全 文 ：　 核 农 学 报　2010, 24 (1) : 0050～0054
Journal of N uclear Agricultura l Sciences
文章编号 : 100028551 (2010) 0120050205
60 Coγ射线对荷兰鸢尾的辐照效应
林　兵 1, 2, 3 　钟淮钦 1, 2, 3 　黄敏玲 1, 2, 3 　吴建设 1, 2, 3 　叶秀仙 1, 2, 3
(1. 福建省农业科学院花卉研究中心 ,福建 福州　350013;
2. 福建省特色花卉工程技术研究中心 ,福建 福州　350013; 3. 福建省农业科学院作物研究所 ,福建 福州　350013)
摘 　要 :以 60 Coγ射线对‘展翅 ’荷兰鸢尾种球进行辐照 ,对各处理的出苗率、成活率、株高、植株形态变
化、子球繁育等指标做调查统计。结果表明 ,在 3～10Gy范围内 ,随着剂量的加大 ,植株的辐照损伤效
应也逐渐加强 ;且大种球耐辐照能力大于小种球 ;辐照对 M2 代植株开花仍有很大的影响 ,其中 7Gy处
理的 M2 代植株变异率相对最高 ,成活率也较高 ,并能得到优变单株。根据结果确定‘展翅 ’荷兰鸢尾小
种球适宜的辐照剂量为 7～8Gy。
关键词 :荷兰鸢尾 ; 60 Coγ射线 ;剂量 ;辐照效应
EFFECTS O F 60 Coγ2RAY S IRRAD IAT IO N O N Iris ho llandica
L IN B ing1, 2, 3 　ZHONG Huai2qin1, 2, 3 　HUANG M in2ling1, 2, 3 　WU J ian2she1, 2, 3 　YE Xiu2xian1, 2, 3
(1. F lowers Research Center, Fujian A cadem y of Agricultura l Science, Fuzhou, Fujian　350013;
2. Fujian Engineering R esearch Center for Characteristic Floricu lture, Fuzhou, Fujian　350013;
3. Institute of Crop Sciences, Fujian A cadem y of Agricultura l Science, Fuzhou, Fujian　350013)
Abstract: The bulblets of Iris holland ica‘Zhan chi’were irradiated by 60 Coγ 2rays in this study, using group indexes of
damages to the growth and development for statistical investigation, such as emergence rate of seedlings, survival rate
and p lant height, morphological changes and so on. The results showed that the damaging effects of irradiation on p lant
were gradually strengthened as the doses increased within the range from 3Gy to 10Gy. Moreover, the sensitivity to
irradiation of the small bulblets was stronger than those of big ones. Besides, the irradiation still had great effects on the
blossom of regenerated p lants from M2 generation, and those under 7Gy p resented highest variation rate and survival
rate, with excellent single mutant obtained. According to these results, the suitable irradiation dose to the young bulblets
of Iris holland ica‘Zhan chi’could be determ ined within the range from 7Gy to 8Gy.
Key words: Iris holland ica; 60 Coγ2rays; dose; irradiation effects
收稿日期 : 2009205231　接受日期 : 2009207230
基金项目 :福建省林业科技重大专项花卉专题 (2006NZ000123) ,国家科技支撑计划课题 (2007BAD07B03) ,福建省财政专项———福建省农业科学
院科技创新团队建设基金 ( STIF206)
作者简介 :林　兵 (19732) ,男 ,福建福清人 ,助理研究员 ,从事观赏植物引种与繁育技术研究。E2mail: lb87572540@163. com
通讯作者 :黄敏玲 (19602) ,女 ,福建闽侯人 ,研究员 ,从事花卉新品种选育与生物技术研究。E2mail: pudang12@ yahoo. com. cn　　荷兰鸢尾 ( Iris holland ica)为鸢尾科鸢尾属的球根花卉 ,是西班牙鸢尾的变种 [ 1 ]。其花葶直立、姿态优美 ,宛如飞翔的彩蝶 ,是欧美式插花重要的材料 ,在我国已成为一种新型时尚的切花种类。目前 ,国内种植的多是从荷兰引进且经过处理的商品种球 ,其生长发育易受高温天气的影响 ,造成切花产量和质量普遍下 降。故选育适于本地区生长 ,并具有优良性状的荷兰鸢尾切花新类型成为育种当务之急。辐射诱变育种现已广泛应用于观赏植物新品种的选育 ,但将其应用于荷兰鸢尾的报道却较少见。对此 ,本实验室参照其他植物辐射诱变经验 [ 2～9 ] ,对荷兰鸢尾种球进行了γ射线辐照处理 ,探求其适宜的辐照剂量 ,为进一步开展辐
05
　1期 60 Coγ射线对荷兰鸢尾的辐照效应
射诱变育种打下基础。
1　材料与方法
111　材料
以荷兰引进的‘展翅 ’荷兰鸢尾 ( Iris holland ica
‘Zhan chi’)品种 ,经多年栽培繁育的种球为材料。选
取周径 4～5cm (A )和周径 6～7cm (B ) 2种规格 ,种植
后当代植株都没有开花能力 ,只能营养生长。
112　方法
2005年 10月 21日在福建省农业科学院水稻研
究所钴源辐射中心对种球进行 60 Coγ辐照 ,其中 A规
格种球剂量设 0 (CK)、3、5、7、10Gy 5组 , B规格种球
设 10Gy 1组 ,剂量率均为 011Gy/m in,每处理 150粒种
球 , 3次重复。处理后种球立即种植 ,整个栽培过程按
常规进行管理。
2005年 11月下旬自种球出芽开始 ,定期调查各
处理的出苗率、成活率 (即最后 1次调查的出苗率 )、
株高 (从基部到叶尖最长的叶片长度 )、植株形态变
化、子球繁育等指标。其中 :出苗率 ( % ) = (出苗株
数 /处理种球数 ) ×100;相对成活率 ( % ) = (成活率 /
对照成活率 ) ×100;相对株高 ( % ) = (株高 /对照的
株高 ) ×100;繁殖系数 =收获子球总数 /采收的植株
数 ;相对繁殖率 ( % ) = (繁殖系数 /对照繁殖系数 ) ×
100。
2006年 10月 12日将所得的 M1 代子球 ,再次分
级种植。对周径 > 7cm的子球发育成的 M2 代植株 ,
重点进行形态变化以及开花性状异常的调查 ,其余子
球作为种球繁殖 ,以供进一步观察。根据后代生长受
损的程度 ,以及植株变异情况 ,选择适宜的辐照剂量。
2　结果与分析
211　不同剂量辐照对种球出苗的影响
由表 1可知 ,随栽培时间的推移 , CK的出苗率
(扣除正常死亡数 )呈增加趋势 ,直到全部出芽 ;而经
过辐照处理的种球出苗率则缓慢增加到某一“峰值 ”,
随后又呈现出降低趋势 ,这种降低趋势随着剂量的增
加而愈加明显 ;最终 4月 25日调查的出苗率表现为
CK > 3Gy > 5Gy > 7Gy > 10Gy,剂量间差异均达到极显
著水平。从种球的出苗率“峰值 ”来看 ,各处理的种球
基本上都能出芽 ,且均能达到 90%以上 ,与 CK相差并
不大。说明辐照虽然造成种球损伤 ,使其生命活力减
弱 ,但对其出芽能力并不产生很大的影响。因此 ,出苗
率不宜作为荷兰鸢尾种球早期辐照损伤的测定指标。
表 1　不同剂量辐照对出苗率的影响
Table 1　Effects of different irradiation doses on emergence rate of seedlings ( % )
处理组
treatment team
调查日期 date (M /D)
11 /24 12 /01 12 /09 12 /17 12 /25 01 /25 02 /24 03 /25 04 /25
相对成活率
comparative survival
rate
A10Gy 8167 2810 80167 94167 10010 9810 97133 9410 9410 a 100
A13Gy 10167 28167 75133 87133 9810 9810 94167 91133 88167 b 94133
A15Gy 1810 34167 70167 8210 97133 96167 94167 8810 85133 c 90178
A17Gy 210 1410 31133 68167 7610 95133 93133 83133 74167 d 79144
A110Gy 0 0 610 17133 25133 74167 95133 5810 50167 f 53190
B110Gy 0167 2167 1410 35133 59133 91133 9010 7210 5410 e 57145
　　注 :不同字母表示差异极显著。
Note: D ifferent letters stand for extremely significant.
　　在 3Gy和 5Gy处理组 ,初期种球的出苗率高于
CK,说明小剂量处理可在一定程度上促进种球出芽 ,
提前出苗时间。到 12月下旬 CK、3Gy和 5Gy处理的
出苗率均达到“峰值 ”,随后略有降低 ,降低幅度 5Gy >
3Gy > CK。而 7Gy和 10Gy处理后 ,一开始就明显表现
出延缓和抑制种球出芽 ,出苗时间分别比 CK迟 7d和
15d,各时期相应的出苗率也低。7Gy处理 ,出苗率翌
年 1月下旬达到最高 ,随后逐渐降低 ;而 10Gy处理 ,出
苗率到翌年 2月下旬才达到最高 ,然后迅速下降。这
是由于辐照对种球有损伤作用 ,一些经辐照处理后的
种球 ,虽然可勉强出芽 ,但小苗长势非常弱 ,经过一段
时间栽培后 ,很多小苗不能恢复正常的活力 ,最终逐渐
死亡 ,使随后调查的出苗率也随之下降。
在 10Gy处理中 ,较大规格种球 B与小规格种球 A
相比 ,大种球出苗时间比小种球提早 8d,各时期相应
的出苗率也比小种球高。表明小种球辐照敏感性高于
大种球 ,即大种球有较强耐辐照能力。
根据 2006年 4月 25日的调查结果 ,计算出各处
15
核　农　学　报 24卷
理的相对成活率 ,其中以 A 规格种球 10Gy处理的
53190 %最为接近半致死 (死亡率为对照的 50% )的
辐照效应。从而确定 ,‘展翅’荷兰鸢尾小种球 A辐照
半致死剂量 LD50值约为 10Gy。
212　不同剂量辐照对株高的影响
由表 2可知 ,经过辐照后 ,各处理的株高总体上低
于 CK,随剂量增加 ,植株相对也越矮小 ,株高与辐照剂
量成负相关 ,说明辐照对植株生长有一定抑制作用。
表 2　不同剂量辐照对株高 ( cm)的影响
Table 2　Effects of different irradiation doses on p lant height( cm)
处理组
treatment team
调查日期 date (M /D)
11 /24 12 /01 12 /09 12 /17 12 /25 01 /25 02 /24 03 /25
相对株高
comparative p lant
height ( % )
A10Gy 4131 6124 7148 13163 23131 42180 67133 81162 a 100
A13Gy 6119 7144 7161 13116 22179 40107 64153 76190 b 94122
A15Gy 4156 6117 7134 11192 19153 3510 58137 67167 c 82191
A17Gy 3133 4143 6111 7140 8175 23117 44147 54194 d 67131
A110Gy 0 0 2144 3158 4168 11141 22177 32183 f 40130
B110Gy 110 2150 3105 4157 5106 14124 29140 43165 e 53148
　　注 :不同字母表示差异极显著。
Note: D ifferent letters stand for extremely significant.
　　在小剂量 3Gy和 5Gy处理中 ,开始调查的结果与
CK相差并不大 ,并且因小剂量辐照能促进种球提前出
苗 ,初期植株的生长量还略高于 CK,一直到 12月 17
日以后 ,处理组株高才随着栽培时间的推移逐渐低于
CK。而大剂量 7Gy和 10Gy处理 ,从一开始就表现出
抑制植株生长 ,与 CK之间差异极为明显 ,并且这种差
异一直保持至植株生长停止。
在 10Gy处理中 ,整个生育期大种球 B的株高均
大于小种球 A,根据 3月 25日的调查结果 ,大球平均
株高比小球高 10182cm,差异达极显著。株高结果同
样表明 ,在相同的剂量辐照下 ,大种球所受到的辐照损
伤影响相对比小种球小 ,植株生长受到抑制相对也小。
根据株高相对稳定期 , 2006年 3月 25日的调查
结果可计算出各处理的相对株高 ,从表 2中可看出 ,
7Gy处理的株高达到 CK的 67131 % , A 规格种球
10Gy处理的效果为 40130 % ,达到临界剂量 (为对照 的 40% )的辐照效应范围 ,基本可确定小种球 A的植株半致矮剂量 GR50值接近 9Gy。213　不同剂量辐照对子球的影响从 2006年 5月 15日收获子球的调查结果 (表 3)可知 ,辐照对子球的大小有一定的影响 ,随着辐照剂量的加大 ,大规格子球 (周径 ≥8cm )所占比例基本呈递减趋势。低剂量 ( 3Gy和 5Gy)处理组 ,周径 ≥8cm的子球占总数量比例与 CK相比数值相差并不大 ;周径 6～8cm 和 415～6cm规格的子球所占比例 ,则均表现出 5Gy > 3Gy > CK。说明低剂量辐照对子球大小并无太大影响。在大剂量 7Gy处理后 ,周径 ≥8cm的子球占 11105 % ,明显比 CK低。而在 10Gy的处理组中 ,小种球处理组没有获得周径 ≥8cm的子球 ,周径 6～8cm 和 415～6cm的子球所占比例则大大提高。说明大剂量辐照对获得子球的大小有较大影响 ,子球生长受到严重抑制 ,球茎明显缩小。
表 3　不同剂量辐照对子球的影响
Table 3　Effect of different irradiation doses on bulblet
处理组
treatment
team
不同规格子球所占的比例
percent of different bulblets ( % )
≥8cm 6～8cm 415～6cm 3～415cm < 3cm 子球总数totalbulblet 繁殖系数p ropagationcoefficient 相对繁殖率comparative p ropagationrate ( % )
A10Gy 20153 4134 11193 44139 18181 553 a 3192 a 100
A13Gy 20116 5124 13171 44176 16113 496 b 3173 b 95115
A15Gy 19191 7138 14177 43140 14154 447 c 3149 c 89103
A17Gy 11105 15175 8156 37185 26180 362d 3123d 82140
A110Gy 0 23102 32137 15111 29150 139 f 1183 f 46168
B110Gy 4117 27160 11146 22140 34138 192 e 2137 e 60146
　　注 :不同字母表示差异极显著。
Note: D ifferent letters stand for extremely significant.
25
　1期 60 Coγ射线对荷兰鸢尾的辐照效应
　　在 10Gy处理下 ,大种球 B有周径 ≥8cm的子球 ,
周径 6～8cm的子球所占比例也明显高于小种球 A。
结果再次表明在相同的辐照剂量下 ,大种球所受的伤
害要低于小种球 ,其子球生长发育所受抑制相对较小。
从表 3还可看出 ,随辐照剂量的增加 ,各处理的植
株繁殖系数呈递减趋势 ,处理间差异均达到极显著水
平。其中 3、5和 7Gy处理的子球繁殖系数均在 310以
上 ,其相对繁殖率都在 80%以上 ;而在 10Gy处理中 , A
规格种球子球的繁殖系数仅为 1183,相对繁殖率为
CK的 46168% ,表现出接近中等程度抑制的辐照效
应。据此可确定 ,小种球 A的子球繁殖率受到中等程
度抑制的剂量约为 917Gy。
214　辐照对植株形态的影响
2005年 11月至 2006年 4月 ,对辐照后 M1 代植
株进行观测 ,发现各处理的种球栽植后植株都没有开
花能力。与 CK相比 ,并未发现有用的变异株 ,主要的
变化是植株长势变弱 ,变矮小 ;叶片变窄 ,变短 ,叶尖有
干枯现象 ;随着辐照剂量加大 ,植株相对也越矮小 ,长
势也越弱。
2006年 11月至 2007年 4月 ,对各处理的 M2 代
植株进行观测 ,发现绝大多数的 M2 代植株形态以及
长势与 CK基本相同 ,已无明显变化。仅在 5和 7Gy
处理组 ,各发现 1株叶片镶有“金线 ”的变异 ,光泽度
好 ,有很强的观赏价值 ,但稳定性还须进一步观测。
从各处理 M2 代的植株开花来看 , CK和 3Gy处理
平均花期为 3月 26日 , 5和 7Gy处理为 3月 27日、
10Gy处理为 3月 29日 ,显示出经过辐照的 M2 代植株
花期均稍晚于 CK,说明辐照对 M2 代植株开花仍有一
定的抑制和延迟作用。各处理植株还表现出开花率降
低、花枝长度缩短、花朵变小、颜色变淡或有所改变等。
花颜色异常主要有如图 1所示的 3种表现 : ( 1)外花
瓣出现白色斑点状花纹 ; ( 2)部分或少量花瓣嵌合白
色斑块 ; ( 3 )花瓣总体颜色改变 ,如加深、变浅、白色
等。但此类变异在无性繁殖的后代表现如何 ,还有待
进一步观察。
图 1　花色及叶片异常的 M2 代植株
Fig. 1　Flower color and leaf abnormality of M2 generation p lant
1:白色斑点状花纹 ; 2～4:少量或部分白色斑块嵌合 ; 5:颜色加深 (左 )和 CK(右 ) ; 6:颜色变浅 (右 )和 CK(左 ) ;
7、8:颜色转为白色 ; 9:褪色和变浅 ; 10:叶片镶嵌“金线”; 11:双花序
1: white spotted flower pattern; 2～4: few or part white patched chimerism; 5: color deepened ( left) and CK( right) ; 6: color shallowed ( right)
and CK( left) ; 7, 8: color transferred to white; 9 faded and shallowed; 10: “Golden lines”embeded in leaves; 11: double flowering branches
　　在 3Gy处理组出现颜色变浅 2株、白色斑块嵌合
1株 ; 5Gy处理组出现颜色变浅 2株、白色斑块嵌合 1
株、鸳鸯色 (花瓣一半变白色、另一半还保持原有蓝
色 ) 1株、白色斑点状 1株、双花序 (即原每粒种球只有
35
Journal of N uclear A gricu ltura l Sciences
2010, 24 (1) : 0050～0054
单一的花枝分裂形成双花枝的植株 ) 2株 ; 7Gy处理组
出现颜色变浅 3株、白色斑块嵌合 2株、鸳鸯色 1株、
双花序 3株、颜色改变 2株 (加深 1株、白色 1株 ) ;
10Gy处理组无形态变化或开花异常的单株。由此可
得 ,辐照剂量为 7Gy时 ,变异数量相对最多 ,优变情况
较好 ,成活率也较高 ;而 10Gy时 ,植株生长受损严重 ,
成活率低 ,反而在 M2 代无变异单株出现。
3　讨论与结论
在辐射诱变育种中 ,既能达到较高的变异率和较
宽的变异谱 ,又不至于过分损伤植株 ,是确定植物适宜
诱变剂量的重要指标 ,一般可采用半致死剂量或临界
剂量 [ 2, 6 ]。苗高、根系生长、鲜重、死亡率等也常用作
辐照效应的测定指标 [ 2, 3 ]。本试验调查了 γ射线对
‘展翅 ’荷兰鸢尾种球的辐照效应 ,辐照虽造成种球损
伤 ,生活力减弱 ,但对种球的出芽并无很大影响。因
此 ,荷兰鸢尾种球的出苗率不宜作为早期辐照效应的
测定指标。从各指标调查来看 ,小种球 A半致死剂量
LD50值为 10Gy、植株半致矮剂量 GR50值为 9Gy、子球
繁殖受到中等程度的抑制剂量为 917Gy,从中得出 ,荷
兰鸢尾小种球 A辐照后植株生长发育受到中等程度
的抑制剂量为 9～10Gy。在本试验的 3～10Gy处理范
围内 ,以 7Gy处理的 M2 代植株变异数量相对最多 ,但
该剂量对植株生长的辐照损伤效应不明显 ,远不能达
到半致死剂量的效应 ; 10Gy处理组虽达到半致死剂
量的辐照效应 ,但植株生长严重受损 ,在 M2 代中反而
无变异单株出现。说明半致死剂量不宜作为荷兰鸢尾
适宜辐照剂量的测定标准。同时 ,近来也有使用更低
剂量的趋势 ,并有人提出以 60% ～75%的存活率做为
其适宜剂量的指标 [ 2 ]。综上所述 ,根据后代生长受损
程度 ,以及植株变异情况 ,确定‘展翅 ’荷兰鸢尾小种
球γ射线诱变适宜的辐照剂量为 7～8Gy,这可为进一
步开展辐射诱变育种提供参考。
试验表明 ,低剂量 ( 5Gy以下 )辐照的荷兰鸢尾种
球 ,出苗时间有所提前 ,低剂量能够促进植株初期一些
性状生长 ;低剂量对后代子球的大小以及繁殖率方面
并无太大影响 ;而高剂量 ( 7Gy以上 )辐照 ,从一开始
就明显表现出抑制植株生长的效应。总体而言 ,各剂
量辐照均表现出抑制植株生长的效应 ,随着剂量加大 ,
植株生长受损伤效应也随之加强 ;辐照敏感性程度小
种球高于大种球 ,说明大种球有较强的耐辐照能力。
辐照诱发了 M2 代植株形态和开花性状的变异 ,
证明 60 Coγ射线可以作为荷兰鸢尾辐照诱变育种的诱
变源 ,可成为荷兰鸢尾人工育种的另一有效途径。但
辐射诱发突变具有随机性、嵌合性和单细胞性的特点 ,
也不排除由于辐照损伤造成当代畸形株的现象 [ 2, 6 ]。
因此 ,所有 M2 代的变异新个体 ,还需进一步经过稳定
性的观察 ,以便筛选出有用的变异新类型。
参考文献 :
[ 1 ]　北京林业大学园林系花卉教研组. 花卉学 [M ]. 北京 :中国林业
出版社 , 1990: 372 - 373
[ 2 ]　程金水. 园林植物遗传育种学 [M ]. 北京 :中国林业出版社 ,
2000: 153 - 170
[ 3 ]　廖飞雄 ,潘瑞炽. 60 Coγ辐射对菜心种子萌芽和幼苗生长的效应
[ J ]. 核农学报 , 2001, 15 (1) : 6 - 10
[ 4 ]　张克中 ,赵祥云 ,黄善武 ,陆长旬 ,梁 励. 辐射对百合鳞片生成不
定芽及 M1 植株的影响 [ J ]. 北京农学院学报 , 2002, 17 (4) : 19 -
25
[ 5 ]　史燕山 ,骆建霞 ,赵国防 ,秦桂萍 ,刘学恩. 晚香玉 60 Coγ射线辐
射诱变适宜剂量的研究 [ J ]. 园艺学报 , 2003, 30 (6) : 748 - 750
[ 6 ]　王 丹 ,任少雄 ,苏 军 ,李卫锋 ,王 熙. 核技术在观赏植物诱变育
种上的应用 [ J ]. 核农学报 , 2004, 18 (6) : 443 - 447
[ 7 ]　李志能 ,刘国锋 ,包满珠. 悬铃木种子 60 Coγ辐射及其苗期生物
学性状长调查 [ J ]. 核农学报 , 2006, 20 (4) : 299 - 302
[ 8 ]　任少雄 ,王 丹 ,李卫锋 ,苏乾治 ,苏 军 ,彭林华 ,王 熙. 60 Coγ射
线辐射唐菖蒲鳞茎诱变育种试验 [ J ]. 福建林业科技 , 2006, 33
(2) : 34 - 36
[ 9 ]　林 兵 ,陈诗林 ,黄敏玲 ,钟淮钦 ,陈源泉 ,吴建设 ,叶秀仙. 60 Coγ
射线辐照对 3种国兰生长的影响 [ J ]. 核农学报 , 2009, 23 ( 2) :
244 - 247
(责任编辑 　王媛媛 )
45