全 文 ：文章编号 :100028551 (2009) 022270204
辐照处理对蔺草苗期生理生化特性的影响
王忠华1 ,2 　戴艺辉2 　吕　洪2 　黄丽姗2 　顾莉莎2 　叶庆富1
(11 浙江大学原子核农业科学研究所 , 浙江 杭州　310029 ; 21 浙江万里学院生物技术研究所 , 浙江 宁波　315100)
摘 　要 :分别以 500、1000、1500 和 2000Gy 的60 Coγ射线处理不同蔺草品种成熟干种子 ,并将其培养成实
生苗 ,进行根系活力、叶绿素含量及多酚氧化酶和过氧化氢酶活性的检测 ,观察蔺草苗期的生长状况 ,从
而研究不同辐照剂量对蔺草苗期生长及生理生化特性的影响 ,确定蔺草的适宜辐照诱变剂量 ,为下一步
开展蔺草品种诱变改良奠定基础。结果发现 CK(对照组)的根系活力、叶绿素含量和多酚氧化酶活性都
大大高于同等条件下培养的的辐照处理组 ,表明辐照降低蔺草的根系活力、多酚氧化酶活性和叶绿素含
量。过氧化氢酶活性测定表明 ,500Gy 处理的过氧化氢酶活性高于 CK和其他辐照处理组。从蔺草苗期
的生长状况来看 ,随着辐照剂量的增加 ,草茎长度有不断增加的趋势。由此表明 ,在一定剂量范围内 ,辐
照处理可促进蔺草苗期的生长 ,500Gy 是蔺草成熟种子较适宜的处理剂量。
关键词 :蔺草 ;辐照处理 ;多酚氧化酶 ;过氧化氢酶 ;叶绿素含量 ; 根系活力
EFFECT OF IRRADIATION ON PHYSIOLOGICAL AND BIOCHEMICAL
PROPERTY OF MAT RUSH SEEDLINGS
WANG Zhong2hua1 ,2 　DAI Yi2hui2 　LV Hong2 　HUANGLi2shan2 　GU Li2sha2 　YE Qing2fu1
(11 Institute of Nuclear Agricultural Sciences , Zhejiang University , Hangzhou , Zhejiang 　310029 ;
21 Institute of Biotechnology , Zhejiang Wanli University , Ningbo , Zhejiang 　315100)
Abstract :The seeds of different varieties of mat rush were treated by 60 Coγ2rays irradiation of 500 , 1000 , 1500 and 2000Gy.
The seedlings cultured from treated seeds were used to detect the root activity , seedling growth , chlorophyll content , activities
of polyphenol oxidase and catalase , and to investigate the effect of irradiation treatment on the physiological and biochemical
properties of mat rush . The results showed that root activity , chlorophyll content and polyphenol oxidase activity of the control
group was higher than those of all treatment groups , indicating that irradiation treatment could affect the above physiological
and biochemical traits. Meanwhile , it was found that hydrogen peroxide activity of 500Gy treatment was higher than that of CK
and other treatment . In addition , with dose increasing , the stem length of seedlings was increased , suggesting that irradiation
treatment could promote the seedling growth within some range of dosage. 500 Gy was recommended as suitable dosage for
irradiation mutagenesis of mat rush.
Key words :mat rush ; irradiation treatment ; polyphenol oxidase ; catalyse ; chlorophyll content ; root vigor
收稿日期 :2008207205 　接受日期 :2008209226
基金项目 :本研究受浙江省科技厅支撑和引导计划 (2007C22009)
作者简介 :王忠华 (19722) , 男 , 浙江开化人 ,副教授 ,主要从事作物诱变技术研究。Tel : 0574288222851 ; E2mail : wang1972 @zwu. edu. cn
第一作者同时也为通讯作者。
　　蔺草俗称席草 , 学名为 Juncus eff uses L. Var.
Decipiens Buchen ,是多年生宿根性沼泽型草木植物[1 ,2 ] ,
属被子植物门单子叶植物纲百合花目灯心草科[3 ] 。蔺
草的草茎圆滑细长 ,粗细均匀 ,壁薄芯疏 ,软硬适度 ,纤
维长 ,富有弹性 ,抗拉性好 ,色泽鲜艳 ,清香浓郁。其干
燥后的草茎是编织草席、草帽、草扇、睡席、睡枕、座垫、
072　 核 农 学 报　2009 ,23 (2) :270～273Journal of Nuclear Agricultural Sciences
地毯等制品的主要原料。因此 ,蔺草编织品已成为人
们日常生活中不可缺少的家庭日常用品 ,同时作为一
种独特的室内时尚装饰品 ,深受广大消费者喜爱。
目前我国主栽的蔺草品种是上世纪 70、80 年代从
日本引种的 ,这些品种虽已过了专利保护期 (20 年) ,
由于品种过于单一 ,缺乏花色 ,又长期混杂 ,种性退化 ,
90 年代以后一些企业从日本引进新的品种 ,但这有可
能成为“侵犯”日本新品种专利的靶子。蔺草产业栽培
技术水平低 ,缺乏系统研究和理论指导 ,已经不能满足
不断变化的草制品市场的需求和外贸技术壁垒的挑
战。因此开展拥有我国自主知识产权的蔺草新品种选
育显得尤为重要。
辐射育种是目前最常见的育种技术之一。人们已
采用此技术成功地选育出许多粮食作物与经济作物新
品种[4～6 ] 。由于蔺草诱变育种才刚刚起步 ,许多前期
工作如辐照敏感性和辐照剂量等均未见研究报道。本
试验以不同蔺草品种干种子为材料 ,开展了不同辐照
剂量处理对蔺草苗期生理生化特性影响的研究 ,以确
定蔺草的适宜辐照诱变剂量 ,为进一步开展蔺草品种
诱变改良奠定基础。
1 　材料与方法
111 　材料
以农林 4 号、岗山 3 号、本草 (古家桥) 、野山草 4
个蔺草品种为材料 ,成熟种子由宁波市高桥镇蔺草种
植基地提供。
112 　方法
11211 　辐照处理　蔺草干种子的辐照处理于 2007 年
11 月在浙江大学辐照中心进行 ,辐照剂量分别为 0、
500、1000、1500 和 2000Gy ,剂量率为 10GyΠmin。
11212 　种子灭菌处理 　将辐照处理过的蔺草干种子
用纱布包好 ,置于高锰酸钾稀溶液烧杯中 ,使种子完全
浸没其中 ,室温下浸泡 48h 后 ,将其放入洗净并经过灭
菌的烧杯中 ,反复用无菌水清洗 4 次。再用配制好的
011 %的升汞溶液浸泡 7 - 8min ,最后用蒸馏水和无菌
水冲洗 4～5 次。
11213 　实生苗培养　先配制 MS 基本培养基 ,参照李
浚明和朱登云的方法进行[7 ] 。然后将灭菌处理过的种
子接到 MS 培养基上 ,置于培养箱中 25 ℃下昼夜交替
培养 1 - 2 个月 ,备用。
113 　生理生化指标测定
实生苗培养 60d 后 ,收集根系和幼苗 ,进行生理生
化指标测定 ,其中植物根系活力测定采用氯化三苯基
四氮唑 ( TTC) 法进行[8 ] ;叶绿素含量测定采用李合生
等的方法进行[9 ] ;过氧化氢酶 (CAT) 活性的测定参照
王隆华等的方法进行[10 ] ;多酚氧化酶 ( PPO) 活性测定
采用蔡汉权等[11 ] 的方法进行。上述指标测定每处理
重复 3 次。幼苗生长情况采用常规测量法进行 ,每个
品种不同处理随机测量 10 株幼苗 ,培养天数为 80d。
2 　结果与分析
211 　辐照对幼苗根系活力的影响
蔺草根系主要由不定根组成 ,是吸收养分和水分
的主要器官 ,并进行一系列有机化合物的合成反应 ,对
地上部的形态形成及新陈代谢过程起着极其重要的作
用。此外 ,蔺草根系是活跃的吸收器官和合成器官 ,其
生长情况和活力水平直接影响地上部的生长和营养状
况及产量水平。
氯化三苯基四氮唑 ( TTC) 是标准氧化电位为
80mV 的氧化还原色素 ,溶于水中成为无色溶液 ,但还
原后即生成红色而不溶于水的三苯基甲腙 ( TTF) ,它
不会被空气中的氧自动氧化 ,所以 TTC 被广泛用作酶
试验的氢受体 ,植物根系中脱氢酶所引起的 TTC 还
原 ,可因加入琥珀酸、延胡索酸、苹果酸得到增强 ,而被
丙二酸、碘乙酸所抑制。所以 TTC 还原量能表示脱氢
酶活力 ,并作为根系活力的指标。
不同辐照处理对蔺草幼苗根系活力的影响见表
1。由表 1 可见 ,随着辐照剂量的增加 ,不同蔺草品种
根系 TTC的还原强度均呈现下降的趋势。由此表明 ,
辐照处理对蔺草幼苗根系活力产生较大的抑制作用。
表 1 　辐照对幼苗根系活力的影响
Table 1 　Effect of irradiation on the
root vigor of seedlings (mgΠg·h)
剂量
dose ( Gy)
农林 4 号
Nonglin
No. 4
岗山 3 号
Gangshan
No. 3
本草 (古家桥)
Bencao
( Gujiaqiao)
野山草
Yeshancao
0 44121 ±3121 43195 ±3154 43122 ±3169 45162 ±4102
500 41136 ±3125 40189 ±3101 40126 ±3138 42131 ±3185
1000 38102 ±3114 36152 ±2179 37185 ±3115 39167 ±3128
1500 35196 ±2185 35142 ±2158 34125 ±3108 36122 ±2195
2000 32165 ±2187 31129 ±2135 30121 ±2168 33123 ±2131
注 :表中数据为平均数±标准差。下表同。
Note : Data in table was shown as average ±std. The Same as following tables.
212 　辐照处理对叶绿素含量的影响
光合作用是衡量植物合成功能的重要生理指标 ,
而叶绿素是植物光合作用的基础 ,同时 ,草茎颜色又是
蔺草非常重要的经济性状与品种特性之一 ,因此 ,叶绿
172　2 期 辐照处理对蔺草苗期生理生化特性的影响
素含量的测定显得尤为重要。
本试验采用分光光度法对不同辐照处理蔺草幼苗
中的叶绿素含量进行了测定 ,结果见表 2。由表 2 可
见 ,随着辐照剂量的加大 ,4 种蔺草幼苗的叶绿素含量
均出现不同程度的下降 ,其中野山草的叶绿素含量最
高 ,本草 (古家桥)次之 ;岗山 3 号和农林 4 号的含量接
近。这与 4 个品种的草茎色泽相一致 ,即野山草为深
绿色 ,本草 (古家桥)为翠绿色 ,而后两者为绿色。
表 2 　辐照对幼苗叶绿素含量的影响
Table 2 　Effect of irradiation on chlorophyll
content of seedlings (mgΠg)
剂量
dose ( Gy)
农林 4 号
Nonglin
No. 4
岗山 3 号
Gangshan
No. 3
本草 (古家桥)
Bencao
( Gujiaqiao)
野山草
Yeshancao
0 0129 ±01034 0130 ±01034 0131 ±01078 0134 ±01024
500 0128 ±01031 0129 ±01031 0130 ±01035 0132 ±01029
1000 0125 ±01028 0126 ±01028 0128 ±01052 0130 ±01052
1500 0122 ±01021 0124 ±01025 0125 ±01031 0128 ±01035
2000 0118 ±01017 0120 ±01019 0122 ±01028 0124 ±01026
213 　辐照处理对过氧化氢酶活性的影响
过氧化氢酶普遍存在于植物体组织中 ,其活性与
植物的代谢强度及抗寒、抗病能力均有关系。
本试验分别定量量取 4 个品种不同辐照处理幼苗
的酶液和对照 ,用 011molΠL 高锰酸钾标准溶液滴定 ,
记录高锰酸钾的滴定 ml 数 ,根据公式计算 4 个品种不
同辐照处理幼苗的过氧化氢酶活性 ,结果见表 3。由
表 3 可见 , 500Gy 处理的不同蔺草品种幼苗的过氧化
氢酶含量均高于同比水平下的对照组、1000、1500 和
2000Gy 的辐照处理组。由此表明 ,不同辐照处理对蔺
草幼苗的过氧化氢酶活性的影响不尽相同 ,500Gy 处
理反而增加了该酶的活性。
表 3 　辐照对蔺草幼苗过氧化氢酶活性的影响
Table 3 　Effect of irradiation on hydrogen peroxide
activity of seedlings (mgΠg·min)
剂量
dose ( Gy)
农林 4 号
Nonglin No. 4
岗山 3 号
Gangshan No. 3
本草 (古家桥)
Bencao
( Gujiaqiao)
野山草
Yeshancao
0 1129 ±0110 1131 ±0109 1128 ±0107 1135 ±0106
500 2145 ±0115 2151 ±0118 2138 ±0112 2182 ±0113
1000 1153 ±0112 1158 ±0111 1146 ±0109 1177 ±0108
1500 1144 ±0111 1149 ±0110 1138 ±0108 1165 ±0106
2000 1128 ±0109 1131 ±0108 1119 ±0105 1140 ±0107
214 　辐照处理对多酚氧化酶活性的影响
多酚氧化酶是一种含铜的氧化酶 ,其活性与植物
代谢强度及抗寒、抗病能力也有一定关系。同时 ,它作
为一种蛋白体 ,在植物生命活动过程中参与一系列由
酶促活动而引起的化学变化 ,故又被称为生物催化剂。
本试验通过邻苯二酚比色法来检测产物的形成 ,
从而测定多酚氧化酶的活性。不同辐照处理蔺草幼苗
的多酚氧化酶活性变化见表 4。由表 4 可见 ,随着辐
照剂量的不断增加 ,4 个蔺草品种幼苗中的多酚氧化
酶活性均出现了较大幅度的下降 ,特别在 500Gy 剂量
组下降幅度最快 ,接近 30 %。由此表明 ,辐照处理对
蔺草幼苗中的多酚氧化酶活性具有较大的抑制作用。
表 4 　辐照对蔺草幼苗多酚氧化酶活性的影响
Table 4 　Effect of irradiation on polyphenol
oxidase activity of seedlings (mgΠg·min)
剂量
dose ( Gy)
农林 4 号
Nonglin No. 4
岗山 3 号
Gangshan No. 3
本草 (古家桥)
Bencao
( Gujiaqiao)
野山草
Yeshancao
0 2102 ±0114 2101 ±0112 1199 ±0109 2122 ±0111
500 1141 ±0109 1139 ±0106 1128 ±0106 1146 ±0108
1000 1128 ±0106 1125 ±0107 1118 ±0105 1131 ±0107
1500 1108 ±0104 1105 ±0106 0198 ±0104 1112 ±0106
2000 0199 ±0106 0195 ±0104 0189 ±0103 1103 ±0104
215 　辐照处理对蔺草幼苗生长的影响
不同辐照处理的草茎长度变化见表 5。由表 5 可
见 ,随着辐照剂量的增加 ,4 个蔺草品种幼苗的草茎长
度均出现不断增长的趋势 , 500 和 1000Gy 剂量组的变
化更明显。由此表明 ,在一定剂量范围内 ,辐照处理会
促进蔺草幼苗的生长。
表 5 　辐照对蔺草幼苗草茎长度的影响
表 5 　Effect of irradiation on stem length of seedlings
(cm)
剂量
dose ( Gy)
农林 4 号
Nonglin No. 4
岗山 3 号
Ganshan No. 3
本草 (古家桥)
Bencao
( Gujiaqiao)
野山草
Yeshancao
0 5125 ±0132 5131 ±0139 4198 ±0128 4113 ±0132
500 6188 ±0138 6193 ±0162 6152 ±0138 5146 ±0139
1000 10158 ±0186 10165 ±0185 9186 ±0157 8133 ±0142
1500 10199 ±0189 11105 ±0169 10186 ±0159 8166 ±0153
2000 11136 ±0185 11158 ±0189 11105 ±0183 8172 ±0159
3 　结论与讨论
辐射育种首先要确定适宜的辐照剂量 ,才可获得
有效的诱变。一般而言 ,随着辐照剂量的增加 ,突变频
率也会相应提高 ,但过高的剂量会干扰生物体正常的
代谢 ,增加畸变率。同时 ,每种生物体都有自身的生物
学特性 ,它们对辐照处理的敏感性也各不相同。因此 ,
272 核　农　学　报 23 卷
开展蔺草干种子的辐照敏感性试验是非常必要的 ,它
是开展蔺草辐射育种的基础。从本试验结果来看 ,经
不同剂量处理后的蔺草幼苗生长状况及生理生化特性
存在显著差异。随着辐照剂量的增加 ,4 个蔺草品种
幼苗的根系活力和叶绿素含量均出现下降的趋势。而
在 500～1000Gy 范围内 ,对草茎生长则有明显的促进
作用 ,但草茎明显变细。
不同的剂量辐照对生物体内的细胞通透性也有明
显的影响。王月华等[12 ] 认为辐照毒素和相应酶系的
活性可作为作物辐照敏感性的测定指标。过氧化物酶
(POD)和 PPO 是植物体内 2 种重要的膜保护酶 ,能对
细胞的伤害作出响应 ,同时消除自由基产生的伤害而
起修复作用。本试验结果表明 , 在辐照剂量达到
1000Gy 时 ,过氧化氢酶酶活性因不能被诱导而降低 ,
修复功能丧失 ,膜透性增大 ,有害物质增多。
从以上酶活性和生理指标测定结果来看 ,500Gy
左右的辐照剂量能有效诱导蔺草一些生理生化指标的
变化 ,又不会使种子受到过度损伤而影响萌发和幼苗
生长 (数据未发表) 。不同品种的成熟蔺草干种子 ,适
宜的辐照剂量可能有所变化 ,但不应低于 500 或高于
1000Gy。
致谢 :本试验所用的蔺草成熟干种子由宁波市高桥镇
蔺草种质资源圃提供 ,诱变处理得到浙江大学辐照中
心傅俊杰老师的帮助 ,在此一并致谢 !
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