全 文 ：　文章编号 :100028551 (2001) 0120006205
60Co2γ辐射对菜心种子萌发和
幼苗生长的效应
廖飞雄 3 　潘瑞炽
(华南师范大学生物系　广东 广州　510631)
摘 　要 :用60Coγ辐射预先浸泡 1h 的菜心种子 ,结果表明辐射延缓了种子萌发 ,但不
影响萌发率 ;幼苗的高度、根长、幼苗鲜重随剂量增大而受抑制 ,与存活率间呈显著的
负相关 ;适宜的处理剂量为 200～300 Gy。
关键词 :菜心 ;辐射 ;萌发 ;生长
3 广东省农业科学院花卉研究所 ,510640
收稿日期 :1999201212
基金项目 :广东省“九·五”科技攻关项目
作者简介 :廖飞雄 (1963～) ,江西龙南人 ,博士 ,广东省农业科学院花卉研究所副研究员 ,从事花卉生物技术研究
植物辐射敏感性是辐射育种工作的重要问题[1～6 ] ,不同的植物种类及状态对辐射的敏感
性不同。在芸苔属植物中对油菜的辐射效应有较多的研究[7 ,8 ] 。菜心是华南重要的蔬菜 ,具
有较高的经济价值 ,但缺少夏季栽培的耐高温品种 ,因此培育耐高温品种是研究菜心的重要指
标。迄今未见有关菜心辐射诱变的报道。了解菜心辐射后的生物学效应、探明菜心有效的辐
射诱变剂量对提高诱变效率有重要意义。本实验探讨了60Coγ射线辐射菜心种子对幼苗生长
的影响 ,为菜心及其它芸苔属蔬菜植物的辐射诱变育种提供技术参考。
1 　材料与方法
111 　材料
供试菜心 ( B rassica cam pest ris L . ssp . chinese var. utilis Tsen et . Lee) 品种为六十天特青
(简称六十天) 、四九菜心 (简称四九) 。
112 　方法
于华南农业大学辐照中心进行60 Coγ辐射处理。辐射前清水浸泡种子 1h ,吸干外表水
份 ,装入小塑料管中 ,每处理设置 3 个重复 ,剂量为 0、100、200、300、400、500 Gy ,剂量率为
016129 Gy/ min。
11211 　种子萌发效应 　处理种子播种于垫有干净河沙和滤纸的培养皿中 ,每皿 30 粒左右 ,保
湿培养于 25 ℃培养室中 ,分别于 24h、48h 后统计萌发情况 ,以子叶外露过种子大小一半以上
为萌发。
11212 　生长效应 　分别于第 5d、第 10d 测定子叶幼苗的生长高度 ,以基部至生长点为植株高
度 ,每皿量取 10 株 ,3 个重复总计随机测定 30 株。根长和鲜重于培养 15d 后进行 ,取出后洗
6　 核 农 学 报　2001 ,15 (1) :6～10Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
存活率为第 15d 时的统计结果。回归方程的推导计算用 Windows 中的 Excel 进行。
2 　结果与分析
211 　辐射对菜心种子萌发的影响
辐射处理后部分种子萌发延缓 ,萌发 24h 时 ,辐射处理的种子萌芽率低于对照 ,这种延缓
效应随剂量增大而增大。但到 48h 大多能萌芽 ,对种子的最终萌发率没有影响 ,二者间未见有
相关的显著效应 (表 1) 。低剂量甚至有提高萌发率的效应。
表 1 　60Coγ辐射对种子萌发率的影响
Table 1 　Effect of 60Coγ2irradiation on
seed germination rate
处理剂量
irradiation dose
( Gy)
六十天
Liushitian
24h 48h
四九
Sijiu
24h 48h
0 9164 87195 17142 91104
100 511 93188 1155 8716
200 3103 84185 1102 8918
300 310 7810 0 97122
400 2111 8010 0 80139
500 0 85127 0 9114
212 　辐射对菜心子叶期苗高的影响
子叶期幼苗的生长对辐射很敏感 ,剂量大小明显影响生长速率。从子叶展开就有剂量效
应 ,至第 5d ,300 Gy 以上剂量明显抑制幼苗的生长。实际上在第 5d 后 ,300 Gy 以上剂量处理
苗高就已基本停止生长 ,而低剂量 (如 100 Gy) 对幼苗生长略有促进作用 ,200～300 Gy 是一个
关键的剂量范围。2 个供试品种剂量效应趋势基本一致 ,而四九菜心耐辐射性略强于六十天
特青 (图 1) 。
图 1 　辐射对幼苗生长的影响
Fig. 1 　Effect of irradiation on the growth of seedling
左 :六十天　　　　　　　　　　　　右 :四九
Left :Liushitian Right :Sijiu
7　1 期 60Coγ辐射对菜心种子萌发和幼苗生长的效应
213 　辐射处理对菜心幼苗根长的影响
菜心幼苗根系对辐射极为敏感 ,受辐射的种子胚根伸长较慢 ,毛状细根发生明显受到抑
制。随剂量的增大细根的发生从浓密到几乎不发生。测定第 15d 幼苗根长 ,表明辐射对根系
生长产生不同程度的抑制 ,剂量越大抑制效应越明显 ,300 Gy 以上剂量对根细胞的伤害极大。
在 2 个供试品种中 ,六十天特青表现更为敏感 (图 2) 。
214 　辐射处理对菜心幼苗鲜重的影响
幼苗受辐射损伤后 ,子叶和下胚轴生长缓慢。培养 15d 后 ,受不同剂量辐射的菜心幼苗损
伤差异显著 ,高剂量处理中部分植株逐渐死去。鲜重的变化同样反映出辐射的剂量效应。随
辐射剂量增大 ,鲜重减少 ,400 Gy 以上剂量处理的幼苗鲜重比未辐射的幼苗鲜重轻 50 %以上 ,
2 个供试品种趋势相同 (图 3) 。
图 2 　辐射对幼苗根生长的影响
Fig. 2 　Effect of irradiation on
root growth of seedlings
图 3 　辐射对幼苗鲜重的影响
Fig. 3 　Effect of irradiation on
fresh weight of seedlings
图 4 　辐射对菜心幼苗存活的影响
Fig. 4 　Effect of irradiation on seedling survial of B . cam pest ris L .
215 　菜心种子辐射的致死剂量效应
经辐射的种子萌发后 ,受伤害的幼苗逐渐表现出生长受抑、根系停止生长、子叶发黑、黄
化、畸型、分叉等 ;第 10d 左右 ,畸型植株出现萎蔫枯死 ,图 4 是第 15d 死亡率与剂量的关系。
8 核　农　学　报 14 卷
辅助实验显示 ,15d 后死亡仍有增加 ,但剂量效应趋势已基本稳定。图 4 表明 ,幼苗死亡率随
剂量增大而迅速上升 ,二者相关的程度极高 ,由回归方程 (图 4) 导出半致死剂量 :四九为
31315 Gy ,六十天特青是 26315 Gy。
216 　辐射致死效应与幼苗生长的关系
幼苗的高度、根长、鲜重等生长指标表现出明显的辐射剂量效应 ,并与后期幼苗的死亡有
显著关系。从表 2 中可以看出 ,几个生长指标与死亡率间呈高度的负相关 ,且在 1 %的水平上
显著 ,可见辐射致死效应很早就会在幼苗生长上表现出来。
表 2 　辐射致死效应与幼苗生长的相关性
Table 2 　Correlation between seedlings death and seedling growth after irradiation
品种
variety
5d 苗高
shoot height
at 5d
10d 苗高
shoot height
at 10d
根长
root
length
鲜重
fresh
weight
显著水平
significant difference
level
六十天 Liushitian - 019446 - 019215 - 019711 - 019883 0101
四九 Sijiu - 019637 - 019444 - 019893 - 019938 0101
3 　讨 　论
辐射育种首先要确定适宜的辐射剂量才可以获得有效的诱变。在一定范围内增加剂量可
以提高突变率和突变谱 ,但过高的剂量处理会导致存活率下降和不良突变性状增多 ;由于 M1
代的损伤指标 (苗高、存活率等)与突变率之间有一定关系 ,并与辐射敏感性相对应 ,故常作为
确定适宜诱变剂量的参数[4 ] 。
菜心种子受辐射后 ,细胞膜和细胞器及胞内酶系统也会受损伤 ,并随生长而逐渐显现。从
实验结果看 ,辐射引起种子生活力减弱 ,延缓种子的萌发 ,但对萌发率并不产生很大影响 ,因此
萌发率不宜作为辐射敏感性的指标。苗高和根系生长广泛用于植物对辐射敏感程度的度量 ,
在菜心上也很好地反映了处理剂量的效应。这个效应指标表现早、稳定早、品种间差异明显。
300 Gy 是损伤严重的剂量 ,这一点从鲜重上也得到反映。鲜重或干重是植株生长和生理状况
的综合反映 ,是非常可靠的敏感性测定指标。存活率是一个直接的指标 ,但待存活稳定时间较
长 , Gaul 很早就作过有关分析[9 ] ,提出用苗高来预测后期的存活率。本实验结果分析表明 ,苗
高、根长、鲜重或死亡率之间呈高度的负相关 ,完全可以用作损伤效应的早期指标。Inoue 提出
用半致矮剂量 ( HD50)作为致死剂量的反映[10 ] ,如果培养条件良好 ,能使苗生长充分 ,因此这一
指标应是可行的。
不同种类作物的辐射敏感性不同 ,不同品种间也有差异 ,如小麦各品种间敏感性就不一
样[18 ] 。伊虎英在谷子上也注意到品种的抗旱性与辐射的敏感性呈负相关[12 ] 。本实验表明 ,2
个供试菜心品种的辐射敏感性也表现出了差异 ,从各个指标上均反映出四九抗辐射性强于六
十天 ,四九是耐热性强的品种 ,这二者间有否联系值得注意。
9　1 期 60Coγ辐射对菜心种子萌发和幼苗生长的效应
参考文献 :
[ 1 ] 　Ukai Y. Studies on varietal difference in radiosensitivit y in rice Ⅱ. The radiosensitivity with respect to reduction in seedling
height , coleoptile length , pollen fertility and to the frequency of chlorophyll mutation , Jap J Breed. 1968 , 18 (3) :127～138
[ 2 ] 　Ukai Y. Studies on varietal difference in radiosenestivit y in rice. I. Dose2respone curve for root growth and varietal differ2
ence in radiosensitivity , Jap J Breed. 1967 ,17 (1) :33～36
[ 3 ] 　Ukai Y. Varietal difference in gamma2ray induced chromosome aberration in soybean. Jap J Genetics. 1980 ,55 :225～234
[ 4 ] 　顾光炜 ,董家伦 ,等. 农业应用核技术 ,北京 :原子能出版社. 1992 :161～212
[ 5 ] 　王琳清. 我国作物诱变育种进展和成就. 王琳清主编 :诱发突变和作物改良 ,北京 :原子能出版社. 1995 ,3～11
[ 6 ] 　冯志杰. 高等植物的辐射敏感性. 王琳清主编 :诱发突变与作物改良. 北京 :原子能出版社 ,1995 ,75～81
[ 7 ] 　徐华军 ,贺源辉 ,陈秀芳. 60Coγ射线对双低甘蓝型油菜 ( B rassica napus L) 的辐射效应 ,核农学报 ,1992 ,6 (4) :199～
206
[ 8 ] 　贺源辉. 甘蓝型油菜 M1 辐射效应研究. 中国油料 ,1982 , (4) :15～20
[ 9 ] 　Gaul H. Present aspect of induced mutation in plant breeding. Euphytica. 1958 , (7) :275～289
[10 ] 　Inoue. M , et al. Varietal difference in the repair of gamma radiation induced lesions in barley. Environ. Expt . Bot . 1980 ,
20 :161～168
[ 11 ] 　汪文彬 ,伊虎英 ,鱼红斌 ,等. 对黄河中下游 547 个小麦品种辐射敏感性的初步探讨 ,原子能农业应用 1980 (1) :37～45
[ 12 ] 　伊虎英 ,鱼红斌 ,马建中. 谷子辐射敏感性和抗旱性关系的探讨. 核农学通报. 1995 , (1) :75
THE EFFECTS OF SEEDS IRRADIATION WITH 60Coγ2RAY ON SEED GERMINATION
AND SHOOT GROWTH OF Brassica campetris L. ssp. Chinensis var. utilis
L IAO Fei2xiong 　PAN Rui2chi
( South China Normal U niversity , Guangz hou , Guangdong prov . 　510631)
ABSTRACT :Seeds of Brassica campet ris L. ssp. Chinensis var. util is pre2soaked with water for
1h were irradiated with 60Coγ2ray. Irradiation delayed the germination of seeds but did not af2
fect the germination rate. The height , root length , fresh weight and survival rate of seedl ings
decreased with the increase of irradiation dose. There were signif icant negative correlation be2
t ween death rate and the height , root length and fresh weight. The dose of 200～300 Gy were
recommended as suitable irradiation doses for pre2soaked seeds.
Key words :B rassica cam pet ris L . ssp . Chi nensis var. utilis ; irradiation ; seed germination ; shoot
growth
01 Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
2001 ,15 (1) :6～10