全 文 ：　　＊ 福建省科技厅项目(2003N044 , 2001Z078 , 2003S032)资助
收稿日期:2005-12-01　改回日期:2006-02-25
辐射对决明属牧草营养的影响＊
徐国忠　郑向丽　应朝阳　黄毅斌　翁伯琦
(福建省农业科学院农业生态研究所　福州　350013)
摘　要　利用60Co γ射线(辐照剂量为 300 Gy , 剂量率为 4.6875Gy/ min)辐照豆科决明属 5 个牧草品种的种子 ,通
过 M 1、M2 的观察和选择 , 从每品种的变异植株中各选取 1 棵植株进行 M 3 代营养测定的盆栽试验。结果表明:辐
照后 5 个决明变异品种植株的营养成分(N 、P 、K)中 , “ATF2219”变异株全 K 有显著下降 , 其余都无显著差异。植
株的营养成分(氨基酸)测定结果表明 ,“ATF2219”变异株氨基酸总含量有显著下降 , 且 17 种氨基酸都表现为不同
程度的下降 ,“CPI86134”变异株氨基酸总含量有显著增长 , 且 17 种氨基酸都表现为不同程度的增长 , 其余都无显
著差异。 RAPD分析表明 , 5 个品种辐射后代在遗传上都有明显的变异。
关键词　辐射　决明属　牧草　N、P、K营养成分　氨基酸　RAPD分析
Ef fect of 60 Co γ-ray irradiation on Chamaecrista spp.nutrient.XU Guo-Zhong , ZHENG Xiang-Li , YING
Zhao-Yang ,HUANG Yi-Bin , WENG Bo-Qi(Agricultural Ecolo gical Research Institute , Fujian Academy of Agricultural
Sciences , Fuzhou 350013), CJEA , 2007 , 15(4):94 ～ 96
Abstract　 Seeds of 5 varieties of Chamaecrista spp.were irradiated with 60Coγ-ray at a radiation dosage of 300Gy and a radia-
tion rate of 4.6875 Gy/ min.Observations and selection were made at M1 and M 2.Then nutrient measurement at M 3 was started
with plants selected from mutants of the 5 varieties.Results show that K content of “ATF2219” decreases significantly , w hile no
significant differences in N , P and K contents of other varieties are found.Total amino acid content of “ATF2219” decreases sig-
nificantly with 17 kinds of the amino acids showing some degree decrease.Total amino acid content of “CPI86134” increases sig-
nificantly with 17 kinds of the amino acid showing some deg ree increase.There are no significant differences in the other varieties.
RAPD analysis shows that offsprings of the 5 irradiated varieties are significantly genetically different from CK.
Key words　Ir radiation;Chammaecrista spp.;Fo rage;N , P , K nutriment component;Amino acid;RAPD analysis
(Received Dec.1 , 2005;revised Feb.25 , 2006)
辐射育种是利用α、β 、γ射线和中子流等电离辐射处理种子 、花粉 、枝条及其他器官 ,使生物体产生遗传
变异[ 1] ,作物辐射育种具有较高的变异频率和大的变异范围 ,易于创造新的资源材料与类型[ 2] 。决明属牧
草大多适口性有待提高 ,品种间杂交较难在短期内选育出适口性好的后代 ,采用辐射育种为尽快选出适口
性好的决明品种提供了可行途径[ 3～ 7] 。辐射突变包括染色体突变 、基因突变 ,多数为基因突变 ,辐射诱发的
基因突变多为隐性突变 ,该突变在当代(M1)大多不表现 ,只有到第 2代(M2)隐性突变基因趋于纯合时才表
现出来 ,因而往往把 M2 代作为选择的起始世代 。本文在 M1 、M 2代辐射的基础上 ,探索 M3 代植株的营养变
异情况 ,以期从中筛选出符合试验要求的决明属新品种 。
1　试验材料与方法
供试决明属牧草品种“ATF2217” 、“ATF2219”(Chamaecrista nict itans)原产巴拉圭 , “CPⅠ34721”
(Chamaecrista rotundi foliacv Wynn)原产巴西 , “CPⅠ86134” 、“CPⅠ92985”(Chamaecrista rotundi fol ia)原产
墨西哥。5个品种均引自A TFGRC ,通过60Co辐射(吸收剂量为 300Gy ,剂量率为 4.6875Gy/min ,辐射在福
建省农业科学院稻麦研究所钴源室进行)5个决明品种的种子。试验采用盆栽进行 ,盆钵采用塑料盆钵 ,直
径为 28cm ,试验土壤为红壤土 。试验分两个处理 ,为辐射变异后代(M 3)和未辐射(即对照CK),4个重复;播
种前施基肥 ,N 为 25kg/hm2 ,P2O5 为 40kg/hm2 , K2O为 50kg/hm2;并接种相应的根瘤菌 ,每盆播种 20粒 ,3
(真)叶 1心期间苗 ,每盆保留 3株。测定植株地上部干重 ,分析植株 N 、P 、K 及氨基酸含量 。采用 RAPD进
第 15 卷第 4 期 中 国 生 态 农 业 学 报 Vol.15　No.4
2 0 0 7 年 7 月 Chinese Journal of Eco-Agriculture July , 　2007
行辐射前后 DNA指纹图谱变化分析 ,本试验所用的引物由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。随
机筛选了以下 16 个引物:S3(CATCCCCCTG)、S5(TGCGCCCTTC)、S6(TGCTCTGCCC)、S8(GTCCA-
CACGG)、S11(GTAGACCCGT)、S12(CCTTGACGCA)、S13(TTCCCCCGCT)、S19(ACCCCCGAAG)、S26
(GGTCCCTGAC)、S28(GTGACGTAGG)、S78(TGAGTGGGTG)、S88(TCACGTCCAC)、S108(GAAACAC-
CCC)、S158(GGACTGCAGA)、S188(T TCAGGGTGG)、S198(CTGGCGAACT)。
2　结果与分析
2.1　辐射对 5个决明属牧草品种变异后代植株 N、P 、K营养成分的影响
　　由表 1可知 ,辐射后“ATF2217”品种含 N量基
本不变 , “ATF2219” 、“CPⅠ34721”和“CPⅠ92985”品
种的含 N 量表现为下降 ,而“CPⅠ86134”品种表现
上升 ,经 LSD分析表明 ,它们都无显著变化。说明
辐射后 5个决明品种的含 N 量并未发生本质差
异 ,也即 辐射不 会改变其 N 含量 。辐射 后
“ATF2217”品种的含 P 量略有下降 , “ATF2219” 、
“CPⅠ34721”和“CPⅠ92985”品种的含 P 量表现为下
降 ,而“CPⅠ86134”品种表现上升 ,经 LSD分析表
明 ,它们都无显著变化。说明辐射后 5个决明品种
的含 P 量同样并未发生本质差异 ,也即辐射不会改
　　　　
表 1　5种决明品种辐射前后 N、P 、K含量变化
Tab.1　The N , P , K contents of 5 varieties of Chamaecrista
befo re and after irradiation
品　种 处　理 N 含量/ g·kg -1 P含量/ g·kg -1 K含量/ g·kg -1
Variety Treatment N content P conten t K content
AT F2217 CK 5.295 0.170 5.599
M 3 5.198 0.149 6.907
AT F2219 CK 7.239 0.339 9.588
M 3 5.206 0.146 6.143
CPⅠ34721 CK 7.590 0.332 6.862
M 3 5.778 0.229 7.410
CPⅠ86134 CK 7.828 0.256 7.474
M 3 9.117 0.394 7.064
CPⅠ92985 CK 7.398 0.470 10.068
M 3 6.746 0.382 9.108
变其 P 含量 。辐射后“CPⅠ86134”和“CPⅠ92985”品种的含 K量表现为略有下降 , “ATF2219”表现为大量下
降 ,而“A TF2217”种“CPⅠ34721”品种表现为略有上升 ,经 LSD分析表明 ,除“ATF2219”品种在辐射后 K 含
量有极显著降低外 ,其余都无显著变化 。说明辐射会改变“ATF2219”植株的 K含量 。
2.2　辐射对 5个决明品种变异后代植株氨基酸营养成分的影响
经 LSD分析表明 ,“ATF2219”品种在辐射后植株氨基酸总含量有显著降低;“CPⅠ86134”品种在辐射后植株
氨基酸总含量有显著增加 ,其余 3个品种都无显著变化。17种氨基酸含量与总氨基酸含量变化除个别氨基酸
外基本相同 ,“ATF 2219”品种在辐射后植株17种氨基酸含量都为下降;“CPⅠ86134”品种在辐射后植株17种氨
基酸含量都为增加;“ATF2217”品种在辐射后植株 17种氨基酸中 ,除Met含量 、Pro 含量有较大上升 ,Cys有
较大下降外 ,其余无明显变化;“CPⅠ34721”品种在辐射后植株 17 种氨基酸中 ,Asp 、Glu 、Pro 、Gly 、Lys 、His有
较大下降 ,Cys有较大上升 ,其余无明显变化;“CPI92985”品种在辐射后植株 17 种氨基酸中 ,Pro 有明显下
降 ,Asp 、Ser 、Glu 、Ala、Val、Ile 、Leu 、Phe 、Lys、His有较大下降 ,Met有较大上升 ,其余变化较小(表 2)。
表 2　5 种决明品种辐射前后氨基酸含量变化
Tab.2　The amino acid contents of 5 varieties of Chamaecrista before and after ir radiation
氨基酸
Amino acid
氨基酸含量/ g·kg -1 Amino acid content
ATF2217 AT F2219 CPI34721 CPI86134 CPI92985
CK M 3 CK M 3 CK M 3 CK M 3 CK M 3
Asp 2.743 2.725 4.008 2.401 2.757 2.231 2.773 4.597 3.220 2.270
T hr 1.075 1.044 1.517 0.998 1.196 1.001 1.101 1.663 1.299 0.992
Ser 1.108 1.078 1.661 1.037 1.237 1.060 1.276 1.882 1.451 1.062
Glu 2.239 2.242 3.566 1.966 2.590 2.024 2.478 3.958 2.7625 2.019
Pro 0.698 1.157 1.989 1.083 2.580 1.963 1.570 3.020 2.982 0.952
Gly 1.096 1.092 1.615 1.005 1.946 1.015 1.153 1.856 1.372 1.484
Ala 1.151 1.165 1.770 1.090 1.352 1.118 1.346 1.796 1.510 1.148
Cys 1.724 1.536 1.788 1.764 1.550 1.904 1.720 1.973 2.005 2.062
Val 2.0645 2.042 2.534 2.444 2.122 2.280 1.902 2.837 2.771 2.163
Met 0.162 0.531 0.986 0.137 0.464 0.406 0.388 0.456 0.277 0.535
Ile 1.208 1.294 1.916 1.254 1.513 1.303 1.444 2.162 1.662 1.221
Leu 1.744 1.793 2.679 1.701 2.033 1.747 1.904 2.926 2.262 1.709
Ty r 0.388 0.425 0.652 0.333 0.567 0.486 0.414 0.642 0.501 0.417
Phe 1.456 1.533 2.115 1.443 1.643 1.525 1.512 2.302 1.824 1.505
Lys 1.515 1.557 2.359 1.466 1.841 1.439 1.736 2.720 1.948 1.412
Arg 0.600 0.597 0.876 0.567 0.720 0.572 0.634 1.031 0.792 0.540
His 0.983 1.011 1.455 0.945 1.353 0.981 1.074 1.651 1.205 0.880
总量 21.951 22.818 33.484 21.628 27.459 23.052 24.420 37.468 29.841 22.367
第 4 期 徐国忠等:辐射对决明属牧草营养的影响 95　
图 1　引物 S12(a)、S28(b)、S13(c)和 S11(d)扩增图
Fig.1　The PCR fig.of primer S12(a), S28(b), S13(c)and S11(d)
2.3　RAPD分析
在随机挑选的 16种引
物中 ,大多数引物能对样品
进行有效扩增 , 其中引物
S12 ,S28 , S13 ,S11 能较好地
区别辐射与未辐射对照样
品 ,条带也较为清晰 ,PCR重
复性好。图1表明 ,引物 S12
所扩增的条带 , “ATF2217” 、
“ATF2219”和“CPI34721”品
种辐射前后都有明显不同;
引物 S28 所扩增的条带 ,
“ATF2217” 、“ATF 2219” 和
“CPI92985”品种辐射前后都
有明显不同;引物 S13所扩
增 的 条 带 , “ ATF2217” 、
“CPI34721” 、“CPI86134”和
“CPI92985”品种辐射前后都
有明显不同;引物S11所扩增的条带 ,“ATF 2217” 、“ATF2219” 、“CPI34721” 、“CPI86134”和“CPI92985”品种辐射前后
都有明显不同。因此可以肯定 ,辐射后决明 5个品种都发生了遗传物质上的变异。
3　小结与讨论
决明品种营养成分(N 、P 、K)的变化 ,除“ATF2219”品种 K含量有极显著降低外 ,其余 4个品种都无显著差
异;决明品种的营养成分(氨基酸总含量),表现为“ATF2219”品种有显著降低 ,“CPI86134”有显著增加 ,说明辐
射会影响到“ATF2219”和“CPI86134”的营养成分;究其原因 ,大概是“ATF 2219”品种在辐射后茎粗有较大增长 ,
“CPI86134”品种在辐射后分枝数和叶数有极显著的提高 ,但辐射前后 5个决明品种植株地上部干重都无显著
差异 ,由于叶子氨基酸含量高于茎的含量 ,因此造成“ATF 2219”品种的氨基酸含量降低 , “CPI86134”品种的氨基
酸含量提高 。从 RAPD分析[ 8]可以看出 ,5个决明属牧草品种辐射后其DNA指纹图谱都有不同程度的变化 ,说
明辐射的变异是能够遗传的。由此可见采用辐射育种方法可以进行决明属牧草品种的营养改良选育。
参　考　文　献
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96　 中 国 生 态 农 业 学 报 第 15 卷