功的报道。本文研究了60 Coγ射线辐照对墨兰根状茎生长和分化的效
应 ,探寻利于根状茎快速增殖的辐照剂量和诱变育种的临界剂量 ,为墨兰的快繁和辐照诱变育
种提供依据。
1 　材料与方法
111 　材料
从墨兰 ( Cym bi di um si nense)成熟种子诱导出根状茎 ,继代繁殖 3～4 代后 ,以稳定正常生
长的根状茎作辐照研究的材料。
112 　方法
在广东省辐照中心分两批进行辐照。第 1 批的辐照剂量分别为 :0 ( CK) 、10、20、50、80、
100 Gy ,第 2 批的辐照剂量分别为 :0 (CK) 、2、5、8、100、300、500 Gy ,剂量率均为 1 Gy/ min。每
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次辐照前使根状茎在继代培养基上生长 10d ,辐照后再培养 30d 称鲜重 ,每剂量处理约 10～15
瓶 ,每瓶接种 110 g 左右的根状茎。以同步继代未经辐照的材料作对照。所有材料均在同一
条件下培养 ,室温 26 ±1 ℃,每天光照 12h。
继代培养基为 :MS + 62BA 012mg/ L + NAA110mg/ L + 活性碳 110g/ L + 蔗糖 30g/ L + 琼
脂 8g/ L ,p H518～610。分化培养基为 :ZW[3 ] + 62BA510mg/ L + NAA015mg/ L + 蔗糖 50g/ L +
琼脂 8g/ L ,p H518～610。
根状茎生长量以绝对生长速度表示 :绝对生长速度 ( %) = ( W - W 0) ×100/ W
其中 , W 0 为辐照前 10d 接种时的原始鲜重 , W 为经辐照再培养 30d 后的鲜重。
可溶性蛋白质含量测定用考马斯亮蓝 - 250 法 ,过氧化物酶活性测定用愈创木酚法 ,均参
考华南农业大学农业生物系生化教研室编《植物生物化学实验指导》(1992) 。
2 　结果与分析
211 　辐照后根状茎的外观变化和生长动态
第 1 批辐照处理与对照 (CK)相比 ,在辐照后第 5d ,50、80、100 Gy 处理的根状茎表面已有
不同程度的褐变 ,随着培养时间的延长 ,部分根状茎表面褐化加深 ,切口一端也有明显褐变 ,个
别根状茎整条褐变死亡。从生长动态来看 ,对照的生长势旺盛 ,无论是根状茎增粗生长、伸长
生长或产生小分枝均明显强过辐照材料。所有辐照材料生长速度慢 ,新生长的分枝随培养时
间推移 ,几乎处于停滞状态 ,生长势不旺盛。不同剂量间根状茎生长差异明显 ,随剂量升高 ,生
长势明显下降。此外 ,不同形态根状茎对辐照的生长反应不同 :细小分枝多 ,呈团簇状增殖的
根状茎生长较旺盛 ,长且粗的单条伸长、增粗生长的根状茎生长势弱 ,死亡较多 ,反映出不同形
态根状茎对辐照的适应或抵抗能力有差异。
第 2 批辐照材料的外观和生长表现与第 1 批基本相似。高剂量 (100、300、500 Gy) 处理材
料在辐照后第 2d 即表现出明显的色泽变化 ,由绿色转为黄绿、黄褐色 ,表面灰暗 ,切口端褐化 ,
300 和 500 Gy 处理的培养瓶瓶壁也变成黄褐色 ;低剂量 (2、5、8 Gy) 处理的根状茎表面颜色变
化不明显。培养 15d 后与对照相比 ,低剂量 (2、5 Gy) 处理的根状茎生长势旺盛 ,增值量大 ;而
高剂量 (100、300、500 Gy)处理的根状茎生长则明显差 ,且死亡多 ,表现出辐照剂量变化对根状
茎生长的不同影响。
212 　辐照对根状茎绝对生长速度的影响
60Coγ射线辐照对墨兰根状茎生长量的影响见图 1。两批不同剂量辐照的根状茎绝对生
长速度曲线表明 ,低剂量 (2、5 Gy) 下根状茎绝对生长速度大于对照 ,随辐照剂量升高 ,绝对生
长速度越来越小 ,在 10 Gy 以上较高剂量下根状茎绝对生长速度小于 100 % ,表明 2 和 5 Gy 的
低剂量辐照刺激和促进根状茎的生长 ,这与其他作物上的研究结果一致[4 ,5 ] 。本结果初步表
明 ,在加快墨兰根状茎繁殖和生长时 ,可用低剂量 (5 Gy 以下) 进行辐照刺激 ,在诱变育种时可
选择 10 Gy 左右的辐照剂量作为临界剂量。辐照对墨兰的诱变效应有待进一步研究确定。
213 　辐照对根状茎生长和分化的后续效应
将辐照根状茎培养满 30d 后转接到正常继代培养基上 ,与同步继代的对照同样培养 ,观察
不同辐照剂量处理存活根状茎的继续生长情况。第 1 批辐照材料在转接至正常继代培养基后
一直未有明显生长 ,几乎完全处于停滞状态 ,与对照的大量、旺盛生长形成鲜明对比。第 2 批
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图 1 　60Coγ射线辐照对根状茎绝对生长速度影响
Fig. 1 　Effect of 60Coγ2ray irradiation on rhizome absolute growth rate
A :第 1 批辐照　B :第 2 批辐照
A :the first irradiation 　B :the second irradiation
辐照材料在正常继代培养基上的生长差异显著 ,2 和 5 Gy 辐照的根状茎生长势旺盛 ,生长量最
大 ,超过同步继代的对照 ,其次是 8 Gy 剂量处理根状茎 ,高剂量 (100、300、500 Gy) 辐照材料一
直未见生长 ,均处于停滞状态 ,且随培养时间延长 ,表现出褐变死亡的变化。至培养 60d 时 ,对
低剂量来源根状茎和对照绝对生长速度的测定结果为 :0、2、5 和 8 Gy 处理根状茎的绝对生长
速度分别是 :252 %、326 %、363 %和 213 % ,可以看出 ,生长量最大的是 5 Gy 处理 ,其次是 2 Gy ,
二者均比对照生长量显著大 ,8 Gy 的与对照相接近。由此可见 ,低剂量刺激生长的效应和高剂
量抑制生长的效应均在延续。
将低剂量辐照根状茎在正常继代培养基上进行第 2 代培养满 10d 后 ,用 10 Gy 剂量进行 2
次辐照 ,然后继续培养 ,发现来自 2、5、8 Gy 较低剂量辐照的材料对 10 Gy 的再辐照。表现出极
强的适应性和耐辐照能力。除个别两端有切口且老的根状茎褐化死亡外 ,绝大多数均生长正
常 ,与对照生长势基本相同。说明经过低剂量辐照的根状茎再进行较高剂量辐照 ,增强了抗辐
照损伤的能力 ,这也反映了辐照的后续效应。
对低剂量辐照根状茎正常继代培养 1 代后 ,进行绿苗分化研究。结果表明 :在转入分化培
养基 8d 左右 ,根状茎表面不同位点产生肉眼可见的芽点 ,约 20d 后长成 1～3mm 长的绿芽点 ,
30d 左右长成 015 cm 左右的绿芽 ,平均每条根状茎上产生 3～5 个绿芽 ,不同辐照剂量与对照
的绿芽产生没有明显差别 ,表明低剂量辐照对绿苗再生未产生影响。
214 　辐照根状茎可溶性蛋白质含量和 POD 活性变化
表 1 　辐照根状茎的可溶性蛋白质含量和 POD 活性
Tabel 1 　The soluble protein contents and
peroxidase activity of irradiated rhizome
辐照剂量
dose
( Gy)
可溶性蛋白质含量
soluble protein content
(mg/ g FW)
POD 活性
peroxidase activity
(OD ×102/ g FW·min)
0 (CK) 2169 1192
2 3147 1157
5 3120 1158
8 3190 2196将低剂量辐照过的根状茎用 10 Gy 剂量再辐照 ,培养 3d 后测定可溶性蛋白质含量和 POD活性。结果 (表 1)表明 ,3 个低剂量辐照处理的根状茎其可溶性蛋白质含量均明显高于对照 ,其中以 8 Gy 处理的最高 , 达 3190mg/ gFW ,说明经过低剂量和较高剂量辐照的墨兰根状茎 ,其体内蛋白质代谢发生了显著变化 ,这可能是其适应辐照刺激和伤害的反应。POD 活性变化在不同剂量处理中表现不同 ,8 Gy 辐照根状茎的 POD 活性明显高于对照 ,2 和 5 Gy 处理的 POD 活性则低于对照 ,说明低剂量辐照不易引起根
状茎体内 POD 活性的变化 ,只有当剂量增
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大到一定水平时 ,才会诱导 POD 活性升高 ,从而使细胞加强防御和抵抗能力 ,也表明 2 和 5 Gy
的低剂量不会导致墨兰根状茎细胞受伤害 ,只刺激和促进其生长。由于 10 Gy 及更高剂量辐
照根状茎一直未有生长 ,故未进行生化分析。
3 　结 　论
11 本研究结果表明 ,60Coγ射线辐照对墨兰根状茎的生长效应显著。低剂量 (5 Gy 以下)
明显促进根状茎的生长 ,高剂量 (10 Gy 以上)则抑制其生长 ,甚至导致死亡 ;低剂量辐照根状茎
的绿苗分化未有差别。在墨兰的快繁研究中可使用低剂量辐照来加快根状茎的繁殖 ,在诱变
育种时可用 10 Gy 左右的剂量辐照。
21 低剂量60Coγ射线辐照对墨兰根状茎生长的影响具有后续效应。对低剂量辐照根状
茎绿苗分化及再生绿苗的性状有待作进一步的研究。
31 低剂量辐照使根状茎可溶性蛋白质含量增加 ,一定水平的低剂量辐照使 POD 活性增
强 ,这反映出低剂量辐照使根状茎蛋白质代谢和酶促反应加强 ,从而揭示了低剂量辐照促进根
状茎生长的生化基础。
参考文献 :
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THE EFFECT OF 60Coγ2RAY IRRADIATION ON THE GROWTH
AND REGENERATION OF Cymbidium sinense RHIZOME
FU Xue2lin1 　ZHAN G Zhi2sheng1 　HE Ping2 　OU Xiu2juan1 　HE Qiong2ying1
(11 A gronomy Depart ment of South China A gricult ural U niversity , Guangz hou , Guangdong prov . 　510642 ;
21 Biotechnology College of South China A gricult ural U niversity , Guangz hou , Guangdong prov . 　510642)
ABSTRACT :The effect of 60Coγ2ray irradiation on growth of Cymbidium sinense rhizome and
shoot regeneration were studied. The results showed that irradiation with low dose ( 2 , 5 and
8 Gy) promoted the growth of Cymbidium sinense rhizome , while high dose( ≥10 Gy) inhibited
the growth. Shoot defferentiation of rhizome was not affected by irradiation of low dose. Bio2
chemical analyses indicated that the soluble protein content of rhizome irradiated with low dose
was higher than that of CK, irradiated with 2 and 5 Gy seemed to reduce the activity of peroxi2
dase , while irradiated with 8 Gy increased the activity of peroxidase.
Key words : Cym bi di um si nense ; rhizome ; 60Coγ2ray irradiation ; growth shoot defferentiation
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2000 ,14 (6) :333～336