全 文 ：核 农 学 报 2011，25(1):0067 ～ 0070
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
文章编号:1000-8551(2011)01-0067-04
辐照对地被菊种子的生长效应
葛维亚1，2 杨树华1 陈 林2 赵 滢1 王甜甜1，2 葛 红1
(1. 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 /农业部园艺作物遗传改良重点开放实验室，北京 100081;2. 西南大学园艺园林学院，重庆 400716)
摘 要:研究不同剂量
60 Co γ 射线辐照(10 ～ 50Gy)对地被菊种子发芽及相关生理指标的影响。结果发
现:30Gy 以上辐照剂量显著降低种子发芽率和幼苗成活率;随着辐照剂量的增加，20Gy 以上剂量辐照
造成了幼苗丙二醛(MDA)含量和过氧化物酶(POD)活性的显著升高，超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘
肽还原酶(GR)活性也呈升高趋势，且在 40Gy 以上辐照剂量下差异显著，过氧化氢酶(CAT)活性则表
现为先升高后降低;除了 40Gy 处理有显著差异外，辐照基本没有影响抗坏血酸过氧化物酶(APX)活
性。由此表明，地被菊种子的适宜诱变剂量为 20Gy，辐照造成了成活幼苗膜脂过氧化损伤，但植株可通
过提高抗氧化酶 CAT 和 POD 的活性来启动相应保护机制以减少伤害。
关键词:地被菊;种子;辐射诱变;发芽;抗氧化酶
EFFECTS OF 60Co γ-RAYS IRRADIATION ON SEED GROWTH OF
GROUND-COVER CHRYSANTHEMUM
GE Wei-ya1，2 YANG Shu-hua1 CHEN Lin2 ZHAO Ying1 Wang Tian-tian1，2 GE Hong1
(1. Key Laboratory of Horticultural Crops Genetic Improvement，Ministry of Agriculture，Institute of Vegetables and Flowers，
Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081;
2. College of Horticulture and Landscape Architecture，Southwest University，Chongqing 400716)
Abstract:The seeds of ground-cover chrysanthemum were used to study the effects of different doses of 60 Co γ-rays
irradiation (10 ～ 50Gy)on seed germination and physiological characteristics. The results showed that the rate of seed
germination and seedling survival decreased significantly with the irradiation doses. With the increase of irradiation dose
to above 20Gy，the content of malondialdehyde (MDA)and activity of peroxidase (POD) in seedlings significantly
increased. The similar trends were found in the activities of superoxide dismutase (SOD)and glutathione reductase
(GR). Catalase (CAT)activity increased at doses lower than 20Gy，and then decreased at the higher doses，whereas
ascorbate peroxidase (APX)activity did not alter except for 40Gy. It is concluded that the suitable irradiation dose of
mutation breeding is 20Gy for the seeds of ground-cover chrysanthemum. Although 60 Co γ-rays irradiation resulted in
damage of membrane lipid peroxidation in the survival seedlings，the increased activity of CAT and POD could protect
them against the damage.
Key words:Chrysanthemum morifolium;seeds;irradiation;germination;antioxidant enzymes
收稿日期:2010-06-09 接受日期:2010-09-01
基金项目:中国农业科学院与北京市大兴区合作项目
作者简介:葛维亚(1983-)，男，河北蠡县人，硕士研究生，研究方向为花卉遗传育种。
通讯作者:葛 红(1964-)，女，浙江平湖人，研究员，研究方向为花卉遗传育种。E-mail:gehong@ mail. caas. net. cn
菊花(Chrysanthemum morifolium Ramat.)起源于
中国，是我国的传统名花，有着悠久的栽培历史，从原
始的野生种类经过引种栽培、杂交选择、精心培育，已
经发展成为当今世界上品种最为丰富的栽培植物［1］。
地被菊是北京林业大学陈俊愉教授用早菊与几种野生
或半野生菊花-小红菊(Dendranthema chaetii)、野菊
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(D. indicum)、甘野菊(D. lavandulifolium)等人工杂交
经多年反复选择获得的菊花杂种类群［2］。地被菊抗
寒、抗旱、抗病虫害、抗污染、耐半荫、耐瘠薄，适合露地
栽培。我国从 80 年代开始进行菊花60 Co γ 辐照诱变
研究，辐照材料涉及扦插苗、组培苗、愈伤组织、根芽和
枝条等。其中，河南省科学院同位素研究所等单位对
盆栽菊品种进行了系统的诱变筛选和培育，获得了许
多优良的新品种［3 ～ 5］;黄建昌等［6］及胡超等［7］还对辐
照后代进行了进一步的生理生化分析;王晶等［8］则对
切花菊品种进行了诱变效应的初步研究。但是，对于
地被菊的种子辐照诱变及其生理机制的研究尚未见报
道。本试验旨在通过对经60 Co γ 射线辐照的地被菊种
子萌发率及成活幼苗生理指标的研究，确定地被菊种
子辐照诱变的适宜剂量，为进一步通过辐射诱变开展
地被菊的品种改良奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 材料
采用中国农业科学院蔬菜花卉研究所试验基地栽
植的地被菊品种 zh99-1 开放授粉获得的种子为材料。
1. 2 方法
1. 2. 1 辐照处理 将经过筛选的地被菊种子装入种
子袋，在北京师范大学辐照中心进行不同剂量的60 Co
γ 辐照，剂量分别为 0、10、20、30、40 和 50Gy，剂量率为
1. 0Gy /min，以未辐照的种子为对照。
1. 2. 2 发芽试验与幼苗取样 将不同剂量处理的地
被菊种子进行发芽试验，每处理 4 次重复，每重复随机
选取 57 粒种子，整齐排列于垫双层滤纸的培养皿，放
入 20℃光照培养箱中发芽，并保持发芽期间滤纸的湿
润。另将不同处理种子各 300 粒播种于盛有蛭石的穴
盘中，置于温室进行萌发，14d 后统计幼苗成活情况，
并随机采集各处理的 50 株幼苗，用蒸馏水清洗，吸干
水分，液氮冷冻，放入 － 20℃低温冰箱以备生理指标的
测定，每处理取样重复 4 次。
1. 2. 3 生理指标测定方法 丙二醛(MDA)含量的测
定参照 Heath 和 Packer［9］的方法。超氧化物歧化酶
(SOD)活性的测定参照 Beyer 和 Fridovich［10］的氮蓝四
唑法。过氧化氢酶(CAT)活性的测定参照 Pukacka 和
Ratajczak［11］的紫外吸收法。过氧化物酶(POD)活性
的测定参照 Wang 等［12］的愈创木酚法。抗坏血酸过
氧化物酶(APX)活性的测定参照 Nakano 和 Asada［13］
的方法。谷胱甘肽还原酶(GR)活性的测定参照
Halliwell 和 Foyer［14］的方法。
1. 2. 4 数据分析 数据处理使用 DPS v7. 05 软件进
行一元方差分析，各处理的平均值采用 Duncan 多重比
较进行检验。作图采用 SigmaPlot10. 0 软件，图中标准
误来自样本的 4 个重复。
2 结果与分析
2. 1 发芽率和成活率
从图 1 可以看出，随着辐照剂量的增加，种子发芽
势明显下降。着床后第 3d，各处理种子都开始萌发，
其中以对照种子发芽势最强，发芽率达 51. 8%，显著
高于各辐照处理。随着时间的延长，各处理种子发芽
率均逐渐升高，与发芽率最高的对照相比，10 和 20Gy
处理的种子发芽率在第 4 天后差异不显著，但 30Gy 以
上处理的种子发芽率显著降低。
图 1 60 Co γ 射线辐照对地被菊种子发芽率的影响
Fig. 1 Effect of 60 Co γ-rays irradiation on
germination rate of ground-cover chrysanthemum
幼苗成活率随辐照剂量的增加而逐渐降低(图
2)，且 20Gy 以上处理都较对照有显著差异。对照成
活率为 82. 2%，10、20、30、40 和 50Gy 辐照处理成活率
分别为 75. 9%、45. 2%、34. 8%、20. 1% 和 17. 2%，可
见 20Gy 辐照剂量接近地被菊种子经辐照后的半致死
剂量。
2. 2 丙二醛含量
培养 14d 的幼苗 MDA 含量随着辐照剂量的增加
而逐渐升高，且 20Gy 以上处理都较对照有显著差异，
其中 20Gy 处理增加 22. 4%，30 和 40Gy 处理增加约
50%，50Gy 处理则增加近 100%(图 3)。
2. 3 抗氧化酶活性
随着辐照剂量增加，幼苗 SOD 活性表现为升高趋
势，但只有 50Gy 辐照处理达到显著水平(图 4-A)。低
辐照(10Gy)处理和高辐照(50Gy)处理均对幼苗 CAT
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1 期 辐照对地被菊种子的生长效应
图 2 60 Co γ 射线辐照对地被菊幼苗
成活率的影响
Fig. 2 Effect of 60 Co γ-rays irradiation on survival
rate of seedlings of ground-cover chrysanthemum
不同小写字母表示不同处理间在 P < 0. 05 水平差异显著，下同。
Treatments with different letters mean significant at P < 0. 05，
the same as following figures.
图 3 60 Co γ 射线辐照对地被菊
幼苗 MDA 含量的影响
Fig. 3 Effect of 60 Co γ-rays irradiation on MDA
content in seedlings of ground-cover chrysanthemum
活性没有显著影响，但 20 ～ 40Gy 处理则显著高于对照
(图 4-B)。与对照相比，除了 10Gy 辐照没有明显影响
外，其他剂量处理幼苗 POD 活性显著提高(图 4-C)。
对于幼苗 APX 活性而言，只有 40Gy 辐照处理较
对照有显著提高，其他各剂量均无显著影响(图 4-D)。
从图 4-E 中可以看出，随着辐照剂量的增加，幼苗 GR
活性呈现逐渐升高的趋势，但与对照相比，10Gy 处理
显著抑制而 40Gy 处理显著提高了幼苗 GR 活性，其他
各剂量处理对幼苗 GR 活性均无显著影响。
3 讨论
菊花不同基因型、不同器官间的辐照诱变敏感性
图 4 60 Co γ 射线辐照对地被菊幼苗 SOD(A)、
CAT (B)、POD(C)、APX(D)和 GR(E)活性的影响
Fig. 4 Effect of 60 Co γ-rays irradiation on
activities of SOD(A)，CAT (B)，POD(C)，
APX(D)and GR(E)in seedlings of
ground-cover chrysanthemum
差异显著，一般认为采用半致死剂量作为诱变剂量较
为合适。郭安熙等［4］在研究菊花花色辐射诱变时认
为，在 1. 0Gy /min 剂量率下，60 Co γ 射线辐照愈伤组织
的适宜剂量为 8 ～ 16Gy，植株、根芽和枝条为 20 ～
30Gy。本试验研究表明，在 1. 0Gy /min 剂量率下，
20Gy 辐照地被菊幼苗的成活率为 45. 2%，接近半致死
剂量;30Gy 以上辐照剂量对地被菊种子发芽率和幼苗
的成活率造成较大伤害，使存活变异植株数量迅速降
低，30、40 和 50Gy 处理地被菊幼苗的成活率分别为
10. 8%、8. 5%和 7. 4%;低剂量(10Gy)处理对种子萌
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发影响不大，后代变异率低，对地被菊选择作用较差。
因此，20Gy 可作为地被菊种子辐照诱变的适宜剂量。
在花部性状变异田间观察中，也发现各辐照剂量处理
后存活地被菊实生苗植株中，20Gy 处理所获得的变异
植株数最多。
MDA 含量是表征植物膜脂过氧化伤害的重要指
标。10Gy 处理没有影响地被菊幼苗 MDA 含量;20Gy
处理较对照稍有增加，表明辐照对成活幼苗产生了一
定的影响;30Gy 及以上剂量处理，幼苗 MDA 含量则明
显增加，即造成了较严重的伤害。这一结果进一步证
明了 20Gy 辐照剂量是比较适合的。
植物体内抗氧化保护酶可以缓解 γ 射线辐照对
细胞造成的伤害。不同的辐照剂量对植物体内保护酶
的影响不同，这些保护酶的活性可以作为植物对辐照
敏感性的指标［15，16］。黄建昌和肖艳［6］对菊花进行辐
照，其叶片可溶性蛋白质含量、POD 活性随剂量增强
而增强，胡超等［7］进一步发现辐照后菊花叶片 POD 同
工酶的条带和浓度也随着辐照剂量发生变化。本研究
系统地对抗氧化系统中的保护酶活性进行了测定，发
现种子经辐照后其实生幼苗 SOD、APX 和 GR 活性在
不同剂量下变化不明显，即对辐照处理不太敏感;CAT
和 POD 活性在辐照处理下显著增强。这些结果表明
辐照处理后地被菊实生幼苗的主要保护酶为 CAT 和
POD，它们的活性变化可以作为判定辐照损伤和变异
的生理指标［17］。
4 结论
对地被菊种子进行60 Co γ 射线辐照诱变处理的适
宜剂量为 20Gy;较高剂量的辐照处理造成了幼苗生理
上的伤害，并启动了 CAT 和 POD 等关键酶的抗氧化
保护机制。
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