全 文 ：太空搭载决明属牧草种子的生物学效应研究
徐国忠1, 2 , 郑向丽1, 2 , 应朝阳1, 2 , 黄毅斌1, 2 , 翁伯琦1, 2
( 1. 福建省农业科学院农业生态研究所 , 福建　福州　 350013;
2. 福建省山地草业工程技术研究中心 , 福建　福州　 350013)
收稿日期: 2006- 07- 13初稿 ; 2006- 08- 20修改稿
作者简介: 徐国忠 ( 1965- ) , 男 , 副研究员 , 主要从事牧草育种研究工作。
通讯作者: 翁伯琦 ( 1957- ) , 男 , 研究员 ( E-mai l: boqiw eng@ yahoo. com)。
基金项目: 福建省科技厅重点项目 ( 2005N029) ; 国家科技基础条件平台重点项目 ( 2005DKA21005)
摘　要: 利用太空搭载的决明属牧草 6个品种的种子 ,通过盆栽试验观测其搭载效应 ,试验结果表明 ,搭载后 2204、
2217的出苗率极显著提高 , 34721、 92985的出苗率显著提高 ; 86134植株冠高有显著减少、分枝数有显著增加 , 2204
叶长有显著减少 , 2217叶宽有显著减少 ; 34721生物量有显著减少、 86134有极显著减少 ; 6个品种生殖生长期都
有不同程度的差异 ; 86134的 P和 K含量有极显著提高。
关键词: 太空搭载 ; 决明属 ; 牧草
中图分类号: S 543 文献标识码: A
Study on biological eff ects of Chamaecrista spp. after seeds spaceship-carried induction
XU Guo-zhong1, 2 , ZHENG Xiang-li1, 2 , Y IN G Zhao-yang1, 2 , HU ANG Yi-bin1, 2 , WENG Bo-qi1, 2
( 1. Institute of A gricultural Ecology , Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou , Fujian , 350013, China;
2. Fujian Engineering and Technology Research Center for Hilly Prataculture , Fuz hou , Fujian　 350013, China )
Abstract: The seeds o f six Chamaecrista spp. car ried by spaceship and the effects on SP1 gene ration were st udied.
The r esults sh ow ed tha t the germina tion r ates o f 2204, 2217, 34721 and 92985 w ere incr eased; the plant height of
86134 was dec reased and its branch numbe r was increased, the leaf leng th o f 2204 was dec reased, th e leaf w idth of
2217 was decreased; the biomasses o f 34721 and 86134 were decrea sed; the dura tions of r epr oduc tiv e g row th o f six
Chamaecrist varieties wer e changed significantly; and the contents o f pho spho rus and po tassium of the cultiv ar of
86134 w ere inc reased.
Key words: spaceship-ca rried; Chammaecrista; fo rag e
　　自 1987年以来 ,福建省农科院农业生态研究所
先后从澳大利亚国际农业研究中心 ( ACIAR) 与澳
大利亚热带牧草种质资源中心 ( AT FGRC) 引进源
自世界各地的豆科决明属 (Chamaecrista)牧草 , 并
在福建的闽北、 闽南、 闽西等地方进行红壤山地示
范种植。多年试验研究表明 ,这些品种抗旱性强 ,具
有耐酸、耐瘠、抗铝毒、固氮活性高、无病虫害、适
口性尚可等优良特点 , 是很适宜热带、 亚热带红壤
丘陵区种植的优良多年生豆科牧草品种 , 可用于荒
山荒坡改造、 生态果园套种、 水土保持利用及观光
农业园的四季绿化 [1- 3 ] , 但其品质和再生能力等有
待提高。
太空环境条件特殊 ,可以使植物细胞发生突变 ,
从而产生新物种 , 与常规育种方法相比较 , 此育种
方法具有变异幅度大、稳定快、周期短等优点 [4 ]。本
试验通过对航天搭载决明属牧草种子的生物学效应
研究 ,掌握其变异规律 ,以期为筛选出品质优良、适
口性好、 再生能力强的决明属牧草新品种提供理论
参考。
1　材料与方法
1. 1　供试品种
ATF2204 ( Chamaecrasta spp. )、 A TF2217
(Chamaecrasta nictitans) , CPI34721 (Chamaecrista
rotundi folia cv . Wynn ) , CPI86134、 CPI92985
( Chamaecrista rotundi fol ia ) , CPI3248
(Chamaecrista spp. ) , 它们均引自 ATFGRC。
1. 2　搭载处理
本次试验搭载我国第十八颗返回式科学技术与
实验卫星 ,它是我国第四代返回式卫星 ,卫星于 2003
福建农业学报 21( 3): 253～ 256, 2006
Fujian Journal of A gricultural Sciences
文章编号: 1008- 0384 ( 2006) 03- 0253- 04
年 11月 03日 15点 20分于酒泉卫星发射中心成功发
射升空 ,卫星在近地点 200 km ,远地点 350 km的轨
道上运行 ,轨道倾角为 63°,轨道周期平均为 90 min。
卫星在空间运行 18 d后 , 于 2003年 11月 21日在四
川省遂宁地区成功回收。
1. 3　栽培试验
试验采用盆栽进行 , 盆钵采用塑料盆钵 , 直径
为 28 cm , 土壤为红壤土。试验设 2个处理 , 搭载处
理 SP1和原种 (即对照 CK) , 各 8个重复 , 播种前施
基肥 , N为 25 kg· hm- 2、 P2O5为 40 kg· hm- 2、 K2O
为 50 kg· hm- 2 , 并接种相应的根瘤菌 , 3 (真 ) 叶
1心期间苗 ,每盆保留 3株健康苗。植株生长过程中
观测其出苗率、 茎长、 冠高、 茎粗、 分枝数、 叶数、
叶长、 叶宽等生长特性 , 记录其现蕾、 初花、 盛花、
初荚、 盛荚、 成熟期 , 并测定植株地上部干重 , 分
析植株 N、 P、 K和粗蛋白含量 , 统计试验数据并分
析其变化规律。
2　结果与分析
2. 1　航天搭载对决明牧草种子出苗率的影响
6个决明牧草品种种子经过航天搭载后 , 4个品
种 ( 2204、 2217、 34721和 92985) 搭载后的出苗率
有显著提高 , 其中搭载后出苗率 2204提高 33. 75个
百分点、 2217提高 17. 37百分点、 34721提高 16. 25
百分点、 92985提高 14. 375百分点 , 经 LSD检验
(最小显著差数法 ) , 差异水平达到显著或极显著水
平 (表 1) ; 其余 2个品种 86134和 3248搭载后虽然
出苗率都有提高 , 但经 L SD检验 , 都未达到显著水
平。
表 1　决明牧草航天搭载各品种的出苗率
Table 1 　 The germination rate of 6 varieties of
Chamaecrista by Spaceship-carried
品 (种 )系 出苗数
(株 )
播种数
(粒 )
出苗率
(% )
2204( CK) 4 80 5. 00
2204( SP1) 62 160 38. 75* *
2217( CK) 22 80 27. 50
2217( SP1) 70 156 44. 87* *
34721( CK) 3 80 3. 75
34721( SP1) 32 160 20. 00*
86134( CK) 1 80 1. 25
86134( SP1) 5 160 3. 13
92985( CK) 5 80 6. 25
92985( SP1) 33 160 20. 63*
3248( CK) 5 80 6. 25
3248( SP1) 18 160 11. 25
　　注: * 为 5%水平显著差异 , * * 为 1%水平极显著差异 ,下同。
2. 2　航天搭载对决明牧草植株生长特性的影响
决明牧草植株生长情况见表 2, 经 LSD检验 , 6
个决明牧草品种经航天搭载后 , 其植株茎长度、 茎
粗度、 叶子数量都无显著变化 ; 其他植株生长特性
表现为 , 86134搭载后植株冠高有显著减少、分枝数
有显著增加 , 2204搭载后叶长有显著减少 , 2217搭
载后叶宽有显著减少。
表 2　决明牧草航天搭载后的农艺性状变异情况
Table 2　 Agronomic character and variation of 6 varieties of Chamaecrista after spaceship-carried induction
品 (种 )系 茎长
( cm)
冠高
( cm )
茎粗
( cm)
分枝数
(枝 )
叶数
(片 )
叶长
( cm )
叶宽
( cm )
2204( CK) 60. 29 57. 79 0. 57 4. 33 63. 58 8. 38 2. 63
2204( SP1) 58. 75 57. 63 0. 53 4. 29 60. 08 　 7. 50* 2. 53
2217( CK) 58. 42 57. 46 0. 55 5. 17 54. 17 7. 82 2. 47
2217( SP1) 63. 25 61. 63 0. 56 4. 17 44. 92 7. 65 　 2. 07*
34721( CK) 69. 92 13. 63 0. 38 11. 33 161. 17 2. 68 1. 88
34721( SP1) 65. 29 14. 50 0. 37 9. 58 148. 38 2. 81 1. 83
86134( CK) 52. 42 34. 83 0. 36 30. 75 126. 08 3. 38 2. 14
86134 ( SP1) 35. 00 　 20. 75* 0. 35 　 41. 75* 121. 75 2. 98 1. 95
92985( CK) 62. 83 37. 75 0. 36 9. 17 115. 00 3. 14 1. 84
92985 ( SP1) 64. 29 42. 42 0. 35 9. 50 98. 00 3. 14 1. 95
3248( CK) 100. 17 95. 50 0. 46 4. 58 65. 53 4. 08 2. 28
3248( SP1) 96. 50 89. 58 0. 38 3. 83 58. 46 4. 03 2. 31
254 福建农业学报 第 21卷
2. 3　航天搭载对植株生物量的影响
航天搭载后各品种植株地上部生物量见图 1,经
LSD检验 , 6个决明牧草品种航天搭载后 , 34721品
种生物量为 14. 8 g·株 - 1 ,比对照 18. 3 g· 株- 1有显
著减少、 86134品种的生物量为 5. 9 g·株 - 1 , 与对
照 16. 6 g·株 - 1相比有极显著减少 ;其余 4个品种无
显著差异。
图 1　决明牧草航天搭载后的生物量
Fig. 1　 Biomass of 6 varieties of Chamaecrista spp. af ter
spaceship-carried induction
2. 4　航天搭载对植株生殖生长期的影响
决明属牧草品种航天搭载后 ,其中 2204始花期
推迟 3 d、成熟期推迟 4 d; 2217始花期提早 2 d、盛
花期提早 8 d、 现荚期提早 3 d、 盛荚期提早 8 d、 但
成熟期却推迟 7 d; 34721现蕾期提早 12 d、 始花期
提早 16 d、盛花期却推迟 34 d、现荚期提早 18 d、盛
荚期推迟 20 d、成熟期推迟 25 d; 86134只有始花期
推迟 3 d; 92985始花期提早 2 d、盛花期却推迟 28 d、
现荚期提早 3 d、 盛荚期推迟早 8 d、 成熟期推迟 19
d; 3248现蕾期推迟 9 d、始花期推迟 2 d、 盛花期推
迟 3 d、 现荚期推迟 2 d、 盛荚期推迟 3 d (表 3)。
表 3　决明品种航天搭载后植株生殖生长期
Table 3　 The reproduction period of Chamaecrista spp. af ter
Spaceship-carried induction (单位: d)
品 (种 )系 现蕾 始花 盛花 现荚 盛荚 成熟
2204( CK) 86 97 105 99 120 138
2204( SP1) 86 100 112 102 120 142
2217( CK) 91 100 126 103 128 138
2217( SP1) 91 98 118 100 120 145
34721( CK) 75 86 103 91 119 138
34721( SP1) 63 70 137 73 139 163
86134( CK) 139 142 153 146 155 188
86134( SP1) 139 145 153 146 155 188
92985( CK) 62 66 91 68 93 119
92985( SP1) 62 64 119 65 121 138
3248( CK) 96 112 137 115 139 159
3248( SP1) 105 114 140 117 142 159
2. 5　航天搭载对植株营养品质的影响
航天搭载试验各品种营养成分见表 4, 经 LSD
检验 ,决明牧草 6个品种在航天搭载后只有 86134品
种的 P和 K含量与对照相比有极显著差异 , 分别提
高50%和 27. 6% ,其他品种与对照相比差异不显著。
表 4　决明牧草航天搭载试验各品种营养成分含量
Table 4　 The N , P, K and raw protein contents of
Chamaecrista spp. after Spacesh ip-carried
induction (单位: % )
品 (种 )系 N P2O5 K2O 粗蛋白
2204( CK) 1. 02 0. 28 0. 66 6. 38
2204( SP1) 0. 97 0. 25 0. 78 6. 06
2217( CK) 0. 96 0. 28 0. 75 6. 00
2217( SP1) 0. 83 0. 24 0. 76 5. 21
34721( CK) 1. 28 0. 46 0. 83 8. 02
34721( SP1) 1. 14 0. 35 0. 85 7. 15
86134( CK) 1. 71 0. 64 1. 16 10. 67
86134( SP1) 1. 93 0. 96* * 1. 48* * 12. 06
92985( CK) 1. 47 0. 64 1. 05 9. 17
92985( SP1) 1. 23 0. 50 1. 04 7. 69
3248( CK) 0. 77 0. 22 0. 60 4. 81
3248( SP1) 0. 89 0. 19 0. 57 5. 54
3　结　论
本试验表明 , 通过航天搭载 , 决明牧草品种的
出苗率得以提高 , 与前人在白莲和茄子的研究结果
一致 [5- 6 ] ,但出苗率提高多少各品种并不相同 ,与品
种有关。决明牧草搭载后 , 其植株茎长度、茎粗度、
叶子数量都没有发生变化 , 说明航天搭载对决明牧
草植株茎长度、 茎粗度、叶子数量影响较小 ; 86134
搭载后植株冠高有显著减少、 分枝数有显著增加 ,
2204搭载后叶长有显著减少 , 2217搭载后叶宽有显
著减少 , 说明搭载对决明牧草各品种的生长特性的
影响各不相同 ,与品种本身密切相关 [ 7- 9]。航天搭载
后 , 34721品种生物量与对照相比有显著减少 ,
86134品种与对照相比有极显著降低 ,其余4个品种
与对照相比无显著差异 , 说明搭载后抑制了 34721
品种和 86134品种植株的生长 ,而对其他 4个决明牧
草品种植株的生长没有影响。 决明牧草搭载后 , 其
生殖生长期有不同的波动 , 既有提早也有推迟 , 说
明搭载对决明牧草的生殖生长影响是多方向的 [10 ]。
决明牧草搭载后 , 86134品种 P和 K含量得以提高 ,
差异达极显著水平 , 说明太空搭载改善了 86134品
255第 3期 徐国忠等: 太空搭载决明属牧草种子的生物学效应研究
种的营养品质。
参考文献:
[1 ]罗涛 , 翁伯琦 , 林娇健 , 等 .闽北红壤区牧草引种与筛选研究Ⅱ
.热带种 [ J] . 福建农业学报 , 1999, 14 ( 1): 6- 11.
[2 ]罗涛 , 翁伯琦 , 应朝阳 , 等 .南方山地红壤区牧草不同建植期生
长状况评价与灰色关联分析 [ J ] . 福建农业学报 , 2004, 19
( 4): 232- 237.
[3 ]占志雄 , 邱良妙 , 林仁魁 , 等 .套种羽叶决明的龙眼园节肢动物
群落结构与稳定性研究 [ J ]. 福建农业学报 , 2005, 20 ( 6): 149
- 153.
[4 ] 李世娟 , 诸叶平 , 孙开梦 , 等 . 中国太空育种现状及其前景展
望 [ J ]. 中国农学通报 , 2005, 21 ( 1): 159- 162.
[5 ]谢克强 , 杨良波 , 张香莲 , 等 . 白莲二次航天搭载的选育研究
[ J] . 江西园艺 , 2004 ( 6): 82- 84.
[ 6]王世恒 ,祝水金 , 张雅 , 等 . 航天搭载茄子种子对其 SP1生物学
特性和 SOD活性的影响 [ J]. 核农学报 , 2004, 18 ( 4): 307-
310.
[ 7]郑积荣 ,汪炳良 , 王世恒 , 等 . 飞船搭载番茄种子 SP1的生物学
效应 [ J] . 核农学报 , 2004, 18 ( 4): 311- 313.
[ 8]王志芬 ,苏学合 , 闫树林 , 等 . 太空搭载桔梗种子 SP1代的生物
学效应研究 [ J]. 核农学报 , 2004, 18 ( 4): 323- 324.
[ 9]范海阔 , 李晓兵 , 汤浩茹 , 等 . “神舟四号” 航天搭载水稻变异
性状的田间调查 [ J] . 分子植物育种 , 2005, 3 ( 3): 357- 362.
[ 10 ]翁伯琦 , 徐国忠 , 郑向丽 , 等 . ^ 60Coγ射线辐照处理圆叶决明
种子对其生物学特性的影响 [ J] . 核农学报 , 2004, 18 ( 3): 197
- 200.
(责任编辑: 翁志辉 )
256 福建农业学报 第 21卷