全 文 ：文章编号 :100028551 (2002) 0220125204
中国谷子辐射育种的成就和展望
伊虎英　鱼红斌　马建中
(中国科学院水土保持研究所 ,陕西 杨凌　712100)
摘 　要 :本文报道了中国谷子辐射育种发展过程和成就。目前中国利用辐射诱变技术
共选育出谷子新品种 (系) 41 个。这些品种的特点是产量高、品质好、抗逆性强。本
文还探讨了谷子的辐射育种特点、适宜剂量和发展前景。
关键词 :辐射育种 ;谷子 ;成就
收稿日期 :1999207212
核技术的应用为谷子育种创造了有利条件[1～3 ] 。30 多年来 ,中国的谷子辐射育种发展很
快 ,处于世界领先水平[4 ,5 ] ,取得了令人瞩目的成就 ,现分述如下。
1 　中国谷子辐射诱变育种成就
中国谷子辐射育种始于 60 年代初[5 ] ,当时以中国农业科学院原子能利用研究所为中心 ,
原河北省农业科学院原子能利用研究所和张家口地区农科所等单位开展了谷子辐射育种 ,取
得了初步结果。1963 年张家口地区农科所用60 Coγ射线照射红石柱谷子干种子 ,从中选育出
张农 10 号新品种 ,比对照增产 15 % ,推广面积达 2 万 hm2 ,这是中国用辐射诱变选育的第一个
谷子新品种 ,也是世界上用辐射诱变选育的第一个谷子新品种。到 70 年代 ,谷子的辐射诱变
育种在北方各省广泛开展起来。黑龙江省农业科学院作物育种所选育出 74 - 9075、74 - 9088 ,
山东省昌潍地区农科所选育出吕潍 74 谷 ,比对照增产 1515 %～2919 % ,且抗病、早熟。据统
计 ,70 年代共育成谷子新品种 9 个。特别是延安地区农科所利用辐射诱变选育出一系列谷子
矮化型新类型 ,为谷子矮化育种创造了较好的种质矮源。30 多年来 ,通过诱变共育成谷子新
品种 41 个 ,从 80 年代到 90 年代初育成 19 个 ,占其总数的 5914 % ,并获得了 7 个矮秆突变体。
“七五”期间参加谷子育种攻关的 13 个单位共育成 19 个谷子新品种 ,其中通过诱变育成或理
化诱变与杂交相结合育成的有 7 个 ,占育成品种总数的 3618 %。
2 　辐射诱变选育的谷子品种的特点
利用辐射诱变选育的谷子新品种最主要的特点之一就是产量高。例如 ,黑龙江省农科院
作物育种所选育的春谷品种龙谷 28 ,比对照增产 1317 % ,单产最高达 8250kgΠhm2 。中国科学院
西北水保所选育的辐谷 3 号 ,春播产量超 7500kgΠhm2 ,在陕、甘、宁 3 省区推广面积达 7 万 hm2
以上 ,荣获中国科学院科技进步 3 等奖。
521　核 农 学 报　2002 ,16 (2) :125～128Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
理化因子能使谷子的熟性基因发生突变 ,黑龙江省农科院育种所选育的龙辐 95049 比对
照早熟 8d。合江地区农科所育成的南 7224 比对照早熟 14d ,在该地区称为特早熟品种。
利用理化诱变选育的谷子新品种具有抗旱、抗倒、抗病等特点。如利用60 Coγ诱变选育的
朝谷 4 号和用快中子诱变选育的龙谷 28 均抗倒、抗旱 ,经鉴定抗旱性属于一级。龙辐 930088
新品种 ,具有抗盐碱特性 ,表明利用辐射创造出了超亲的新类型。
辐射诱变产生的谷子突变体千粒重增加。河北省张家口坝下地区农科所用辐射选育的白
大粒谷子新品种 ,千粒重高达 5131g ,属于罕见的超大粒类型。
黑龙江省合江地区农科所选育的佳 672128 新品种植株高大 ,茎秆坚硬 ,抗倒。株高 16910
～17019cm ,比对照高 44～3219cm ,丰产性能好 ,比对照增产 2016 %。陕西省延安地区农科所
育出的延矮 1、2、3 号 3 个矮化系列新品系 ,如延矮 3 号 ,株高 90cm ,比对照降低 50 %。延矮 2
号株高仅 10cm。有的矮生型节上分枝 ,似野生谷子类型 ,叶片宽厚 ,挺而上举。河南省农科院
用60 Coγ射线育出了郑矮 2 号 ,株高 65～70cm ,比对照降低约 40 % ,茎粗壮 ,抗倒、叶上举。通
过遗传分析 ,郑矮 2 号受 1 对隐性基因控制。
黑龙江省农科院作物育种所选育出的龙辐 932076 ,不仅产量高 ,且脂肪含量高达 6185 %。
属于超高脂肪类型。山西省农科院经济作物所选育出晋谷 21 号 ,脂肪含量达 5168 % ,获得全
国首届农业博览会银奖。内蒙古赤峰农科所选育的赤谷 4 号 ,不仅产量高 ,而且维生素 B1 含
量比常规品种含量高 6216 % ,被评为全国优质米。
3 　谷子辐射敏感性和适宜引变剂量
在谷子辐射育种工作中 ,选择适宜的辐射剂量 ,使谷子产生多种多样的优良的变异 ,是辐
射育种需要解决的首要问题。30 多年来 ,许多研究单位在谷子上进行了大量的试验研究工
作。作者曾研究了黄河中下游 30 个谷子品种的辐射敏感性 (表 1) ,证明不同谷子品种的遗传
特性不同 ,对辐射反应差别很大 ,即辐射敏感性很不相同[8 ] 。30 个谷子品种在γ射线作用下 ,
其成活率、幼苗高度、株高等特性与辐射剂量呈负相关 ,染色体畸变和剂量呈正相关 (表 2) 。
以半致死剂量为指标 ,对其辐射敏感性进行了分析 ,沁州黄最敏感 ,其半致死剂量是 360Gy ,以
紫秆黄对辐射的抗性最大 ,其半致死剂量为 940Gy ,紫秆黄的半致死剂量是沁州黄的 216 倍 ,这
些不同品种间的差值为 580Gy。
根据不同谷子品种的辐射半致死剂量 ,把谷子分为 3 种类型 (表 3) 。半致死剂量为 360～
460Gy 为敏感型 ;半致死剂量为 470～790Gy 为中间型 ;半致死剂量为 800～1001Gy 为迟钝型。
这 3 种类型以中间型数量最多 ,占总数的 53 % ,敏感型占 27 % ,迟钝型占 20 %。
一般说来 ,随着剂量的增加 ,辐射处理谷子的变异率增加。但剂量过高 ,可抑制种子发芽 ,
即使勉强发芽 ,出苗后也死亡。辐射处理后 ,不但有足够数量的植株成活 ,而且成活率在 50 %
以上 ,不育率低于 30 % ,这种剂量为适宜的剂量。研究表明 ,在黄土高原 (黄河中下游) 诱变谷
子的适宜剂量为 470～900Gy。由于谷子的敏感性不仅与品种有关 ,还与品种不同的发育阶段
及种子的生理状态有关 ,因此 ,辐射处理剂量应根据谷子品种、植株发育时期和种子的生理状
态等具体情况来确定。此外 ,辐射处理时的温度、周围气体成分、湿度等环境条件对谷子辐射
敏感性也有一定影响 ,所以也应考虑播种时的土壤和气候等条件。
621 核　农　学　报 16 卷
表 1 　60 Coγ射线不同照射量对 30 个谷子品种成活率( %)的影响
(中国科学院西北水土保持研究所 ,1991)
品种
照射量 100Gy
0 1 2 3 4 5
LD50 ( ×100Gy)
回归系数
(b)
相关系数
(r)
大青谷 100 120 114 76 55 39 417 - 1513714 - 8765 3
202 谷 100 82 106 91 77 29 513 - 1110000 - 017458 3
小对子谷 100 79 89 79 68 66 714 - 610857 - 018875 3
八叶叶 100 100 90 75 70 50 517 - 1013261 - 019226 3
樊选 1 号 100 110 97 90 81 58 710 - 816857 - 018941 3
樊野 1 号 100 103 84 68 54 41 414 - 1310857 - 019775 3
过江 1 号 100 103 93 72 66 45 510 - 1116286 - 019572 3
小红谷 100 108 95 65 57 41 415 - 1316571 - 019455 3
黎城黄 100 108 95 65 57 41 415 - 1316571 - 019455 3
老黄谷 100 103 63 83 67 50 514 - 916571 - 018491 3
捣锣锤 100 95 88 92 87 62 817 - 610000 - 8445 3
桃花米 100 110 70 83 67 43 510 - 1114571 - 018841 3
大白谷 100 95 88 75 63 50 513 - 1012571 - 019871 3 3
白流沙 100 91 93 78 69 67 712 - 710286 - 019642 3 3
亲 40 100 107 83 70 60 33 413 - 1319714 - 019576 3 3
金谷米 100 97 91 74 53 29 412 - 1414000 - 019573 3 3
红酒谷 100 86 96 71 86 64 816 - 518571 - 017839 3
瓦屋里 100 108 108 85 73 81 912 - 613714 - 018016 3
毛儿谷 100 82 91 88 71 47 610 - 816000 - 018578 3
鸡爪软谷 100 96 77 96 73 69 815 - 518571 - 018031 3
生铁谷 100 103 84 88 48 57 513 - 1016000 - 018839 3
猫蹄谷 100 79 55 61 61 58 511 - 713714 - 017946 3
熟籽谷 100 86 83 57 57 63 514 - 815143 - 018906 3 3
亲本 29 100 100 83 70 61 39 415 - 1214266 - 019774 3 3
七月红小谷 100 93 83 80 50 40 415 - 1313428 - 019612 3 3
人人爱 100 107 93 83 73 60 615 - 819143 - 019503 3 3
沁州黄 100 100 86 43 39 36 316 - 1516000 - 019362 3 3
白秆母鸡嘴 100 96 83 83 78 74 913 - 512571 - 018545 3
紫秆黄 100 116 100 100 83 76 914 - 614571 - 018545 3
白米糙 100 79 79 79 52 34 412 - 1117429 - 019348 3 3
表 2 　60 Coγ射线对谷子根尖细胞染色体畸变率( %)的影响
(中国科学院西北水土保持研究所 ,1991)
品种
照射量 100Gy
0 1 2 3 4 5
回归系数
(b)
相关系数
(r)
沁州黄 112 512 918 2110 3112 3811 718114 019863 3 3
瓦屋里 015 312 711 1211 2015 2511 511400 019860 3 3
白米糙 017 412 811 1512 2511 3012 612096 019853 3 3
721　2 期 中国谷子辐射育种的成就和展望
表 3 　不同谷子品种对γ射线敏感性类型及频率分布表
(中国科学院西北水土保持研究所 ,1991)
组号
LD50
( ×100Gy)
品　　种 频率 类型
1 316～416 沁州黄、金谷米、亲 40、樊野 1 号、黎城黄、七月红小谷、白米糙、亲本 29 8 敏感型
2 417～517 大青白、小红谷、桃花米、过江 1 号、猫蹄谷、202 谷、生铁谷、大白谷、熟秆谷、老黄谷 10 中间型
3 518～618 毛儿谷、人人爱、八叶叶 3 中间型
4 619～719 樊选 1 号、白流沙、小对子谷 3 中间型
5 810～910 鸡爪软谷、捣锣锤 2 迟钝型
6 911～1011 瓦屋里、白秆母嘴、紫秆黄、红酒谷 4 迟钝型
4 　谷子辐射诱变育种的发展前景
利用理化诱变的优势 ,充分发挥诱变育种的特点 ,采用诱变育种与杂交育种和其它育种方
法相结合 ,可提高谷子突变的频率 ,选育出丰产性好的谷子新品种。在诱变育种过程中 ,谷子
容易出现矮化变异 ,产生秆矮坚硬、穗大粒多的超高产新类型品种 ,有希望培育出适应性广的
高度抗旱、抗病虫的新品种。理化诱变有可能产生高蛋白、高维生素含量和改善氨基酸组成 ,
培育出全价营养的谷子优质品种。诱变还易获得光周期反应不敏感超早熟品种 ,提高复种指
数。利用理化诱变创造新的雄性不育系 ,可以更好地利用杂种优势。深入研究谷子诱变的规
律性 ,探讨诱变剂的特异性和基因与诱变因素之间关系 ,以期掌握其基本规律 ,达到定向控制
突变的目的。
参考文献 :
[1 ] 　A. Micke. 世界植物突变育种回顾和主要成就. 原子能农业应用 (增刊) . 1985 ,1～6
[2 ] 　王琳清. 我国植物突变育种的发展和成就. 原子能农业应用 (增刊) ,1985 ,7～15
[3 ] 　李东辉. 谷子新品种选育技术. 天则出版社 ,1991 ,75～82
[4 ] 　王琳清. 我国植物突变育种剖析. 核农学通报 ,1992 ,6 :282～295
[5 ] 　解喜明. 用60Coγ射线进行谷子引变育种成效显著. 粟类作物 ,1989 ,7 :7～8
[6 ] 　Osborne T S ,Lunden A O , The cooperative plant and seed irradiation program of the University of Tennessee. Intern. F. APPL. radi2
ation isotopes. 1961 ,10 :108～209
[7 ] 　伊虎英 ,等. 黄土高原 30 个谷子品种辐射敏感性的研究. 核农学通报 ,1991 ,6 :21～25
A REVIEW ON THE DEVELOPMENT OF IRRADIATION BREEDING OF
MILLET ( Setria italica BEAUV) IN CHINA
YI Hu2ying 　YU Hong2bin 　MA Jian2zhong
( Institute of soil and Water Conservation , Academia Sinica , Yangling , Shanxi prov. 　712100)
821 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2002 ,16 (2) :125～128