全 文 ：文章编号 :100028551 (2006) 042324203
60 Coγ辐照对西红花发育的影响
赵　军1 ,2 　陈晓斌3 　陈　放2
(11 上海师范大学生命与环境学院 ,上海　200234 ; 21 四川大学生命科学院 ,四川 成都　610064 ;31 上海交通大学农学院 ,上海　201101)
摘　要 :本文利用剂量为 5～25Gy 的60 Coγ射线 ,对重 12～14g 的西红花球茎进行辐照处理 ,研究辐照对
西红花开花、花器官发育和球茎再生等方面的影响。结果显示 :辐照处理对西红花开花有刺激作用 ;5～
10Gy 为西红花的最适诱变剂量。
关键词 :西红花 ;60 Coγ射线 ;球茎 ;发育
EFFECTS OF 60 Coγ2IRRADIATION ON DEVELOPMENT OF Crocus sativus L.
ZHAO Jun1 ,2 　CHEN Xiao2bin3 　CHEN Fang2
(11Life and Environment Science College , Shanghai Normal University , Shanghai ,200234 ;
21 College of Life Sciences , Sichuan University , Chengdu , Sichuan ,610064 ;
31School of Agriculture and Biology , Shanghai Jiaotong University , Shanghai , 201101)
Abstract :Effects of 0～25Gy 60 Coγ2rays irradiation on the development of Crocus sativus L. corms (12～14g weight) were
investigated. The results showed that irradiation at the dose of 5～10Gy can stimulate the flowering of saffron , and can
improve the harvest ration of offspring. It is concluded that 5～10Gy irradiation is suitable dose for mutation of 12～14g weight
corms of saffron.
Key words : Crocus sativus L. ; 60 Coγ2irradiation ; corm ;development
收稿日期 :2006203203
基金项目 :上海市教委基金 (04DB10)
作者简介 :赵军 (19682) ,男 ,河北安平人 ,博士 ,副教授 ,主要从事天然产物生物转化和药用植物生物技术的研究 ,Email : zhaojunyc @yahoo. com. cn。
陈放为通讯作者 ,Email : chenfang @scu. edu. cn
　　西红花 ( Crocus sativus L. ) 的柱头具有极高的药用
价值 ,俗有“植物黄金”之称。因此 ,对西红花的研究多
集中于其有效成分活性筛选及有效成分离体生物合成
方面。西红花只能通过无性繁殖扩大种源 ,导致了其
品质的退化 ,这成为西红花育种、种质保存和繁殖工作
中的一大障碍。通常认为西红花的不育现象可能由其
三倍体所致 ,我们的研究中也发现西红花还存在雌雄
配子发育不良、花粉管不能完全萌发等现象。辐照技
术在辐射诱变[1 ] 、品种选育[2 ] 、农产品储藏[3 ,4 ] 、植物生
理[5 ] 、花卉保鲜[6～8 ] 等方面已有非常广泛的应用。本
试验利用60 Coγ射线对西红花球茎进行辐射诱变处
理 ,以研究其对西红花发育的影响 ,希望为西红花辐射
诱变、品种选育、育性和次生代谢成分等方面的进一步
研究提供参考。
1 　材料与方法
111 　材料
西红花 ( Crocus sativus L. ) 球茎来源于四川省资源
生物学与生物制药工程重点实验室 ,球茎重在 12～14g
范围内。
112 　方法
辐照处理在四川省农业科学院生物技术核技术研
究所进行 ,射线源为60 Co ,辐照剂量分别为 0、5、10、15、
20、25Gy ,剂量率 41018GyΠmin。每处理 35 个球茎。
西红花球茎于 10 月中旬开沟种植 ,11 月上旬进
入开花期 ,记录各球茎开花当日叶长和花柱长 ,以及花
器官大小、长短和数目的变化 ,考察辐照处理对抽叶、
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开花和花器官变异的影响。采用 5 点取样法、每点取
两株 ,于 11 月和栽培第二年 2 月两个时间段测量各处
理花期后的苗高 ,考察辐照处理对苗生长的影响 ;3 月
份以后进入球茎成熟期 ,于 5 月份收获子球茎、考种。
另取 10Gy 辐照的球茎开花当日的子房经固定、包
埋、石蜡切片后与对照开花期子房相比较 ,考察辐照处
理对子房发育的影响。
2 　结果与分析
211 　辐照对西红花抽叶和开花的影响
从表 1 可以看出随着剂量增加 ,辐照处理对叶、花
柱生长表现出抑制作用 ,整个植株与对照相比呈矮化
现象 ;10～25Gy 处理开花率均为 10816 %(有的球茎开
2 朵花) ,较对照有一定的提高 ,表现出一定的刺激开
花作用 ;由于病害原因 ,5Gy 开花率略低 ,为 8816 % ;20
～25Gy 辐照的球茎开花期不抽叶 (图 1 - 1 和 1 - 2) ,
15Gy 处理的出叶率为 28 % ,5 和 10Gy 处理的出叶率为
100 %。
表 1 　辐照对西红花发育的影响
观测项目
辐照剂量 ( Gy)
0 5 10 15 20 25
叶长 (cm) > 6 3～6 2～5 0～4 0 0
开花率 ( %) 10617 8816 10816 10816 10816 10816
花柱长 (cm) 1015 8～10 715～815 6～7 6～7 717
抽叶率 ( %) 100 100 100 28 0 0
注 :开花率 ( %) = (开花数Π球茎总数) ×100 %
212 　辐照对子房发育的影响
从图 1 - 3 可以看出 10Gy 处理的西红花子房结构
与对照一样 ,为多胚珠子房 ,胚珠数 2～12 个不等 ,具
有 8 细胞的胚囊 ;图 1 - 4 上可看出花粉在柱头上可以
萌发。
213 　花器官的变异
正常花器官大小 : 花瓣 315cm ×112cm ; 花药
212cm ;花柱 6～7cm ;柱头 4～5cm。20Gy 以上剂量辐
　　　
照会引起花器官变异 ,表现在花瓣、柱头、花柱、花药明
显变短、变小 ,如花瓣只有 218cm ×015cm、312cm ×
110cm、3cm ×019cm ;花药 017、1cm ;花柱 218、315、5cm ,
柱头 017、311、314cm。
花器官发育受辐照影响最大的是花瓣 ,出现 4 瓣
和 3 瓣的变异 ;其次是柱头 ,有 2 柱头的变异 ;花药较
为稳定 ,没发现有数目的变异 ,只有长短的变化。
图 1 　辐照西红花球茎的不同发育时期
1 :辐照球茎花蕾期 ;2 :辐照球茎开花期 ;3 :辐照球茎开花期子房切
片 ;4 :辐照球茎花粉在柱头上萌发。ac :反足细胞 ;pn :极核 ; sy :助细
胞 ;ec :卵细胞 ;pt :花粉管 ;pl :花粉 ;sp :柱头顶端乳突
214 　辐照对花期的影响
从 11 月 7213 日 ,各辐照剂量处理的球茎开始开
花。5Gy 的剂量和对照开花期相同 (11 月 7 号) ,其他
辐照剂量较对照的开花期推迟 3～6d。
盛花期以开花率达到 80 %时开始计算 ,各剂量辐
照处理以及对照的盛花期分别为 11 月 15 日 (10Gy) 、
11 月 15 日 ( 0Gy) 、11 月 19 日 ( 5Gy) 、11 月 21 日
(15Gy) 、11 月 21 日 (20Gy) 、11 月 23 日 (25Gy) 。10Gy
辐照处理的开花期较对照推迟 3d ,但盛花期与对照相
同 ;5Gy 处理盛花期较对照和 10Gy 处理推迟 4d ,这一
结果是否为球茎大小差异造成 ,有待进一步验证。从
15、20、25Gy 辐照处理的结果可以看出 ,西红花盛花期
的推迟主要由辐照剂量增加而引起的 (表 2) 。
表 2 　辐照处理对西红花花期的影响
辐照剂量 ( Gy)
日期 (11 月份)
7 10 11 12 13 14 - 15 16 17 - 19 20 - 21 22 - 23
0(CK) 1 9 4 4 5 5 3 1 1 1 Π
5 1 2 5 1 10 6 1 2 3 1 2
10 Π 3 3 1 7 15 3 8 Π 1 3
15 Π Π 1 1 7 5 2 8 8 3 5
20 Π Π Π 2 2 10 4 5 8 3 4
25 Π Π Π Π 4 5 Π 6 7 9 3
注 :表中数据为观察当日的开花数 ,其中 3 表示达到盛花期。
523　4 期 60Coγ辐照对西红花发育的影响
表 3 　辐照处理对西红花苗生长的影响
观测项目
辐照剂量 ( Gy)
0 5 10 15 20 25
苗高 a (cm) 22 21 15 10 8 7
苗高 b(cm) 42 3816 2516 1413 816 813
存活率 ( %) 90 (27Π30) 34(12Π35) 31(11Π35) 816 (3Π35) 0(0Π35) 0 (0Π35)
注 :表中 a 表示 11 月 29 日观测的苗高 ,b 表示 2 月 21 日的苗高 ;括号内数据为 (存活苗数Π总球茎数) 。
215 　辐照对苗生长的影响
从表 3 可以看出 ,20 和 25Gy 的球茎受辐照的影响
较大 ,苗在 11 月已基本停止生长 ,不能再生子球茎 ;5
和 10Gy 辐照的球茎存活率虽然不如对照 ,但分别达
34 %和 31 % ;5、10 和 15Gy 辐照的球茎均再生出小球
茎 ,并于第 2 年 4 月收子球茎。
表 4 对子球茎考种结果表明 5 和 10Gy 辐照处理
后收获的球茎重分别为 14 和 913g ,均有开花能力 ;
15Gy 辐照处理后收获的球茎重 717g ,只能营养生长。
表 4 　不同辐照处理后收获的子球茎
考种项目
辐照剂量 ( Gy)
0 5 10 15 20 25
收获球茎数 (个) 13 11 10 3 0 0
收获球茎总重 (g) 196 154 126 2312 0 0
种植总球茎数 (个) 30 35 35 35 35 35
收获球茎平均重 (g) 15 14 913 717 0 0
收获率 ( %) 4313 3114 2815 815 0 0
3 　结论
辐照对西红花发育的影响是全方位的。13～14g
球茎受 10～25Gy 辐照处理后 ,开花率为 10816 % ,较对 照提高了 2 个百分点 ,表明辐照处理对一定重量的球茎有刺激开花作用。但只有 5 和 10Gy 辐照处理后收获的子球茎具有开花能力 ,因此初步确定对于质量在12g 以上球茎的最佳辐射诱变剂量为 5～10Gy。参考文献 :[1 ] 　孙月芳 ,陆瑞菊 ,王亦菲 ,等. 大麦花药离体诱变及铝胁迫下的培养反应. 核农学报 ,2005 ,19 (2) :95～98[2 ] 　陈秀兰 ,包建忠 ,刘春贵 ,等. 观赏荷花辐射诱变育种初报. 核农学报 ,2004 ,18 (3) :201～203[3 ] 　劳华军 ,傅俊杰. 辐照灭菌对鱿鱼品质的影响. 核农学报 ,2004 ,18(3) :225～227[4 ] 　许德春 ,王子文 ,孟丽芬 ,等. 鲜人参辐照保鲜工艺研究. 核农学报 ,1998 ,3 :135～138[5 ] 　张　玲 ,严　雪. 诱变植物中生理活性物质的分离及纯化. 核农学报 ,2002 ,16 (4) :249～251[6 ] 　Hayashi T , Todoriki S. Sugars prevent the detrimental effects of gammairradiation on cut chrysanthemums. HortScience ,1996 ,31 (1) :117～119[7 ] 　Wit , A K H , Van de Vrie , M. Gamma radiation for post harvest controlof insects and mites in cut flowers. Med. Fac. Landbouww. Rijksuniv ,1985 ,Gent 50Π2b :697～704[8 ] 　Yang M C. Effects of gamma irradiation on the quality of shiitake(Lentinula edodes Sing) and day2lily flowers ( Hemerocallis fulva L) . MS. Thesis , Department of Horticulture , National Chung2Hsing University ,Taichung , Taiwan ( In Chinese) ,1995
(上接第 332 页)
团的解离状态 ,在较强的酸性条件下 ,辅基铜将以铜离
子的形式解离出来 ,从而使酶失活[7 ] 。调节果汁的 pH
值 ,其酶的相对活性可降为 32 % ,辐照处理果汁原汁
1kGy的剂量 ,酶的相对活性降为 74 % ,而 pH 与 1kGy
的辐照复合处理 ,其酶的相对活性约为 1217 %。因此
在实际应用中 ,将果汁先调控 pH 值后 ,再辐照处理 ,
能获得更好的抑制酶活性的效果。
参考文献 :
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