全 文 ：核 农 学 报 一, 一
滋 助 脚 介口扭 吕认介召
钻圃慢照射小麦不同发育阶段
植株的生物学效应
陈佑良 杨平华 谢玉康
四川农科院生物技术核技术研究所 成都
刊 用钻 固分别慢照射普通 小 麦减数分裂期 前
、
配子体 时期 、 合子 幼 胚 期 的 植
株
。 结 果表明 照射合子 幼胚期 对 当代 , 结 实率的影响较 小 , 叶下一 代 么
出苗率的影响较 大 , 代 的 出苗率可 作 为选择照射合子 幼 胚期适 宜剂量 的主 要 指
标 。 慢照针 当代是辐射损 伤 的主要世代 , 代 的损伤 己很轻 , 是 突 变显 现 的 第 个
世代 。 文 中讨论 了照射植株的世代划分 问题
。
关键词 小 麦 枯 国慢照射 生物学效应
前 一生一口
丫 射线慢照射植物的 当代生物学效应研究 , 国外已有许多报道 。 我国建造 圃
、
温室
等慢照射设施较晚
,
目前 关于 丫射线慢照射诱变研究的报道还较少 。 在小 麦 「 ,
等 〔‘ 」研究了慢照射硬粒小麦和面包小麦的剂量率效应 。 渡边好郎等 〔“ 」研究了慢照射升通小
麦
, 对减数分裂期染色体
’
畸变的影响
。 作者 曾研究了慢照射不同播种期小麦杭株的生物学效
应 〔“ 〕。 在照射不同生有期方而 , 等 ‘ 和徐戮益等 〔“ 」先后研究了 丫 射线急性照射 不
「巾仁了丁期小麦的 卜物学效应
。
但是 , 这些研究侧讯于 照射 当代的效 应 , 对照月
·
后
’
厂一代 、勺 仁
物效应研究较少
。
木文是钻圃慢照射小麦不同发育阶段植株诱变效应的生物学效应部分 , 主
要研究慢照射对 下一代出苗和幼苗生
一
长的彩响 , 可 为慢照射不同发有阶段杭株选择适宜剂 鼠
提供依据 , 对争论较大的照射植株划分世代问题也有一 定参考价值
。
材 料 和 方 法
试验在 四川农科院生物技术核技术研究所进行 。 供试小麦况种为 “ 绵阳 ” , 年
月 「播种 。 慢照射为 个处理
、
照射成熟抱子体阶段 小花分化至减数分裂 , 照 射
天 , 剂
一
锹 一 。
、
照射配子休阶段 减数分裂至扬花
, 天 , 一 。
、
照均于合子幼胚期 合子至籽粒发育多半仁 , 天 , 一
,
万 、 照射小花分化
至籽粒多半仁阶段 包括上述 个发育阶段 , 天 , 一
。 以“ “ 射线
此文于 ’ 年 月 日收至
。
核 农 学 报 卷
急性照匀寸和不照射的干种子为对照
。 慢照射幼穗小花分化至籽粒多半仁的
处理 , 种 行在钻圃地 内 , 源距 一 其他处理种在盆中 , 摊盆 株 , 照射时搬入钻 圃 ,
分别放在距源
、 、 、 、 、 弓
、
和 处 , 每一距离 盆 。 钻 圃 晚 上 照 射 选小 时
一次 日 卯 ,
一 白天不照射二
生育期 的划分以 的主茎穗进入相应生育期为指标
。 调查照射起
、
比日期 的 单 株 茎
数
。
成熟取样 , 考查株高
、
结实率和千粒重
。
慢照射成熟抱子体时期处理结束时 , 取植株根
尖用卡诺 氏液固定 , 改 良苯酚品红染色 , 压碎法制片 , 镜检根尖微核 , 计算微核细胞率 。
年秋播时 , 将上述慢照射各处理种子 , 按 代结实率小于
、
一
、 大 于
分别合并 。 以 丫 射线急性照射干种子 和不照射的种子为对照 , 用砂培法进行 幼 苗生
长试验 , 行处理 次重复 , 梅重复种 粒 , 幼苗第 真叶全展时测量苗高 , 统计成苗率 ‘ 另将
慢照射合子幼胚期处理
,
从不同源距收获的种子和急性照射 以 及不照射的种子 , 各取 粒发
芽 , 取根尖按上述方法检查细胞微核
。
结 果
一 慢照射对当代植株生长 的影响
分菜消
一
长与剂最的关系 表 是 慢照射成熟抱子体 时期的单株分维数变化
。 照射 结 束
‘
, 不照射的单株粟数已经减少 , 但在剂从 一 范围
,
一
单株孽数反而随剂量 的 增
加而增加
,
但急性照射干种子的分桑死亡率又 明显高于对照
。 卜受照身」增加分孽数最的现象
,
前人已有报道 〔‘ 」
。
认为是辐射抑制了顶端优势 , 破坏了 内源 激素的平衡 , 促进了分孽滋生 。
表 慢照射对分孽消长的影响
一、
、 一、 处理
漫照射成熟抱子体时期
项 目 比
急性照射千种子 对照
剂 址
。
·
,
剂 见 率
卜
⋯
“ “一 十
’
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代几」
别川
乃
‘几︸八
一单株分集增
、 减 一 肠
一
株高 、 结实率
、
千粒重与照射生育期的关系 慢照射对株高
、 结实率和千粒重都有较
大影响 图 ‘ 株高
、
结实率
、
千粒重与照射剂量呈显著 负相关 , 相关系数绝大多数 达 到
显著水平 。
‘
漫照射成熟抱子体阶段植株 , 株高和结实率 。。分别是 和 ,
千粒重无 。 。 慢照射小花分化至籽粒多半仁阶段植株 歹 , 株高和结实率 。 。都 比 前 者
高
·
,
分别为 和 , 也无千粒重 。 。 慢照射配子体阶 段植株
,
无株高 。 。 ,
结实率和千粒重 。 。分别是 和 慢照射合子幼胚期 皿 对千粒重 仍 有 较 大 影
响
,
千粒爪与剂量间的 负相关也极显著
, 千粒重 。较高 , 为蛇 。 上述结果表 明
, ‘
噪
期 枯圃慢照射小麦不同发育阶段植株的生物学效应
飞
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。。
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么
,
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、
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卜
、
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、
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、日。碧。书三呢姿
剂掀 。 了
图 不同生育期辐照对株高
、 结实率和千粒巫的影响
,
一
照射不同发育阶段植株 , 无论
,
株 苛 。 。
、
结实率 。 。或千粒重 。 。都相差较少 。 在株 高
、
结
实率
、
千粒重中 , 结实率的 。 。最小 , 表明结实对辐射最敏感
, 与以前报道相同 〔“
。
慢照射对植株根尖细胞微核的影响 照射成熟抱子 体阶段植株结束时 , 取被照射植株
根尖检查细胞微核 。 对各照射距离植株根尖细胞微核率进行统计分析 , 测验 表明 , 除源距
, 剂量为 的微核细胞率 显著高于不照射的对照 。 外
,
其他照射 距
离植株根尖的微核细胞率变动在 一
, 与对照无 明显差异 。
二 慢照射对 代出苗和幼苗生长的影响
不同剂量慢照射合子幼胚期植株 不 同剂量慢照射合子幼胚期植株的结果见表
。 ‘ 在
一 剂量范 围
, 代苗高和 , 代剂 量呈极显著负相关
, 用指数方 程 拟 合 ,
。 · 。 。 。 , · 了为苗高
,
一
为剂量 。 但 苗高对照射较不敏感 , 在上述剂量范 围 , 苗
高只能分为有极显著差异的两个等级
。 当慢照射剂量为 时 , 代出苗率只有 ,
而苗高 只 比对照 矮 。
慢照射合子幼胚期植株
,
代幼 苗根尖细胞的微核率变动于 一 之间
, 各 照
射剂量的微核细胞率与对照 均无显著差异 测验 。
代的 出苗率与剂量呈极显著的 负相关 , 用指数方程 拟 合 , 亨一 。 。 。‘ 。
· 为
出苗率 , 为剂量 , 相关系数为一。
。 差异显著性测验 , 个剂员的 升苗率可 分 为 有
极显著差异的 个等级
。 从方程推算出出苗率 。 。为
。 从前述可矢 , 照射合子幼胚期 的
剂量为 时
, 照射 当代的结实率与不照射的对照相同 剂量为 一 时
, 代 的 出
苗率 只有 一 , 但照射 当代的结实率还可达到 一 。 因此 , 根据 代的 出 苗 率确
定慢照射合子幼胚期的适宜剂量更合理 ‘
慢照射不同发育阶段植株 慢照射不同发育阶段植株
, 代平均 出苗率和苗 匆见 表
。 慢照射成熟抱子休阶段
、
配子体阶段 亚
、
合子幼胚阶段
‘
, 代的 出苗
率依发育阶段的先后顺序降低
, 相 互间差异显著 。 但慢照射包括上述各发育阶段的处理 慢
弓 核 农 学 报 卷
表 出苗率
、
苗高与剂量的关系
‘
︸勺几」月‘︹
沙
源 剂皿率 出苗率 肠 及差异显著性 苗高 及差异显著性
肠 肠 肠 呱
了
, 的新复极差检验法 。
, 一
表 不同生育期慢照射对 代出苗和苗高的影响
处 理 剂旦 剂 量 率 平均 出苗率 肠 及差异显著性 呱 平均苗高 。 及差异显著性 肠
。 一
弓乡 肠
一
一
一
一
。
一
一
一
一
,
了
卜
,一‘一了
开
算数平均数
急性照射 。
照射小花分化至籽粒多半仁 , 代平均出苗率又较 苟 , 与慢照射成熟抱子体阶 段 的
接近
‘
慢照射中 , 照射合子幼 胚阶段的 出苗率娘低 幼苗也最矮 。 慢照射成熟抱子体阶段和
配子体阶段 , 平均苗高相同 虽矮于对照 , 但差异不显著 。
期 钻圃慢照射小麦不同发有阶段植株的生物学效应
讨 论
处 里合子 比处理种子的诱 变效果好 , 已为某些研究听证实 〔。
。 但在育种实践 中 , 无论用
化学诱变剂或 丫 射线急性处理合子 , 都存在小麦扬花受精过程持续时间很长 , 而合子期又很短
小时左右 , 因此 , 太量处理合子 比较困难
。
木 试验表明 , 在钻 圃内种植作物
, 于扬花
期慢照射 , 处理合子比较方便 既可 以处理大量材料
’
, 又可根据不同作物合子所 要 求 的 不
同剂量 , 在钻 圃内分带环形种植 ,
’
遨上行合子期照射
。 当然 , 这样处理不仅照射了合子 , 也照
射了部分配子准幼胚 。
’
而前人的研究已证 明 , 处理配子和幼 王的诱变 效 果 也 优于处理干科,
子 〔 」
。
射线急性照 习」
·
干种子 , 一 般对 代的出苗率影响较 小 , 对 苗 高 和 戍 苗 率 影 响 较
大 吕 , 。 〕, 但慢照射合子幼胚则正好相反
。 因此 , 出苗率作为慢照射合子幼 胚期植株适宜剂少改
主要指标似乎更合理 。 慢照射扬花 期前植株的适宜剂量应 以 当代结实率为主要指标 就木试
验而言
, 以出苗率 。 。为适宜剂量指标时 , 慢照射合子幼胚期杭株的适扛剂 址 是 以
结实率 。 。为适城剂量指标时 , 慢照对扬花期 以前植株的适宜剂量大约是 。 前人做过 慢
照射硬粒小麦私普通小麦植株试验 ‘ 」
’
, 但没有研究照射不 同发 育阶段的效应
。 等 利
川 丫 身
‘
线急
’
生照射不同发有阶段的小麦 , 但只研究了照射 当代的效 应 〔弓 」 , 未研究对下 一 代
出苗和幼苗生长的影响 。 照射春小麦不 同发 育阶段配子体的试验结男表明 , 配子体受照射时
期愈晚 , 当代结实率愈高 , 下一代成株率愈低 〔
。
本试验结采与此相似
。
在本 试验 中 , 慢照射后 的 当代植株和下
, 一代幼苗根尖细胞微核率都较低 , 前者微核细胞少
的原因 , 可 能是根系生 长在土壤 咋,
, 土壤起了屏蔽作用 , 减轻了对根系的损伤 , 在
慢照射平原植被长达 年的研究中
,
也观察到了类似的现象 〔‘ “
。 慢照射后下一 代 幼苗根尖
微核少的原 因 , 可能是停照后 , 在继续发育的过程中损伤细胞得到修复
。 剂量率是否也影响
微核的数量 据李淑娴的研究 , 在相同剂量
一
下 , 剂量率低 , 微核细胞也少 〔“
。 钻 圃慢照射
的剂量率比急性照射的低
。 一
但汤泽生等在钻 圃照射大麦植株的研究 表明
, 在照射量率低至衍
日 付 , 被照射植株 当代减数分裂期的染色体畸变率仍可达 〔‘ 〕。
慢照射植株 , 对 照 射配子体时期 以前的植株的世代划 分 , 意见 比较一致 , 但对照射配子
体时期及其 以后阶段植株的世代划分争论 比较大
。 一般认为 , 照射合子幼胚与照射干种子在
世 代划 分上应相 司
。
但从本试验结果看 , 照射合子幼胚和照射成熟种子灼形态学和细胞学效
应差异很大
。 ‘
漫照射剂晕虽小
, 但对 当代种子发育和下一代的出苗率影响很夕、 , 而对下一代
的苗高损伤和细胞损伤 根尖细胞微核 很轻 急性照射干种子则相反 , 被照射种子的 出苗
率受影响小 , 苗高和幼苗细胞受损伤严 重 。 造成差异的主要原 因 , 可能是 慢照射 过程中和停
止照射后 , 辐射损伤得到很大程度的修复
。
慢性照射时 , 低照射弧度 一 ’的恢复现 象 已 有 报
道 〔 ’“ ’。 本试验遗传效应的研究结果还表明 , 照射合子幼胚的下 一 代 有 突 变 体 显
现 , 而照射干种子 时 , 代一般没有突变体显现
。 因此 , 我们认为将慢照射植株 当代 包括
照射配子体时期和合子幼胚期 视为 代 , 把下一代视为 代是否更妥 当 , 提 出来 商榷 ,
本项研究系农业部 “ 七五 ” 重点项 目
。 本所陈名芳提供钻圃剂显 , 李 品芳帮助照射干种子 , 一并致谢
滩 扭 污 时 杨 介 ‘
‘一 一
占认 口
一
参 考 文 献
〔 〕 ,
, , 感 一
〔 〕渡边好郎等 万 夕 一线照射当代 片 夕 口 么 书 成熟分裂 。 育种学杂志 , 犯 , 一
。
〕陈佑良等 射线慢照射不同生育进程普通小麦的生物学效应 。 核农学通报 , , 一
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〔 〕 , ,
, , , 上 , 一 ,
一
〔 〕徐登益等 小麦不同生育期辐射敏感性的形态学和细胞学分析 。 原子能农业应用 , , 一
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〔 〕周址祯等 在处理春麦合子上化学诱变的效果 。 遗传学报 , , 伍 一粗
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〔 〕杜若甫 作物辐射遗传与育种 。 科学出版社 一 。
〕毛炎麟 核伎术与植物品种改良。 农学中同位素示踪技术 , 王福钧主编 , 农业出版社 , 一
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〔 〕缪炳良等 评度小麦苗期辐射敏感性的指标 。 江苏农业学报 , , 了 一
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〔一。〕 , 亡 叮 一
, 二 , 一 。
〔 门 李淑娴 蚕豆根尖细胞不同剂量率的微核效应研究
。 遗传学报
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〔 〕汤泽生等 钻圃辐射对大麦影响的研究 。 核农学通报 , 一
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〔够〕许耀奎等 作物诱变育种
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“ ” 才‘
男
‘
花 ‘ 。
·
弓募
、
。 ‘ 。 。 , 。 ” 夕 , 。 ‘ 爪夕
月 , 夕 一
一
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