全 文 ：文章编号 :100028551 (2009) 0120095203
60 Coγ射线对续随子干种子的生理损伤
金梦阳　危文亮
(中国农业科学院油料作物研究所Π湖北省能源油料与生物柴油研究中心 ,湖北 武汉　430062)
摘 　要 :以 1GyΠmin 的剂量率 ,用不同剂量 (0～800Gy)的60 Coγ射线辐照续随子干种子 ,对 M1 种子萌发情
况及苗期性状进行调查。分析结果显示 ,在供试剂量范围内 ,辐照对续随子发芽率无明显影响 ,对发芽
势、发芽指数、活力指数及幼苗生长量有显著或极显著的抑制效应 ;且抑制效应随剂量的增加和幼苗的
生长而增大。在以上数据分析基础上 ,以活力指数下降一半时的剂量 VID50及幼苗半致矮剂量 GR50为标
准 ,通过回归分析初步预测 ,供试续随子适宜辐照诱变剂量约为 400～600Gy。
关键词 :续随子 ;60 Coγ辐照 ;诱变效应 ;辐照剂量
MUTAGENIC EFFECT OF 60 Coγ2RAYS IRRADIATION ON DRY SEEDS
OF CAPER SPURGE( Euphorbia lathyris L. )
J IN Meng2yang 　WEI Wen2liang
( The Oil Crops Research Institute , Chinese Academy of Agricultural SciencesΠ Research Centre of Energy
Oil Crops and Biofuel of Hubei Province , Wuhan , Hubei 　430062)
Abstract :Dry seeds of caper spurge ( Euphorbia lathyris L. ) were irradiated by the 60 Coγ2rays of doses (0～800Gy) at 1GyΠ
min dose rate , and the character during the germination and seedling stage were investigated in M1 generation. The results
indicated that irradiation has no obvious effects on germination rate , but the significance negative effects on germination
potential , germination index , vigor index , and growth of seedling. The differences among all the treatments reached the
significance level of 0105 or 0101 , and were increased gradually with seedling growth and the increase of dose. According to
the standard of VID50 of the seed vigor index and GR50 of the growth of seedling , it can be predicted that the appropriate
irradiation dose for caper spurge was 400～600Gy.
Key words : Euphorbia lathyris L. ; 60 Coγ irradiation ; mutagenic effect ; irradiation dose
收稿日期 :2008204209 　接受日期 :2008206203
基金项目 :国家“十一五”科技支撑计划项目“生物质资源高效培育技术研究”课题 (2006BAD07A04)
作者简介 :金梦阳 (19792) ,女 ,河南南阳人 ,硕士 ,主要从事油料作物的遗传育种研究。E2mail :jinmy @1261com
通讯作者 :危文亮 (19722) ,男 ,湖北仙桃人 ,副研究员 ,主要从事能源油料植物相关研究。Tel :027286832099 ; E2mail :weiwl @oilcrops. cn　　续随子 ( Euphorbia lathyris L. )源于欧洲 ,为大戟科大戟属 1 - 2 年生草本植物 ,耐旱、耐瘠、适应性广。其种子含油量 45 %左右 ,脂肪酸组成以 C16、C18 为主 ,其中油酸、亚油酸含量超过 80 % ,是一种油脂品质很好、发展潜力较大的新型能源油料作物[1～4 ] 。20 世纪70 年代美国科学家通过筛选、评价研究后确定续随子为首选能源油料作物 ,并在南部加州地区建立了多处续随子能源农场[5～7 ] 。续随子在我国栽培历史悠久 , 南北各省区均有零星栽培或野生分布。随着生物柴油产业的兴起 ,作为发展潜力较大的能源油料作物 ,有关续随子的资源创新与品种培育工作也逐步展开。我国在续随子研究中 ,现有试验材料普遍存在生育期较长 (220d 以上) 、产量不高、后期茎腐病抗性差等问题 ,应进行遗传改良 ,创制出有利用价值的优异种质。但我国续随子的遗传基础狭窄、种质资源匮乏[8 ] 。辐射诱变技术在我国水稻、小麦、大豆、油菜及花卉、林
59　核 农 学 报　2009 ,23 (1) :95～97Journal of Nuclear Agricultural Sciences
木果树等的遗传改良中发挥了巨大的作用 ,已培育了
600 多个优异品种[9 ] 。已有研究表明 ,辐射诱变技术
结合其他育种方法 ,在改良品种的生育期、提高作物产
量、提高抗性等方面具有较好的效果[10～12 ] 。辐射诱变
技术也可能成为解决续随子生产中相关问题的有效手
段 ,但国内迄今没有关于续随子辐照诱变方面的研究
报道。
本研究利用60 Coγ射线辐照续随子干种子 ,以期
了解辐照后的续随子干种子在种子萌发、幼苗生长等
方面的变化 ,探索续随子的辐射敏感性指标 ,并通过直
线回归拟合分析等方法对其适宜辐照剂量进行初步预
测 ,为续随子的辐射诱变育种提供技术参考。
1 　材料与方法
111 　试验材料
供试续随子为经多年选择的纯合品系 ,种植于中
国农业科学院油料作物研究所试验基地。
112 　试验方法
11211 　诱变处理 　在湖北省农业科学院农产品加工
与核农技术研究所利用60 Coγ射线源辐照续随子干种
子 ,辐照剂量 0、400、600、800Gy ,剂量率 1GyΠmin。
11212 　种子活力指标测定 　取 4 种不同剂量处理的
种子各 150 粒 ,放在铺有湿润滤纸的培养皿中 ,恒温
25 ℃培养。设计 3 次重复 ,以幼根长达种子直径时为
发芽标准。自第一粒种子发芽起连续 7d 逐日统计发
芽情况 ,计算发芽势、发芽率及发芽指数 ,并结合生长
效应指标的测量结果计算活力指数。4 个指标均用 3
次重复试验结果的均值表示[13 ,14 ] 。
种子发芽势 ( %) = 3d 内正常发芽种子数供试种子总数 ×100
种子发芽率 ( %) = 7d 内正常发芽种子数供试种子总数 ×100
发芽指数 = ∑在不同时间的发芽数相应发芽日数
活力指数 = 发芽指数 ×第 7 天幼苗高度 (cm)
11213 　生长效应指标测定　于发芽后 6 - 12 d 测定不
同剂量辐照下幼苗生长量 (生长点至根尖总长)的变化
趋势 ,每 2d 测定 1 次。每皿随机测量 10 株 ,3 个重复
共 30 株。
2 　结果与分析
211 　不同剂量辐照对种子发芽影响
综合表 1 及表 2 的分析结果可见 :在供试剂量范
围内 ,发芽势、发芽指数、活力指数 3 个指标对辐照较
敏感 ,其敏感性的强弱依次为发芽势 < 发芽指数 < 活
力指数。
表 2 为不同剂量辐照与活力指标间相关性分析。
结果显示 ,辐照剂量与 4 种活力指标间均存在不同程
度的负相关关系 ,其中与发芽势及发芽指数呈显著负
相关 ,与活力指数呈极显著负相关。进一步对测试数
据进行方差分析 (发芽势及发芽率数据先做反正弦转
换) ,结果表明不同剂量辐照与发芽势、发芽指数及活
力指数间均存在极显著差异 ,而与发芽率间差异不显
著。对存在极显著差异的 3 个指标进行多重比较分
析 ,结果如表 1 所示。
表 1 　不同剂量辐照后种子的活力指标( SSR 法)
Table 1 　The vigor index of seeds
treated at different irradiation doses(SSR)
辐照剂量
irradiation
dose ( Gy)
发芽势
potential
( %)
发芽指数
germination
index
活力指数
germination
vigor
0 65130aA 33163aA 217144aA
400 58108aAB 29182bAB 132191bB
600 49102abAB 26138cBC 89152cC
800 36158bB 22181dC 53146dD
注 :同列数值后不同大、小写字母分别表示差异达 1 %或 5 %显著水平。
表 3 同。
Note: The different big and small letters within the same column indicate
significant difference at 1 % or 5 % level , respectively. The same as Table 3.
在以上分析的基础上 ,以 VID50 (使活力指数下降
50 % 的剂量) 做指标 ,通过直线回归拟合法对续随子
的适宜辐照剂量进行推算 ,得供试材料 VID50 值为
521Gy( r2 = 019989) 。
表 2 　不同剂量辐照与种子活力指标间相关性分析
Table 2 　Analysis of correlation between irradiation
dose and seed vigor index
活力指标
vigor index
与剂量间相关性
correlation coefficient
between vigor index and
irradiation dose
辐射剂量
irradiation dose ( Gy)
0 400 600 800
发芽势
Germination energy - 0. 9512
3 65 % 58 % 49 % 36 %
发芽率
Germination rate - 0. 8452 93 % 93 % 90 % 90 %
发芽指数
Germination index - 0. 9859
3 33. 6 29. 8 26. 4 22. 8
活力指数
Germination vigor - 0. 9995
33 217. 4 132. 9 89. 5 53. 5
注 : 3 、33分别表示显著 (α= 0105)和极显著相关 (α= 0101) 。
Note : 3 and 3 3 means statistical significance at P < 0105 and P < 0101 ,
respectively.
69 核　农　学　报 23 卷
212 　不同剂量辐照对幼苗生长情况的影响
发芽后不同时间内幼苗生长情况调查分析结果见
表 3。表 3 显示 ,随辐照剂量增加 ,幼苗生长量逐渐降
低 ;且随着生长进程的推移 ,辐照对幼苗生长量的抑制
效应越来越明显。生长量与辐照剂量间存在显著负相
关关系。方差分析结果表明 ,辐照剂量与幼苗生长量
之间存在极显著差异。进一步做处理间平均数的多重
比较分析 ,从表 3 的数据分析结果可以看出 ,发芽后
12d 各剂量间的差异均达显著或极显著水平。
表 3 　不同剂量辐照的幼苗生长量( SSR法)
Table 3 　Seedling growth after irradiation (SSR)
剂量
dose ( Gy)
幼苗生长量 seedling growth (cm)
6d 8d 10d 12d
0 5128aA 8134aA 13101aA 19177aA
400 3140bAB 4122bB 6138bB 9154bB
600 3138bAB 4112bB 4172bcB 5167cBC
800 2130bB 2186bB 2180cB 3130cC
在幼苗第 12 天生长量的基础上 ,以 GR50 (使幼苗
生长量下降 50 %的剂量) 作指标通过直线回归拟合法
对续随子的适宜辐照剂量进行预测。预测结果表明 ,
续随子的适宜辐照剂量为 434Gy ( r2 = 019782) 。结合
VID50的推算结果 ,初步推测续随子的适宜辐照剂量在
400～600Gy 之间。
研究中还发现 ,400～600Gy 范围内 ,辐照在抑制
主根伸长的同时可以刺激毛状侧根的发育 ,剂量越大
侧根发育越好。当辐照剂量增大至 800Gy 时 ,侧根的
发生和主根一样被严重抑制 ,根尖变黑 ,生长几乎停
止。该现象也可从侧面验证利用 VID50及 GR50对续随
子进行适宜辐照剂量预测是可行的。
图 1 　不同剂量辐照对续随子幼苗根系的影响
Fig. 1 　The effect of irradiation
on the growth of seedling root
3 　讨论
部分研究[15 ,16 ] 表明 ,一定剂量的60 Coγ射线辐照
对种子的发芽势、发芽率等指标有明显抑制作用。在
本试验中 ,不同剂量辐照对续随子发芽势产生明显抑
制作用 ,但对种子发芽率无明显影响 ,不同剂量处理间
不存在显著差异 ,这与廖飞雄[17 ] 、申慧芳等[18 ] 研究结
果一致。从对幼苗生长情况的分析还可以看出 ,剂量
效应随着幼苗的生长进程表现越来越明显 ,小麦[15 ] 、
油菜[19 ]等作物的诱变试验中也存在这样的现象。本
研究初步认为发芽率不宜作为判断续随子种子辐照敏
感性的指标 ;发芽势及幼苗生长情况等指标对辐照反
应敏感 ,在试验中也很好地反映了处理间的剂量效应 ,
可用于续随子的诱变效应研究。产生这些现象的原因
可能是不同剂量的辐照对续随子胚中分生组织细胞的
分裂过程产生了不同程度的抑制 ,但对其伸长过程影
响不大 ,所以其大部分种子虽能通过自身的吸涨作用
正常发芽 ,但因细胞分裂受阻 ,发芽后不能继续正常生
长 ,所产生的损伤在幼苗的生长进程中也逐渐表
现[20～22 ] 。
400～600Gy 剂量范围可刺激续随子侧根发生的
原因可能是主根生长受阻后 ,造成生长素在根部累积
从而促进了侧根的发生 ,这在一定程度上可以弥补由
主根受损给植株带来的影响[23 ,24 ] 。有可能在一个合适
的剂量内 ,植株可以自动修复辐照带来的不利影响 ,以
保证基本的生长不受太大的伤害。在综合各指标分析
结果的基础上 ,我们初步预测续随子适宜辐照的剂量
应在 400～600Gy 之间 ,不同来源的材料可能有差异 ,
但不应偏离太远。
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