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苎麻核诱变育种技术及效果分析
罗素玉　唐守伟
(中国农业科学院麻类研究所　沅江　413100)
用60Coγ射线 50～100 Gy 辐照 ,成功选育出高产、优质、抗性强和区域适应性广
等优良特性为一体的苎麻新品种圆叶青和 7469。苎麻不同器官的辐射敏感性不同 ,
辐照苎麻种子的适宜剂量为 50～300 Gy ,辐照地下茎的适宜剂量为 20～90 Gy。辐照
苎麻种子 M1 能发生明显的变异分离 ,其诱变率可提高 12170 %～52183 %。因此 ,在
M1 即可进行严格的选择 ,并采用无性系繁殖技术 ,固定其优良性状 ,扩大其群体 ,供
育种和生产应用。辐照苎麻种子比辐照地下茎的诱变、选择效果好 ,并获得预期效
果 ,而辐照地下茎的技术条件要求高 ,存活率低 ,有益突变出现的几率更低 ,目前尚未
在育种中取得实质性成效。
关键词 :苎麻 　核诱变 　选择 　新品种
此文于 1997 年 9 月 1 日收到。
前 　　言
70 年代初 ,我国率先开展了苎麻核诱变育种高新技术的研究和应用工作 ,并取得成效 ,本
所以60Coγ射线为辐射源诱变杂交种子 ,获得了常规育种很难引变的新个体、新基因源 ,选育
成功 2 个国家级苎麻新品种圆叶青和 7469[2 ] ,它们均具有高产、优质、抗性强和区域适应性广
等优良特性 ,较好地缓解了苎麻品种普遍存在的高产与优质的内在矛盾性 ,受到种植业、加工
业和流通领域的一致好评和欢迎 ,并分别于 1989 年和 1994 年通过全国农作物品种审定 ,其中
圆叶青已成为全国各主产麻区大面积推广利用的首选品种和育种利用的主体骨干亲本 ,目前
累计推广面积 12181 万 hm2 ,直接增加效益 6 亿元以上 ,该品种的选育与推广获 1996 年农业
部科技进步三等奖。
材 料 与 方 法
选择综合性状优良 ,但纤维品质不够理想的新品种湘苎一号 (即黄壳早的天然杂交种) 为
辐照亲本 ,采用60Coγ射线的 30～40 Gy 辐照。分别调查、观察 M1 的成活率及 M1 、M2 、V1M1
的变异类型 (包括形态畸变及突变) 。
根据高产、优质、多抗的育种目标 ,在 M1 中严格选择符合育种目标的优良变异单蔸 ,并以
无性系繁殖技术 ,固定其优良性状、扩大其个体 ,进入育种程序 ,对主要性状逐级进行鉴定比
较 ,直至生产应用。
利用聚丙烯酰胺凝胶电泳法 ,测定过氧化物酶同工酶在体内的代谢水平、酶的变化及酶谱
带的差异 ,鉴定其诱变效应。
733　核 农 学 报　1998 ,12 (6) :337～341Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
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结 果 与 分 析
(一)苎麻辐射育种的适宜剂量
苎麻是多年生宿根性草本作物 ,其繁殖方法分无性繁殖和有性繁殖 ,故其营养器官和生殖
器官均可辐照 ,通常是处理种子和地下茎。因不同器官对辐射的敏感性有显著差别 ,其适宜的
辐照剂量也有差异 ,地下茎的适宜辐照剂量为 40～90 Gy ,种子的适宜辐照剂量为 50～200 Gy。
在适宜的剂量范围内 ,M1 即出现类型繁多的变异 ,若低于适宜剂量的下限 ,则诱变效果不明
显 ;反之 ,若超过适宜剂量的上限 ,虽然变异率增加 ,但因辐射损伤的影响 ,成活植株显著减少 ,
恢复正常生长的能力显著减弱 ,处于半致死状态 ,无实际选择应用价值。
表 1 　不同剂量存活率与 M1 变异率比较
Table 1 　The comparison of survival rate and variation rate of M1 with different inducing dosage( %)
60Coγ2rays 射线
( Gy)
存活率
Survival rate ( %)
变异率
Variation rate ( %)
变异率与 CK比
Variation rate/ CK
0 (CK) 4815 45146 100100
50 3310 51127 113125
100 2515 55165 112141
150 2115 54112 119104
200 2210 57143 126133
250 1710 60136 132177
300 615 65187 144189
350 310 69148 152183
400 0 0 0
　　据调查 ,苎麻种子辐照后 ,M1 即发生变异分离 ,其变异率能提高 12178 %～52183 % (表
1) ,有益变异株出现的机会也多。地下茎在适宜的剂量范围内 ,VM1 变异多表现为劣变 ,如叶
绿素缺乏、叶面畸形、生育迟缓、植株矮化、成活率低等 ,外观有益变异出现的几率极低 ,因此苎
麻辐射育种以辐照种子较理想。具有操作技术简便、收效快的特点。而辐照地下茎 ,因技术条
件要求高 ,存活率低 ,有益变异低等原因 ,目前尚未在育种上取得成效。
(二)变异类型的出现和传递
从辐照种子的 M1 能观察到不同程度的变异分离现象 ,这些变异单株的特征特性不仅能
传递给无性繁殖后代 ,而且能在以后的每季麻 (或年) 的生长周期中重复出现 ,因此 ,优良的变
异性可通过无性繁殖来保存、固定和传递 ,故在 M1 中直接选择优良的变异类型是可行、有效
的 ,这是苎麻辐射育种实践中一个极为有利的条件。
辐照 M1 的种子变异类型普遍有自交结实率偏低的现象 ,自交后 M2 中有 5414 %的形态
特征类同 M1 ,还有 4516 %的植株继续发生变异分离 ,自交 M3 和 M4 仍有变异分离现象 ,但变
异率逐渐下降。
地下茎经辐射处理后 ,VM1 的变异性有的能随着第 1 个季节 (或年) 生长周期的结束而消
失 ,恢复正常生长 ,如叶片微卷、变狭等 ,有的则随着每个季节 (或年)生长周期的开始而重复出
现 ,如叶片金边型、生育迟缓、自交结实率低、分枝多等 ,还有的嵌合体经分离后 ,其特征、特性
能传递给无性繁殖后代 ,但也有连续自交结实率极低和不孕现象 ,其变异性部分能传递给有性
繁殖后代 ,尚有部分不能传递 ,自交后代继续发生变异分离。
833 核　农　学　报 12 卷
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(三)优良类型的选择和繁殖
苎麻是异花授粉作物 ,遗传基础复杂 ,每个品种都是一个复杂的群体 (即杂合体) ,其有性
繁殖后代群体内个体间的变异分离现象极为普遍 ,适宜剂量的60Coγ射线的辐照苎麻种子 ,把
杂交育种和辐射育种结合起来能使后代中高产、优质、抗性强的优良变异单株出现的几率大大
提高[3 ] 。根据育种目标和选择标准 ,对优良的变异单蔸进行严格的选择和简易的对比试验 ,
主要鉴定其单蔸生产力和纤维细度 ,淘汰优良性状不突出者。中选的 M1 代必须以无性繁殖
技术 ,固定、保存其优良性状并加大繁殖 ,扩大其群体 ,进入育种程序 ,即分别进行蔸系、品系比
较 ,多点试验和全国区试 ,进行丰产性、纤维品质、抗性和区域适应性等试验。主要性状逐级鉴
定分析和筛选 ,继续优中选优直至生产利用。应该引起注意的是 ,在整个育种过程中 ,中选的
优良变异类型只能是原种的无性系后代 ,才能保持其优良特性的纯一性 ,而种子繁殖的后代则
不适用。
(四)核诱变效应与育种利用
圆叶青和 7469 均系湘苎一号的60Coγ射线辐射后代 ,利用聚丙烯酰胺凝胶电泳法测定过
氧化物酶同工酶在体内的代谢水平 ,酶的变化及酶谱带的差异 ,以鉴定其诱变效应。据电泳染
色分析 (图 1)和酶带迁移率比较 (表 2) ,各品种除在 ESTB 和 ESTD 两个稳定的酶带区段总有
一条酶带较宽、染色较深的酶带出现以外 ,在 ESTA 和 ESTC 两个可变区段 ,酶带数量和染色
深浅有很大差别 ,圆叶青与 7469 同属湘苎一号的诱变后代 ,均缺少 ESTA 区段 ,而在 ESTC 区
段 ,7469 不仅缺 1 条酶带 ,而且所有酶带的迁移率均少于其他品种 ,表明其与圆叶青和亲本品
种的生化代谢水平有极大差别。这是由于60Coγ射线辐射效应所致 ,在诱变过程中 ,产生基因
丢失或重组 ,因此 ,从体内酶的生化代谢水平以及特征、特性等诸多方面进行分析 ,可以确认圆
叶青和 7469 均是湘苎一号的诱变后代 ,并且具有独特控制高产基因性状 ,从而丰富了种质基
因库。另据细胞染色体观察 ,圆叶青和 7469 的染色体数与亲本品种一样 ,仍为 28 个 ,表明其
诱变效应未涉及到细胞染色体数目。
图 1 　苎麻不同品种过氧化物酶同工酶电泳染色模式
Fig. 1 　Electrophoretogram of peroxidase isoenzyme bands for different ramie varieties
933　6 期 苎麻核诱变育种技术及效果分析
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表 2 　不同品种酶带迁移率
Table 2 　Transfer rate of enzyme band in raime varieties
谱　　带
Bands 7469
湘苎一号
Xiangzhu No. 1
圆叶青
Yuanyeqing
　　　ESTA
1 　　　　
2 　　　　 01103
　　　ESTB
1 　　　　 01190 01193 01153
2 　　　　 01267 01283
　　　ESTC
1 　　　　 01293 01397 01343
2 　　　　 01450 01426
　　　ESTD
1 　　　　 01507 01593 01590
2 　　　　 01564 01603 01614
　　目前我所采用苎麻杂交育种与辐射育种相结合的方法 ,已从 FnM1 中选出 2 个国家级苎
麻新品种圆叶青和 7469 ,分别于 1989 年和 1994 年通过全国农作物品种审定 ,新品种具有高
产、优质、抗性强、区域适应性广等优良特性 ,其中圆叶青已成为全国各主产麻区大面积推广应
用的首选品种[4 ] ,大面积栽培平均产量为 238015～252910kg/ hm2 ,比各地主栽品种平均
193315～195015kg/ hm2 增产 22107 %～3016 %(表 3) 。原麻锈脚极短 ,风伤斑及病斑少 ,公制
单纤维支数平均 1980 支左右。精干麻制成率高达 7110 % ,各项理化指标均达到纺织高档产
品的质量要求 ,累计推广面积 12181 万 km2 ,增加经济效益 6 亿元以上 ,经济效益极为显著。
同时作为一个综合性状优良 ,具有一般配合力高、遗传基础较稳定、遗传传递力强的种质资源 ,
已被全国有关育种单位选为主体骨干 ,亲本广泛应用于苎麻育种实践 ,在被选为杂交育种、杂
种优势利用、辐射育种、倍性育种利用的同时 ,湖南农业大学选择该品种为体细胞杂交、DNA
导入的标记品种。因此 ,该品种的学术效益也很显著 ,随着遗传育种的深入开展 ,生物技术育
种的拓宽 ,其应用前景和效益将更广阔。
表 3 　品种产量、纤维支数比较
Table 3 　Comprison of yields and fiber fineness in raime varieties
品种名称
Variety
地　　点
Place
圆叶青
Yuanyeqing
产　量 增产
Yield
(kg/ hm2)
Increase
in yield
( %)
纤维支数
Fiber
fineness
当地对照种
Local varieties
产　量
Yield
(kg/ hm2)
纤维支数
Fiber
fineness
湘苎一号　Xianzhu No. 1 IBFC 　麻类研究所 302215 1219 1948 267610 1765
黄壳早　Huangkezao 湖南省益阳市　Yiyang 286810 3315 1982 214810 1632
黄壳麻　Huangkema 湖南省吉首市　Jishou 168415 3918 2024 120415 2146
细叶绿　Xiyelu¨ 安徽省池州市　Chizhou 255715 2517 2003 233410 1569
细叶绿　Xiyelu¨ 湖北省咸宁市　Xianning 281215 2011 2170 234115 1465
新余麻　Xinyuma 江西省宜春市　Yichun 235810 1817 1941 198610 1708
黑皮蔸　Heipidou 四川省涪陵市　Fuling 224515 2513 2011 177715 2069
芦竹青　Luzhuqing 广东省韶关市　Shaoguan 183310 5611 1846 117010 1433
芦竹青　Luzhuqing 山东省临沂市　Linyi 204715 2419 1897 163915 1748
各地平均　Average 238015 28155 1980 188613 1726
　　综上所述 ,采用辐射育种与杂交育种相结合的方法 ,以60 Coγ射线辐照优良品种的种子 ,
能诱导出产量、品质、抗性和区域适应性等都优于亲本品种的超亲类型 ,选育出系统选种、杂交
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育种等常规育种都不易获得的宝贵类型 ,是提高苎麻育种效果的有效途径。
讨 　　论
目前苎麻辐射育种以60 Coγ射线为诱变因素效果较好 ,辐照种子的适宜剂量为 50～
150 Gy ,地下茎为 20～50 Gy。
比较苎麻不同器官的诱变效果 ,以辐照种子较理想 ,已从种子的辐照后代中选育成功圆叶
青和 7469 两个新品种 ,并在生产和育种领域广泛应用 ,取得了显著的经济和社会效益。但尚
未从地下茎辐照后代中取得实质性进展。
苎麻种子辐照后 ,M1 即发生变异分离 ,其优良的变异特性可通过无性繁殖技术来固定、保
存、传递和扩大群体 ,因此在 M1 中即可选择符合育种目标要求的变异单蔸 ,并以无性系进入
育种程序 ,直至生产应用。
苎麻品种是杂合体 ,湘苎一号系天然杂交种 ,对其种子进行辐照 ,是将杂交育种和辐射育
种相结合 ,以扩大变异范围 ,具有较好的诱变效果 ,但杂交后代的变异分离与辐射后代的诱变
效果 ,在新的变异个体或新基因源中 ,各自的变异氛围所占比例 ,需待进一步研究。
参 考 文 献
1 　罗素玉. 60Coγ射线在苎麻育种上的应用及其效果. 中国麻作 ,1985 , (1) :23～25
2 　罗素玉 ,等. 苎麻新品种“7469”的选育研究. 中国麻作 ,1991 , (4) :5～10
3 　朱校奇 ,等. 农作物及麻类作物诱变育种进展简况. 中国麻作 ,1994 , (2) :11～13
4 　罗素玉 ,等. 苎麻新品种“圆叶青”的优良特性与应用效果分析. 中国麻作 ,1997 , (2) :11～15
APPL ICATION AND TECHNIQUES FOR RAMIE BREEDING
FROM THE RADIATION OF 60Coγ2RAYS
Luo Suyu 　Tang Shouwei
( Instit ute of Bast Fiber Crops , CA A S , Y uanjiang 　413100)
ABSTRACT
New ramie varieties of “Yuanyeqing”and“7469”were developed by adopting a new
techique of 60 Co2γ rays radiation. The t wo varieties have the combination of high yield , super
qual ity and high resistance. The suitable dosage of irradiation to ramie seeds was 50～300 Gy ,
and to the underground stems was 20～90 Gy. Compared with other crops also treated with 60Co2
γrays ,M1 of ramie showed the variation of various characters with inducing rate increased by
12170 %～52183 %. Therefore , M1 of the irradiated ramie may be used for strictly selection for
promising plants and then using the techniques of insexual propagation for f ixing some superior
charaters. Ramie seeds irradiated with 60Coγ2rays were therefore considered as an ideal material
for developing new variety.
Key words :Ramie , irradiation , induction , select , new variety
143Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
1998 ,12 (6) :337～341