全 文 ：６０Ｃｏγ射线对红花生长及生理状况的影响
牛世杰，闫文蓉，王霞，李先恩
（中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所，北京 １００１９３）
［摘要］ 目的：为红花及其他药用植物的辐射诱变提供技术参考和理论基础。方法：应用６０Ｃｏγ分别对新红四号和云红
三号种子进行照射，并通过对种子萌发率、出苗率、成苗率和幼苗的高度、根长、鲜重、根系活力以及过氧化氢酶（ＣＡＴ）、过氧化
物酶（ＰＯＤ）、超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性进行研究。结果与结论：明确了红花种子辐射的半致死剂量为３００Ｇｙ左右，了解
了６０Ｃｏγ射线对红花生长及生理状况的影响。
［关键词］ 红花；辐射；萌发；生长；生理状况
［收稿日期］ ２００９０４０２
［基金项目］ 国家科技基础条件平台项目（２００５ＤＫＡ２１０００）
［通信作者］ 李先恩，Ｔｅｌ：（０１０）６２８１００１９，Ｅｍａｉｌ：ｘｉａｎｅｎｌｉ＠ｓｏ
ｈｕｃｏｍ
植物辐射敏感性是辐射诱变及育种工作的重要
问题，不同的植物种类及状态对辐射的敏感性不同。
辐射效应的研究在农作物中研究较多，但在药用植
物中的研究尚不多见。红花 ＣａｒｔｈａｍｕｓｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓＬ
是菊科一至二年生草本植物，不仅是重要的药用植
物，而且是一种极具开发潜力的油料作物［１２］。了解
红花辐射后的生物学效应、探明红花有效的辐射诱
变剂量对提高诱变效率有重要意义。本实验探讨
了６０Ｃｏγ射线辐射红花种子对幼苗生长及生理的影
响，为红花及其他药用植物的辐射诱变育种提供技
术参考。
１ 材料
供试红花品种为新红四号、云红三号，由中国医
学科学院药用植物研究所新疆分所提供，经李先恩
研究员鉴定均为红花Ｃｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓ的种子，品种分别
为新红四号和云红三号。种子千粒重分别为
３８５８，３５８７ｇ。
２ 方法
２１ 种子萌发试验 将红花种子，放在铺有湿滤纸
的培养皿中，于２５℃培养箱内进行培养，以胚芽达
种子长度一半时为发芽，分别于２４，４８，７２ｈ统计发
芽情况。每个重复５０粒种子，３次重复。
２２ 幼苗早期生长效应观察 将１５０粒种子播于
穴盘，置于温室内。播后７ｄ始有出苗，以后每天固
定时间观察记录种子出苗、成苗及其生长情况。每
５ｄ测量１次株高（以基部至生长点为植株高度，每
处理随机量取２０株）。当早期幼苗基本生长稳定
时，统计幼苗的存活率。
２３ 辐射半致死剂量的确定 在北京大学钴源室
对２个红花品种的干种子进行６０Ｃｏγ辐射处理，剂
量为０，１００，２００，３００，４００，５００Ｇｙ，剂量率为９４８７
Ｇｙ·ｍｉｎ－１，每个剂量分别３８５８，３５８７ｇ，以未辐射
的种子为对照。根据红花在不同剂量下的成苗率，
拟合直线回归方程 Ｙ＝ａ＋ｂＸ，导出成活率为５０％
（ＬＤ５０）时所对应的辐射剂量，以此确定红花辐照的
最佳剂量范围。
２４ 红花幼苗生理指标的测定 取培养１４ｄ的红
花幼苗进行生理指标的测定。幼苗根系活力的测定
采用ＴＴＣ法［３］，超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）活性的测定
采用氮蓝四唑（ＮＢＴ）法［４］，过氧化物酶（ＰＯＤ）活性
的测定用愈创木酚法［３］，过氧化氢酶（ＣＡＴ）活性的
测定用紫外吸收法［５］。
３ 结果与分析
３１ 辐射对红花种子萌发的影响 辐射处理后部
分种子萌发延缓，萌发２４ｈ时，辐射处理的种子萌
发率低于对照，这种延缓效应随剂量增大而增大。
但到４８ｈ大多数能萌发，对种子的最终发芽率没有
影响。辐射处理种子的发芽率和对照间未见有相关
的显著效应。低剂量甚至有提高萌发率的效应
（表１）。
３２ 辐射对红花幼苗生长的影响 子叶期幼苗的
生长对辐射很敏感，剂量大小明显影响生长速率。
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表１ 辐射对红花种子萌发率的影响 ％
处理剂量
／Ｇｙ
云红三号 新红四号
２４ｈ ４８ｈ ７２ｈ ２４ｈ ４８ｈ ７２ｈ
０ ２５３ ８２７ ９０６ ６４０ １００ １００
１００ ３３３ ８２７ ９６０ ５９０ ９９３ ９９３
２００ ２０２ ７８６ ９３３ ５９３ ９７３ ９７３
３００ １９３ ８２７ ８９３ ５４０ ９４０ ９４０
４００ １８０ ８１３ ９０７ ５３３ ９６０ ９６０
５００ １３３ ８２０ ９１３ ４６０ ９４０ ９４０
从子叶展开就有剂量效应，至５ｄ，３００Ｇｙ以上剂量明
显抑制幼苗的生长，而低剂量（１００Ｇｙ）对幼苗生长影
响不明显。２０ｄ是个关键时间点，从这开始，Ｃｋ和
１００Ｇｙ生长迅速，２００，３００Ｇｙ生长缓慢，４００，５００Ｇｙ
则由于幼苗开始陆续萎鄢死亡而苗高反而降低。在
各个时间点不同辐射剂量间的苗高差异都极显著
（Ｐ＜００１）。２个供试品种剂量趋势基本一致（图１）。
Ａ云红三号；Ｂ新红四号。
图１ 不同辐射剂量对红花幼苗苗高的影响
３３ 辐射对田间出苗率、成苗率的影响 经过６０Ｃｏ
γ辐射处理后，红花的出苗和成苗均受到了抑制，但
出苗率受影响并不明显，而到了真叶期，由于受辐射
的影响，红花幼苗大量萎鄢、黄化，导致大批死亡。
且成苗率随剂量的增大显著降低（Ｐ＜００１）。新红
四号耐辐射性更强（表２）。
３４ 红花种子辐射半致死剂量的确定 幼苗成苗
率随剂量增大而迅速下降，二者相关程度极高。云
表２ 辐射对红花出苗率和成苗率的影响 ％
处理剂量
／Ｇｙ
云红三号 新红四号
出苗率 成苗率 出苗率 成苗率
０ ８７３ ８６７ ９４０ ９２０
１００ ８６７ ６８０ ９００ ７４０
２００ ８４７ ５３３ ８８０ ５６７
３００ ８２７ ３４０ ８６０ ４０７
４００ ７８７ １８７ ８４７ ２２０
５００ ７１３ ３３ ８２７ ４６
红三号 Ｙ＝８８７－０１４２８Ｘ，Ｒ２＝０９９６２，半致死
剂量 ２７１０Ｇｙ，新红四号为 Ｙ＝９３５５－０１３５８Ｘ，
Ｒ２＝０９９８９，半致死剂量 ３２０７Ｇｙ。
３５ 辐射对红花根系活力的影响 辐射对红花种
子根系活力的影响极其显著，随着剂量的增加，红花
的根系活力显著下降（Ｐ＜００１）。２００Ｇｙ以上剂量
下降较为明显，１００Ｇｙ较对照下降并不明显，云红
三号１００Ｇｙ的根系活力甚至较对照要高，但整体趋
势与新红四号一致（图２）。
图２ 不同辐射剂量对红花种子根系活力的影响
３６ 辐射与幼苗生长的关系 幼苗的高度、鲜重、
侧根数、根长及根系活力等生长指标表现出明显的
辐射效应，并于后期幼苗的死亡有显著关系。几个
生长指标与死亡率间呈高度的负相关，且在１％的
水平上显著，可见辐射致死效应很早就会在幼苗生
长上表现出来（表３）。
表３ 辐射致死效应与幼苗生长的相关性
品种 根长 侧根数 根系活力 鲜重
苗高
５ｄ １０ｄ １５ｄ ２０ｄ ２５ｄ
Ｐ
云红三号 －０９３１８ －０９８６０ －０９３２９ －０９５５８ －０９２０４ －０９５７８ －０９４７５ －０９５０９ －０９６２９ ＜００１
新红四号 －０９６３３ －０９８７８ －０９７４１ －０９４５９ －０９２９０ －０９２０４ －０９６０５ －０９６７３ －０９７４２ ＜００１
３７ 辐射对 ＳＯＤ，ＰＯＤ，ＣＡＴ酶活性的影响 在
１００，２００，３００，４００，５００Ｇｙ５个剂量下，云红三号和
新红四号幼苗的ＳＯＤ，ＰＯＤ，ＣＡＴ酶活性均先升高后
降低，不同剂量之间的酶活性值均达到了极显著差
异（Ｐ＜００１），且都在２００Ｇｙ的辐射剂量下酶活性
达到了最大值，随后酶活性下降，到５００Ｇｙ时二者
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都达到了最小值。新红四号下降的幅度较大而云红
三号下降缓慢，并且新红四号酶活性明显高于云红
三号，但受辐射影响趋势二者一致（图３）。
图３ 不同辐射剂量对红花种子萌发中ＳＯＤ，ＰＯＤ，ＣＡＴ
酶活性的影响
４ 讨论
辐育种首先要确定适宜的辐射剂量才可以获得
有效的诱变。在一定范围内增加剂量可以提高突变
率和突变谱。但过高的剂量处理会导致存活率下降
和不良突变形状增多；由于 Ｍ１代的损伤指标（苗
高、存活率等）与突变率之间有一定的关系，并于辐
射敏感性相对应，故常作为确定适宜诱变剂量的参
数［６］。
红花种子受辐射后，种子生活力减弱，延缓种子
的萌发，根长、侧根数均受到了抑制，但对萌发率并
不产生很大影响，因此萌发率不宜作为辐射敏感性
的指标。苗高和根系生长广泛用于植物对辐射敏感
程度的度量，在红花上也很好的反映了处理剂量的
效应。这个效应指标表现早、稳定早、品种间差异明
显。３００Ｇｙ是损伤严重的剂量，也是一个关键的剂
量，这个剂量不仅接近于半致死剂量，而且也是出现
３片子叶最多的剂量，这一点从鲜重上也能得到反
映。鲜重或干重是植株生长和生理状况的综合反
映，是非常可靠的敏感性测定指标。存活率是一个
直接的指标，但待存活稳定时间较长，Ｇａｕｌ很早就
做过有关分析［７］。提出用苗高来预测后期的存活
率。本实验结果分析表明，苗高、根长、根系活力、侧
根数、鲜重和存活率之间呈高度的正相关。完全可
以用作损伤效应的早期指标。Ｉｎｏｕｅ提出用半致矮
剂量（ＨＤ５０）作为致死剂量的反映
［８］。如果培养条
件良好，能使苗生长充分，因此这一指标是可行的。
ＰＯＤ，ＳＯＤ，ＣＡＴ是３个重要的保护酶，能对细
胞造成的伤害作出灵敏的响应，同时消除自由基产
生的伤害而起修复作用。在红花上 ＳＯＤ，ＣＡＴ，ＰＯＤ
活性变化趋势基本一致，反映了在剂量升高到一定
程度后不为辐射所诱导提高反而下降，修复功能丧
失，有害物质积累增多。随处理剂量而变化的酶活
性与诱变效应间有何联系未见有报道，有关工作仍
然值得深入探讨。综合这几个指标可看出，云红三
号的辐射敏感性大于新红四号，与形态指标的结论
一致。
不同种类作物的辐射敏感性不同、不同品种间
也有差异，如小麦各品种间敏感性就不一样［９］。伊
虎英在谷子上也注意到品种的抗旱性与辐射的敏感
性呈负相关［１０］。本实验表明，２个供试红花品种的
辐射敏感性也表现出了差异，从发芽率、出苗率、成
苗率及酶活性等指标上均反映出新红四号耐辐射性
强于云红三号，新红四号是生长于新疆的品种，抗旱
性较强。
［参考文献］
［１］ 王兆木世界红花种质资源评价与利用［Ｍ］北京：中国科
学技术出版社，１９９３：１
［２］ 廖飞雄，潘瑞炽６０Ｃｏγ辐射对菜心种子萌发和幼苗生长的
效应［Ｊ］核农学报，２００１，１５（１）：６
［３］ 李合生植物生理生化实验原理与技术［Ｍ］北京：高等教
育出版社，２０００：１６４
［４］ 张治安，张美善，蔚荣海植物生理学实验指导［Ｍ］北京：
中国农业科学技术出版社，２００４：１３６
［５］ 王学奎植物生理生化实验原理和技术［Ｍ］北京：高等教
育出版社，２００５：１６７
［６］ 顾光炜，董家伦农业应用核技术［Ｍ］北京：原子能出版
社，１９９２：１６１
［７］ ＧａｕｌＨＰｒｅｓｅｎｔａｓｐｅｃｔｏｆｉｎｄｕｃｅｄｍｕｔａｔｉｏｎｉｎｐｌａｎｔｂｒｅｅｄｉｎｇ
［Ｊ］．Ｅｕｐｈｙｎｃａ，１９５８（７）：２７５
［８］ ＩｎｏｕｅＭＶａｒｉｅｔａｌｄｉｆｅｒｅｎｃｅｉｎｔｈｅｒｅｐａｉｒｏｆｇａｍｍａｒａｄｉａｔｉｏｎｉｎ
ｄｕｃｅｄｌｅｓｔｏｎｓｉｎｂａｒｌｅｙ［Ｊ］ＥｎｖｉｒｏｎＥｘｐｔＢｏｔ，１９８０，２０：１６１
［９］ 汪文彬，伊虎英，鱼红斌，等对黄河中下游５４７个小麦品种
辐射敏感性的初步探讨［Ｊ］原子能农业应用，１９８０（１）：３７
［１０］ 伊虎英，鱼红斌，马建中谷子辐射敏感性和抗旱性关系的
探讨［Ｊ］核农学通报，１９９５（１）：７５
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（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｄｉｃｉｎａｌＰｌａｎｔＣｕｌｔｕｒｅ，ＰｅｋｉｎｇＵｎｉｏｎＭｅｄｉｃａｌＣｏｌｅｇｅ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＭｅｄｉｃａｌＳｃｉｅｎｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９３，Ｃｈｉｎａ）
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ｎａｌｐｌａｎｔｓ．Ｍｅｔｈｏｄ：ＳｅｅｄｓｏｆＣａｒｔｈａｍｕｓｔｉｎｃｔｏｒｉｕｓｗｅｒｅｉｒａｄｉａｔｅｄｗｉｔｈ６０Ｃｏγｒａｙ，ａｎｄｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｓｅｅｄｓ，ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，ｓｅｅｄ
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１ 国外数据库收录
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２ 国内数据库收录
“中国科学引文数据库”来源期刊；“中国学术期刊综合评价数据库”来源期刊；中国自然科学核心期刊；
中国中文核心期刊；中国科技核心期刊；《中国学术期刊文摘》中、英文版。
３ 主要引证数据或数据库统计结果
《中国中药杂志》在中国知网（ＣＮＫＩ）的２００８年下载量为３１万，国内外用户达到２０００余家。
据中国科学技术信息研究所分析研究中心发布的中国科技期刊核心版引证报告（２００７）：影响因子为
０．６９３，总被引频次３９３７，基金论文比０．５３，被引半衰期５．６８；扩展版：影响因子１．０５２；引文频次６８５３。
据中国学术期刊综合引证报告（２００８版）：影响因子为１．０５６，总被引频次６８２８，５年影响因子１．３０４。
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