微波誘變?nèi)A山松種子生長效應研究

王永強　徐鋇昌　張夸云等

摘 要：利用不同功率下的微波輻照對華山松種子進行誘變處理，探討不同功率下微波輻照對華山松種子的誘變效果，并對處理后的種子發(fā)芽特性、幼苗生長量及外部形態(tài)差異進行分析研究。結果表明：低功率微波輻照可以促進華山松種子發(fā)芽，高功率微波輻照則會抑制其發(fā)芽，480W處理15s，對華山松幼苗苗高、地徑有顯著促進作用，640W處理45s，對華山松幼苗苗高、地徑有抑制作用；較高功率的微波處理華山松種子，可以獲得較多幼苗生長量相關性狀的變異。

關鍵詞：華山松；微波輻照；誘變；出苗率；生長情況

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2015）11-79-03

華山松（Pinus armandii Franch）是松科（Pinaceae）松屬（Pinus）樹種，原產(chǎn)于中國，分布較廣，可供建筑、枕木、家具及木纖維工業(yè)原料等用材，樹干可割取樹脂，樹皮可提取栲膠，針葉可提煉芳香油，種子可食用也可榨油[1]。目前，由于長期大面積引種栽植單一類型的華山松人工純林，其生長量持續(xù)減少，呈現(xiàn)出衰退現(xiàn)象，繼而引發(fā)多種病蟲害[2]。利用遺傳改良手段對華山松進行種質創(chuàng)新，有望在一定程度上改善上述問題。誘變育種是人為的采用物理或化學等因素，誘發(fā)生物產(chǎn)生可遺傳的變異，繼而按照育種目標進行選擇和鑒定，最終選育出新種質的育種方法[3]，包括物理輻照、太空輻照、等離子體輻照以及微波輻照等。誘變育種應用于華山松種質改良，已有相關報道[4-5]。微波是一種頻率在300MHz～300GHz（波長為1mm～1m）的電磁波，微波與生物系統(tǒng)相互作用，能夠產(chǎn)生多種生物學效應。目前，關于微波處理對植物種子活力及萌發(fā)特性的影響的研究已有一些報道，如陳力玉等[6]對苜蓿種子微波輻照發(fā)現(xiàn)，低功率微波輻照不但能使種子活力在短期內(nèi)獲得激發(fā)和促進，而且在種子儲存2a后輻照產(chǎn)生的效應仍能影響到種子的萌發(fā)，微波輻照在造成種子損傷的同時，也激發(fā)了種子及其幼苗產(chǎn)生補償作用；劉靜等[7]對發(fā)芽小麥微波輻照處理后發(fā)現(xiàn)，輕度發(fā)芽小麥樣品，其全麥粉及小麥粉的沉降數(shù)值升高，面糊的峰值黏度、崩解值、回生值等有所增加，面團的攪拌穩(wěn)定性顯著增強。而目前有關華山松微波輻照誘變的研究則鮮見報到，為此，筆者利用不同功率下的微波輻照對華山松種子進行了誘變處理，并對處理后種子的出苗情況、幼苗生長量等進行了分析研究，以期為微波輻照改良華山松種質提供理論及實踐指導。

1 材料與方法

1.1 材料 試驗材料為采自云南楚雄市紫溪山華山松種子園的華山松半同胞優(yōu)質種子。

1.2 方法

1.2.1 華山松種子處理 取陰干、顆粒飽滿、子粒較大的健康華山松種子13份，每份100粒，其中將12份進行微波輻照處理，1份作為對照，即不進行誘變處理。對其進行處理的微波爐為LG-3210型微波爐，功率分別為160W（低火）、320W（中低火）、480W（中火）、640W（中高火），處理時間分別為15s、30s、45s。重復3次。

1.2.2 播種前催芽處理 將微波輻照處理的種子及對照種子用45%的酒精溶液進行清洗，再用0.5%的高錳酸鉀溶液進行消毒10～15min，然后用60℃的溫水浸泡材料48h催芽，再用0.01%的GA3溶液處理24h，去除漂浮溶液表面的種子，并將其他種子在人工氣候箱中培養(yǎng)10d，備用。

1.2.3 苗床整理及播種 在智能溫室內(nèi)，先清理好苗床，將播種基質（腐質土∶紅土∶蛭石=1∶1∶1）裝入10cm×12cm的營養(yǎng)袋中，并置于苗床之上，澆足水備用。播種時每粒種子均播在距土面1cm深處，每個處理播種66粒種子。播種完后澆水使其浸至營養(yǎng)袋底部為止，保持溫度30℃左右，濕度80%左右。

1.3 統(tǒng)計分析 播種后華山松種子開始破土出芽，直到20d左右停止統(tǒng)計。對不同處理華山松種子的出苗數(shù)進行統(tǒng)計；待華山松幼苗長至90d后，對所有成活幼苗的苗高（從表土苗木基部至莖尖生長點處）及地徑（距土壤1cm處）進行測定。所有數(shù)據(jù)經(jīng)過統(tǒng)計記錄后，利用Excel 2003和SPSS 21.0進行處理分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對華山松種子出苗的影響 華山松種子經(jīng)微波輻照處理，在播種后5d左右開始破土出苗，此時開始統(tǒng)計不同處理華山松種子的出苗情況，直至第20天停止測定，測定結果列于表1。由表1可知，當用低功率[160W（45s）、320W（15s）、320W（30s）]處理后，華山松種子出苗率分別為31.8%、34.8%和37.9%，明顯高于對照，而640W（45s）處理的華山松種子出苗率最低（為18.2%）。由此可見，低功率[160W（45s）、320W（15s）、320W（30s）]的輻照處理可以促使華山松種子發(fā)芽，而640W（45s）的輻照處理則抑制了華山松種子發(fā)芽。在同功率處理下160W處理的華山松幼苗出苗率隨著時間的增加而增加，320W處理在30s時出苗率最高，到45s時減小。480W處理的華山松幼苗出苗率隨著處理時間的增加而增加，640W處理的華山松幼苗出苗率隨著處理時間的增加而減小。

2.2 不同處理對幼苗生長的影響 華山松種子經(jīng)不同劑量微波處理后，對其幼苗生長情況進行方差分析，結果列于表2。由表2可以看出，用不同功率的微波輻照華山松種子后，不同的輻照處理與對照組間對華山松幼苗地徑和苗高差異有顯著影響。因此，進一步采用Duncan法作多重比較，多重比較結果如表3。由表3可知，13種不同功率處理的華山松種子幼苗在苗高及地徑性狀上存在差異。經(jīng)不同功率微波輻照處理的華山松種子在幼苗期對照與480W（15s）、640W（45s）的處理對苗高有顯著差異，經(jīng)480W（15s）處理的種子幼苗較高，為8.39cm，而對照苗高僅7.02cm，差異顯著，經(jīng)640W（45s）處理的種子幼苗最低，僅6.41cm，且與對照（7.02cm）差異顯著。除480W（15s）和640W（45s）處理外，對照（7.02cm）與其他處理間苗高差異不顯著；說明480W（15s）可促使華山松幼苗速生，640W（45s）對華山松幼苗苗高生長有顯著抑制作用。經(jīng)不同功率微波輻照處理的華山松種子在幼苗期對照地徑與480W（15s）、640W（45s）的處理對地徑有顯著差異。480W（15s）處理的華山松幼苗地徑具有最高平均值，達2.43mm，且與對照（2.12mm）差異顯著。經(jīng)640W（45s）處理的種子幼苗地徑最低，為2.04mm，且與對照（2.12mm）差異顯著。除480W（15s）和640W（45s）處理外，對照與其他處理間差異不顯著；說明480W（15s）對華山松幼苗地徑有顯著促進作用，而640W（45s）對華山松幼苗地徑有顯著抑制作用。

2.3 不同處理對幼苗生長變異的影響 不同功率微波處理華山松種子后，其幼苗變異情況如表4所示。由表4可知，當輻照功率低于640W（45s）時，幼苗生長變異系數(shù)均較低，當功率達到640W（45s）時，幼苗苗高變異系數(shù)最高（為28.1%），比對照（10.8%）高。幼苗地徑變異系數(shù)最高的是640W（45s），為15.9%，比對照（4.1%）高。因此，較高功率的微波處理華山松種子，可以獲得較多幼苗高度和幼苗地徑粗度變異類型，以利于選擇。

3 結論與討論

（1）根據(jù)實驗中不同輻照處理華山松種子出苗率可以看出，最高功率的640W（45s）出苗率為18.2%，比對照（21.2%）的小，而160W（45s）、320W（15s）、320W（30s）3個處理的出苗率分別為31.8%、34.8%、37.9%，明顯高于對照（21.2%）?？傮w上，隨著功率時間的變化，出苗率的變化并不明顯，可以推測半致死劑量和致死劑量應該大于實驗中的640W（45s）。這與陳力玉等[6]的試驗結果相一致。試驗也發(fā)現(xiàn)微波輻照對華山松種子發(fā)芽有促進作用，320W輻照處理，隨著輻照時間的增加苗高逐漸增加。

（2）微波輻照處理華山松種子，在功率適中即480W（15s）時，可促使種子出苗率提高及幼苗速生，且在此時幼苗生長量的變異系數(shù)相對較低，因而在生產(chǎn)實踐中有一定的指導意義。幼苗苗高變異系數(shù)最高為28.1%，地徑變異系數(shù)最高為15.9%，一般變異系數(shù)高，該群體中變異類型也就豐富，可供選擇的個體多。因此，要使微波輻照處理華山松種子產(chǎn)生更高變異率，可能需在640W（45s）的基礎上進一步提高誘變劑量，進而提高變異程度，最終可以獲得更好的誘變效果。

參考文獻

[1]佚名.中國植物志（第七卷）[M].北京：科學出版社，1978.

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[6]陳力玉，張淑卿，李劍峰，等.微波輻照對苜蓿種子儲存后發(fā)芽和幼苗生長生理特性的影響[J].原子能科學技術，2012，46（9）：729-735.

[7]劉靜，任國寶，朱曉月，等.微波輻照對發(fā)芽小麥理化特性影響的初步研究[J].糧食與飼料工業(yè)，2013，7：7-11.

（責編：張宏民）