子蓮種子離子注入誘變效應(yīng)的初步觀察

唐記平，楊良波，鄒東旺，劉凰，徐金星，歐陽冬梅，劉春華，謝克強(qiáng)

（1.江西廣昌縣白蓮產(chǎn)業(yè)發(fā)展局，344900；2.廣昌縣白蓮科學(xué)研究所）

子蓮種子離子注入誘變效應(yīng)的初步觀察

唐記平1，楊良波2，鄒東旺1，劉凰1，徐金星2，歐陽冬梅1，劉春華2，謝克強(qiáng)1

（1.江西廣昌縣白蓮產(chǎn)業(yè)發(fā)展局，344900；2.廣昌縣白蓮科學(xué)研究所）

自2000年以來，江西省廣昌白蓮科研所多次開展子蓮離子注入誘變育種試驗(yàn)，以第3次離子注入試驗(yàn)為背景，以京廣1號(hào)、風(fēng)卷紅旗、太空蓮36號(hào)3個(gè)品種的313粒種子為誘變對(duì)象，對(duì)用離子束誘變育種中出現(xiàn)的變異和生物效應(yīng)進(jìn)行了初步觀察。試驗(yàn)結(jié)果表明，離子注入對(duì)子蓮種子萌發(fā)、胚芽生長和花芽分化均有一定的影響，而且M0代還出現(xiàn)了荷葉生長不良、雌蕊瓣化、花型和花色等變異，根據(jù)育種目標(biāo)，初選出優(yōu)良單株5株。

子蓮；離子注入；誘變效應(yīng)

將離子注入技術(shù)用于生物誘變育種，是近年來興起的一項(xiàng)生物育種新技術(shù)。有關(guān)資料表明，用離子注入法進(jìn)行誘變育種，具有變異率高，變異譜寬，變異性狀易穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。為了選育新品種，2010年江西廣昌白蓮科研所與北師大低能核物理研究所共同合作，第3次開展子蓮種子離子注入誘變育種試驗(yàn)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用京廣1號(hào)、風(fēng)卷紅旗、太空蓮36號(hào)3個(gè)品種的313粒鐵蓮籽為試樣。

1.2 試驗(yàn)方法

①種子離子注入 離子注入在北京師范大學(xué)低能核物理所進(jìn)行，見表1。

②室內(nèi)種子萌發(fā)試驗(yàn) 浸種前將全部鐵蓮籽沿種臍處破一小口，按處理編號(hào)盛入裝有少量清水的容器中浸種催芽，每隔2～3 d換1次清水，記載種子的發(fā)芽及胚芽生長情況。

③田間試驗(yàn) 種子胚芽長至15～20 cm時(shí)，分粒植于覆有25 cm左右水稻土的營養(yǎng)缸內(nèi)，得M0代，觀察M0代田間損傷效應(yīng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子離子注入對(duì)M0代發(fā)芽、胚芽生長的影響

處理種子的發(fā)芽情況見表1。從試驗(yàn)結(jié)果來看，離子注入劑量越大，子蓮種子發(fā)芽率越低，如編號(hào)為17的處理注入劑量為70 Kev，5×1016，種子成活率達(dá)100%，當(dāng)劑量加大到70 Kev，5×1017（處理4）時(shí)，種子不能正常發(fā)芽。注入相同劑量離子時(shí)，不同品種種子耐受力也不同，如均采用Cu+，70 Kev，5×1016處理，太空蓮36號(hào)（處理17）、風(fēng)卷紅旗（處理7）種子發(fā)芽率均為100%，而京廣1號(hào)（處理8）種子未能正常發(fā)芽。

不同處理對(duì)同一品種子蓮胚芽生長有較大的影響，如京廣1號(hào)的處理13和處理5，芽長分別為17.7，6.8 cm，兩者相差近3倍。總體而言，不同品種胚芽生長變異為京廣1號(hào)＞太空蓮36號(hào)＞風(fēng)卷紅旗。

2.2 M0代田間生物學(xué)效應(yīng)的初步觀察

①種子處理對(duì)幼苗成活的影響 種子移植情況見表2。子蓮種子成苗情況較為復(fù)雜，這可能與處理種子的耐受力和種植缸內(nèi)環(huán)境條件有關(guān)。

②種子處理對(duì)花芽分化的影響 種子離子注入對(duì)子蓮花芽分化有較大的影響，同一品種的不同處理的單缸現(xiàn)蕾數(shù)量有很大差異，如處理15的208號(hào)缸現(xiàn)蕾7朵，而處理18的156、157號(hào)缸均未現(xiàn)蕾；而且同一處理的不同種植缸內(nèi)現(xiàn)蕾數(shù)也有很大差異，如同為處理2的，其7號(hào)缸現(xiàn)蕾9朵，而3號(hào)缸僅現(xiàn)蕾2朵。因此，單缸現(xiàn)蕾數(shù)的變異是隨機(jī)的、不定向的。

表1 子蓮種子的離子注入情況及M0代發(fā)芽、胚芽生長情況

表2 子蓮種子離子注入后移栽種植情況

現(xiàn)蕾單缸大部分蓮蓬后期凋謝，未能正常成熟。離子注入對(duì)子蓮經(jīng)濟(jì)性狀的分析還有待下年開展。

③形態(tài)特征的變異 經(jīng)離子注入后，子蓮M0代形態(tài)特征出現(xiàn)一些變異，如處理18，19的種植單缸均出現(xiàn)蓮葉前期皺縮，不能正常伸展；171號(hào)缸內(nèi)花型由單瓣變?yōu)榘胫匕?，顏色由粉紅色轉(zhuǎn)為淡粉色；206號(hào)缸內(nèi)花型也由單瓣變?yōu)榘胫匕?，但花色?71號(hào)缸內(nèi)的更深。

2.3 優(yōu)良單株的初選

2010年初選育優(yōu)良單株5株，見表3。

表3 2010年初選的優(yōu)良單株現(xiàn)蕾情況

3 結(jié)論與討論

本研究表明，離子注入對(duì)子蓮種子萌發(fā)、胚芽生長和花芽分化均有一定的影響，而且M0代還出現(xiàn)了荷葉生長不良、花型和花色的變異等。根據(jù)育種目標(biāo)，初選出優(yōu)良單株5株。離子注入對(duì)經(jīng)濟(jì)性狀的影響還有待于進(jìn)一步觀察。

[1]蘇穎.植物離子注入誘變育種技術(shù)[J].中國花卉園藝，2003（4）：25.

[2]頡紅梅，衛(wèi)增泉，李興林，等.重離子束注入小麥胚乳誘發(fā)的突變效應(yīng)[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2004，18（2）：93-95.

[3]Wu L F,Yu Z L.Radiobiological effects of a low-energy ion beam on wheat[J].Radiat Environ Biophys,2001,40:53-57.

[4]余增亮.離子束與生命科學(xué)——一個(gè)新研究領(lǐng)域[J].物理，1997，26（6）：333-335.

[5]陸挺，謝立青，朱鳳綏，等.離子注入植物種子的生物效應(yīng)研究[J].核技術(shù)，1994，17（7）：443-446.

[6]Yu Z L,Yang J B,Wu Y J,et al.Transferring Gus gene into intact rice cells by low energy ion beam[J].Nuclear Instruments and Merhods in Physics Reserch,1993,B80/ 81:1 328-1 331.

Observation of Mutation Effects with Ion Implantation in Seeds of Seed Lotus

TANG Jiping1,YANG Liangbo2,ZOU Dongwang1,LIU Huang1,XU Jinxing2,OUYANG Dongmei1, LIU Chunhua2,XIE Keqiang1
(1.Industry Development Bureau of White Lotus,Guangchang,Jiangxi 344900;2.White Lotus Research Institute)

Guangchang White Lotus Research Institute has carried out several ion implantation breeding on seed lotus. This article is based on the date of the third time ion implantation breeding,313 seeds,including seeds of"Jingguang No. 1","Fengjuanhongqi"and"Taikonglian No.36"were treated by ion implantation,we initially observed variation and biological effects caused by ion implantation.The results showed that ion implantation can affect seed lotus on germination,embryo growth and flower bud,some variation such as leaves poor growth,flapped pistils,change of flower type and color appeared in M0.According to breeding objectives,we initially filtered 5 excellent individuals.

Seed Lotus;Ion implantation;Mutation effects

10.3865/j.issn.1001-3547.2011.16.016

國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目“水生蔬菜產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系研究與示范”（200903017）

楊良波（1974-），男，通信作者，本科，高級(jí)農(nóng)藝師，研究方向?yàn)樽由徲N與栽培技術(shù)，電話：13767600231，E-mail：yangliangb@126.com

2011-07-09