全 文 ：植　　　物　　　研　　　究
BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH
第 19 卷　第 1 期 1999 年　1 月
Vol.19　No.1 Jan., 　1999
EMS 和60Co 对海甘蓝种子萌发及其M 1 代农艺性状的影响
王幼平　徐晓霞　高宏波　蓝乐夫
(四川联合大学生物系 , 成都　610064)
摘　要　用 EMS及60Co 处理海甘蓝种子 ,对其萌发种子细胞内呼吸代谢有明显的
影响 。低浓度的 EMS 或低剂量的60Co 刺激呼吸 ,可提高抗坏血酸氧化酶和过氧化
物酶的活性 ,促进种子的萌发和幼苗的生长 。较高剂量的 EMS 和60Co 抑制呼吸 ,与
之有关的抗坏血酸氧化酶和过氧化物酶的活性 、种子发芽势和发芽率 、幼苗生长高
度和根系活力等随之下降 。用不同剂量的 EMS 和60Co 处理海甘蓝种子 ,对 M 1 代
的产量和抗病性等有一定的影响。
关键词　甲基磺酸乙酯(EMS);60Co;海甘蓝;种子萌发;农艺性状
EFFECTS OF EMS &60　Co ON SEED GERMINATION
OF CRAMBE ABYSSINICA AND ITS AGRONOMIC
CHARACTEROF M1 GENERATION
Wang You-ping 　Xu Xiao-xia　Gao Hong-bo　Lan Le-fu
(Depar tment of Biology , Sichuan Union University , Chengdu 610064)
Abstract　Physiological process of germinating Crambe seeds was significant ly influ-
enced by the treatment of dif ferent concentration and dose of EMS & 60　Co.Low -
level of them could stimulate the respiration and raise the activities of ascorbic acid oxi-
dase and peroxidase w hich associated w ith higher rate of seed germination and grow th
of seedling.High-level had inhibi ting effects on respi ration and the activities of relat-
ed enzymes , the germinating potential of seed and the rate of germination and the vigo r
of root system decreased.The yield per plant and the resistance to disease of M 1 gener-
ation of Crmbe abyssinica were also inf luenced by the treatment of dif ferent concentra-
tion and dose of EMS &60　Co.
国家自然科学基金资助项目(No.39770086)。
　收稿日期:1997-3-10
Key words　MES;60　Co;Crambe abyssinica;Seed germination;Agronomic charac-
ter
甲基碘酸乙酯(ethyl methane sulphonate , 简称 EMS)是一种有效的化学诱变剂 , 60Co 是
一种有效的物理诱变剂 , 两者在诱变育种中应用较为广泛。海甘蓝(Crambe abyssinica
Hochst.ex R.E.Fries)是从上千种野生植物中筛选出来的高芥酸工业油料植物 ,目前在我
国已引种成功 ,其种子芥酸含量高达 62.5%〔1〕 。本文用不同浓度的 EMS 或不同剂量的60
Co 处理海甘蓝种子 ,对其萌发种子呼吸代谢中有关的酶活性进行测定 ,分析萌发种子细胞
内呼吸代谢中的酶活性与种子发芽率 、幼苗高度和根系活力之间的关系 ,从而为衡量 EMS
及60Co对 M 1代的效应 ,培育出高产 、抗病的海甘蓝新材料而确定合适的诱变剂量提供一些
生理学和生物化学上的依据;同时对辐射一代(M 1)进行了田间观察。
1.材料和方法
1.1　实验材料　供试材料海甘蓝(C.abyssinica)种子由美国农业部提供 ,在成都引种 3年
后选育出的新品系。
1.2　实验方法　选取饱满的海甘蓝种子 ,一部分种子用不同剂量(60KR , 120KR , 140KR)
的60 Co 进行照射处理;另一部分种子用不同浓度(0 ,0.1%,0.3%,0.5%,0.7%)的 EMS 浸
泡 24小时 ,种子处理完毕后 ,用自来水冲洗数小时 。取上述处理后的种子各 100粒 ,置于培
养皿中的纱布上 ,待种子萌发 2周后 ,进行生理测试。
种子发芽率和发芽势按常规方法测定。幼苗生长 2 周后 ,测算平均株高 。用 a—萘胺
氧化法测定其幼苗的根系活力 。萌发种子的抗坏血酸氧化酶活性用碘液滴定法测定 ,过氧
化物酶活性用愈创木酚法测定〔2〕 。
用上述剂量处理的海甘蓝种子分别播种子试验田中 ,播后观察其生育期 ,成熟时调查
20株的株高 、单株产量和发病率 ,取其平均数 ,方法见文献〔3〕 。
2.结果和分析
2.1　EMS及60 Co 对海甘蓝种子发芽势 、发芽率和幼苗生长高度的影响
试验表明 , EMS及60 Co 对海甘蓝种子发芽势 、发芽率和幼苗生长高度的影响随处理浓
度和剂量的高低而异 。低浓度的 EMS(0.1%)或低剂量的60 Co(60KR)处理海甘蓝种子 ,其
种子的发芽势和发芽率均较对照有所增加;用高浓度的 EMS(>0.1%),或高剂量的60 Co
(>60KR)处理海甘蓝种子 ,其种子的发芽势和发芽率均比对照有所下降 。不同剂量的60 Co
对幼苗高度的影响差异不明显 ,但不同浓度的 EMS则对海甘蓝平均株高有明显的影响(表
1),低浓度的 EMS(0.1%)对幼苗的生长有促进作用 ,高浓度的 EMS(>0.1%)对幼苗的生
长有明显的抑制作用 。
2.2　EMS及60 Co 对海甘蓝幼苗根系活力的影响
海甘蓝种子经 EMS 或60Co处理后 ,培养 2 周后取其幼苗的根系 ,定量测定根系活力。
结果表明 ,低浓度的 EMS(0.1%)以及低剂量的60Co(60KR)提高了幼苗根系活力 ,根系氧化
a—萘胺的量高于对照组 ,说明根系细胞呼吸活力加强 。当 EMS浓度或60Co强度增加时 ,根
系活力明显下降 ,转变为抑制作用(表 1)。
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表 1　　EMS及60Co对海甘蓝种子发芽势 、发芽率 、幼苗高度和根系活力的影响
Table 1 　Effects of EMS & 60　Co on the germinating potential , germinating rate ,
seedling height of Crambe seed and the vigor of its root system
处　　理
T reatment
60　Co
60KR 120K R 140KR
EMS
0 0.1% 0.3% 0.5% 0.7%
发芽势(%)
Germinat ing poten tial
73 50 34 61 67 40 26 11
发芽率(%)
germinating rate
84 70 54 71 78 56 50 31
幼苗平均高度(cm)
Averge hight of seedlings
2.421
±0.752
2.472
±0.793
2.238
±1.012
2.445
±0.770
2.876
±0.804
2.343
±1.024
2.150
±1.371
1.042
±0.921
根系活力(mg/ g.h)
Vigor of its root system
1.549 1.448 1.370 1.477 1.605 1.417 1.398 0.754
2.3　EMS及60Co 对萌发种子的过氧化物酶及抗坏血酸氧化酶活性的影响
过氧化物酶是呼吸链末端氧化酶 。抗坏血酸氧化酶也是一种末端氧化酶 , 即通过
NADH的氧化 ,经电子传递系统 ,最后由抗坏血酸氧化酶作用生成水 ,对植物的呼吸代谢和
生长发育有一定的影响〔6〕 。EMS对抗坏血酸氧化酶和过氧化物酶活性的影响随诱变剂剂
量的大小而不同 。EMS 为 0.1%或60Co 为 60KR时 ,抗坏血酸氧化酶的活性加强 , EMS 大
于 0.1%或60Co 大于 60KR时 ,抗坏血酸氧化酶的活性降低 。当 EMS小于 0.3%或60Co 照
射剂量低于 120KR时 ,过氧化物酶活性较对照分别有所提高 ,但高浓度的 EMS(>0.3%)
或高剂量的60Co(>120KR)处理种子 ,上述两种酶的活性呈下降趋势(表 2)。
表 2　　60　Co和 EMS对海甘蓝萌发种子过氧化物酶和抗坏血酸氧化酶活性的影响
Table 2　Effects of 60　Co and EMS on the activities of peroxidase and ascorbic acid oxi-
dase of Crambe germinating seeds
处　　理
T reatment
60　Co
60KR 120K R 140KR
EMS
0 0.1% 0.3% 0.5% 0.7%
抗氧化物酶活性
Act ivi ties of peroxidase
(OD470/mg FW.min)
5.576 6.052 4.568 5.368 5.776 6.132 4.216 3.844
抗坏血酸氧化酶活性
Act ivit ies of
ascorbic acid oxidase
(mg/ g.min)
0.0913 0.0513 0.0476 0.0725 0.0874 0.0703 0.0611 0.0437
2.4　M1 代农艺性状的变异
用不同剂量的60Co 和 EMS 处理海甘蓝种子 ,对其辐射一代进行了生育期和农学性状
的观察(表 3)。结果发现:用60Co 处理会不同程度地影响生育期 、单株产量和抗病性 ,表现
在低剂量的60Co(60KR—120K R)处理 ,其后代的单株产量有所提高 ,抗病性增强 ,生育期延
长;但高剂量的60Co(180KR)处理后不仅会导致盛花期和成熟期推后 ,而且单株产量会下
降 ,植物的抗病性减弱。用不同浓度的 EMS处理 ,发现对 M1 的生育期影响较小 ,但低浓度
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的 EMS(0.1%～ 0.3%)会提高海甘蓝单株的产量和抗病性 ,高浓度 EMS(>0.5%)会降低
海甘蓝的单株产量 ,抗病性也减弱 。
表 3 60　Co和 EMS对海甘蓝M1 代生育期和农学性状的影响
Table 3　Effects of 60　Co and EMS on phenophage and agronomic character of M1 gener-
ation of C.abyssinica
处　　理
T reatment
生育期(月/日)Life cycle 农学性状 agronomic charater
播种期
Sowing date
初花期
Initial
f low ering date
盛花期
Full
f low ering date
成熟期
Maturat ion
date
株高(cm)
Plant
hight
单株产量(g)
Plant
f ield
发病率(%)
rate of
disease
60　Co
60KR 10/ 11 3/ 10 3/ 20 5/ 10 103 18.3 15
120KR 10/ 11 3/ 17 3/ 30 5/ 15 96 16.6 23
180KR 10/ 11 3/ 17 4/ 3 5/ 18 80 11.4 31
EMS
0 10/ 11 3/ 7 3/ 18 5/ 10 100 15.6 20
0.1% 10/ 11 3/ 8 3/ 19 5/ 10 103 17.5 17
0.3% 10/ 11 3/ 8 3/ 19 5/ 10 110 18.0 18
0.5% 10/ 11 3/ 6 3/ 17 5/ 10 96 13.4 27
0.7% 10/ 11 3/ 6 3/ 18 5/ 10 90 12.3 35
3.讨　　论
上述实验结果表明 ,用低剂量的物理和化学诱变因素处理海甘蓝种子 ,不仅可以促进其
萌发种子与呼吸有关的抗坏血酸氧化酶和过氧化物酶的活性 ,使细胞呼吸代谢加强 ,而且使
种子的发芽势和发芽率 、幼苗的生长以及根系活力均有所提高。这可能是因为低剂量辐射
或化学诱变剂可引起植物体内修复机制的过分活跃 ,从而导致植物的生长受到促进〔5〕 。高
剂量诱变因素对种子的萌发和生长有明显的抑制作用 ,可能的原因是高浓度的 EMS 或高
剂量的60Co使细胞受到较严重的生理损伤 ,这种损伤在短期内尚不能完全修复 ,因此种子
萌发过程中的幼苗生长和呼吸谢降低 ,植株生长受抑制 ,从而导致发芽率 、发芽势和平均株
高下降。
经理化诱变的后代 ,从形态和生理上会出现一些异常情况 ,如生长不育 ,发育迟缓 ,育性
不正常等。研究发现这种类型的变异往往是不遗传的 ,但形态和生理上的变化对 M2 代出
现的变异有某种指示作用〔4〕 。因此 ,上述工作将对我们进行 M 2代的选选择提供不同类型
的材料。
参　　考　　文　　献
1.王幼平 ,罗鹏 ,李旭峰.海甘蓝的初步研究.云南植物研究 , 1995 , 17(2):169～ 174
2.华东师范大学生物系植物生理教研组主编.植物生理学实验指导.北京:人民教育出版社 , 1980
3.刘后利.油菜的遗传和育种.上海:上海科学技术出版社 , 1985
4.潘瑞炽 ,董愚得.植物生理学.北京:人民教育出版社 , 1985
5.顾瑞琦.辐射对植物细胞的伤害及其修复.植物生理学通讯 , 1981 ,(5);1～ 4
6.罗鹏 ,王幼平 ,汤泽生等编.遗传学应用.北京:高等教育出版社 , 1996
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