60Co不同劑量輻射對黃秋葵種子萌發(fā)和植株主要農藝性狀的影響

韓菊蘭　葉昌華　卓明　王輝　許震寰　劉靜　孫婷　尚迪

摘要：以適宜成都地區(qū)種植的優(yōu)良品種09-4為材料，采用50、100、150、200、250、300 Gy等6個等級的60Co輻射劑量對黃秋葵種子進行輻射處理，研究60Co輻射對黃秋葵主要農藝性狀的影響。結果表明，100、150 Gy劑量輻射對種子出苗有促進作用，其出苗率極顯著高于對照，但超過250 Gy都具有顯著（P<005）的抑制作用。不同60Co劑量輻射處理對黃秋葵單果生長發(fā)育的影響存在一定差異。隨著輻射劑量的增加，嫩果的果長、果徑及單果質量都有明顯提高，且均呈正相關，單株掛果數(shù)也有所增加。150 Gy處理與對照相比，單果平均果長增加048 cm，果徑增加038 cm，果質量增加836 g，平均單株產量增加8558 g。且受60Co輻照影響，植株形態(tài)與嫩果形態(tài)發(fā)生多種變異。

關鍵詞：60Co；輻射；黃秋葵；種子萌發(fā)；農藝性狀

中圖分類號： S64904文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）21-0137-03

收稿日期：2016-06-14

基金項目：四川省省級公益性科研單位成果轉化專項資金（編號：14010117）；四川省省級公益性科研單位基本科研業(yè)務費專項資金（編號：2016CZYYJBKY01）。

作者簡介：韓菊蘭（1983—），女，碩士，助理研究員，主要從事花卉育種與栽培研究。E-mail：61960723@qqcom。

通信作者：卓明。E-mail：531346556@qqcom。

黃秋葵（Hibiscus esulentus L）別稱秋葵、羊角豆等，為錦葵科秋葵屬一年生草本植物，主要以嫩果供食用。自20世紀80年代以來，中國農業(yè)科學院蔬菜花卉研究所從國外引進黃秋葵種質24份1]，國內科研單位及企業(yè)也積極開展了品種引進與選育工作，四川省植物工程研究院也從國外引進了7個優(yōu)異新品種，作為名特優(yōu)蔬菜種植2]?，F(xiàn)在，這種新型蔬菜品種已經越來越多地進入我國市場。

育種方面，育種家主要對黃秋葵現(xiàn)有種質資源進行大量純系選擇、變種間或種間雜交等多種育種途徑研究，先后選育了一批新品種3]。輻射育種也是選育新品種有效途徑之一。輻射育種即人為地利用物理誘變因素——X射線、γ射線、中子、激光、紫外線等，誘發(fā)植物遺傳變異在短時間內獲得有利用價值的突變體，根據(jù)育種目標的要求選育出新品種，直接利用于生產或作為親本資源用于雜交育種4]。其中，γ射線為能量高、穿透力強的電磁波，主要用于外照射，是目前輻射育種中最常用的射線之一。采用γ射線進行輻射誘變，較易產生早熟、矮稈、株型和育性等形狀的突變體5]。

本研究用60Co-γ射線對黃秋葵種子進行照射，觀察其發(fā)芽率、出苗率以及對黃秋葵主要農藝性狀、產量性狀變化，為進一步輻射育種提供參考數(shù)據(jù)。

1材料與方法

11材料

供試黃秋葵品種為已篩選出適合成都地區(qū)種植的優(yōu)良品種09-4。

12方法

2015年5月在郫縣蔬菜花卉系大棚試驗區(qū)進行，為單棟大棚，可搭遮陽網。

在播種前1個月進行輻照處理，輻射源為60Co-γ射線，輻射劑量率5 Gymin，在四川省農業(yè)科學院生物技術核技術JP3]研究所照射。劑量分別用0（CK）、50、100、150、200、250、300 Gy，每劑量為1個處理，共7個處理，每個處理種子500 g。

出苗率測定，每個處理設3個重復，每重復隨機選擇100粒種子播于溫室苗盤內，正常管理，從種子開始發(fā)芽起，每天對不同照射劑量處理黃秋葵種子的出苗數(shù)進行統(tǒng)計，至僅有零星新苗出土時停止統(tǒng)計。待黃秋葵苗子葉完全展開后，隨機抽取各組幼苗，對其生長點高度（地面到生長點間距離）進行測定，每處理抽樣50株。

生長觀察，出苗后將其移栽至大田，觀察各處理生長狀況，測量其株高、單果質量、掛果數(shù)量等產量指標；測定果長、果徑、果型等形態(tài)指標等。

13數(shù)據(jù)處理方法

利用DPS軟件進行統(tǒng)計分析。

2結果與分析

21不同輻射處理對黃秋葵出苗率的影響

播種后5 d黃秋葵種子開始破土出芽，直到10 d停止統(tǒng)計。由表1可知，對照與50、200 Gy出苗率差異不顯著，與100、150、250、300 Gy劑量處理間差異極顯著。100、150、250、300 Gy劑量處理間差異極顯著。試驗表明，較低劑量的輻射處理并不影響黃秋葵種子的出苗率，100、150 Gy劑量對黃秋葵出苗率有一定的刺激促進作用，其出苗率極顯著高于對照，隨著輻射劑量增加，出苗率整體呈下降趨勢。6種輻照處理劑量出苗率均高于85%，說明黃秋葵輻射處理的致死劑量應高于300 Gy。而各劑量出苗率間雖差異極顯著但都較高， 表明輻射對種子的最終萌發(fā)影響很小，也有可能是輻射劑量低所導致。

22不同輻射處理對黃秋葵幼苗生長情況的影響

對照與50、100、150、200、250 Gy處理間幼苗的生長點高度差異不顯著，300 Gy與250 Gy外的其他處理間均存在顯著差異（表2）。表明對黃秋葵種子進行300 Gy輻射劑量，幼苗生長受到抑制，而低于300 Gy劑量的處理對幼苗生長抑制作用不大。

23不同輻射處理對黃秋葵植株生長的影響

在收獲期對不同輻射劑量處理下黃秋葵的株高和莖粗進行測定，結果見表3。隨著輻射劑量的增加，黃秋葵株高呈增高的趨勢，50 Gy輻射下黃秋葵株高最小，為145 cm，300 Gy 輻射下株高最大，為187 cm，比50 Gy處理增加了2896%。與對照相比，200、250、300 Gy輻射處理后與對照株高差異不顯著，僅50 Gy處理與對照間差異呈顯著關系。由此可見，輻射對黃秋葵株高有一定的影響，要想從輻射中得出較大的株高，300 Gy是黃秋葵輻射處理的最佳劑量。endprint

莖粗則隨輻射劑量的增加，與對照比較差異不大，但均小于對照，僅300 Gy差異顯著。說明輻射對黃秋葵莖粗具有抑制作用，但若想從輻射中篩選出較大的莖稈，250 Gy是最佳劑量。

植株形態(tài)上，各個輻射處理除300 Gy處理偏纖細外，植株皆健壯；葉色上均變深；葉形上50、150 Gy處理為淺裂，其他處理與對照則同為深裂；花色無明顯變化。在整個生育期對每個處理植株進行觀察發(fā)現(xiàn)株高性狀變異的單株8株，果莢性狀變異的植株6株。株高變異方向為增高，果莢變異方向為畸形。

24不同輻射處理對黃秋葵果實性狀的影響

在黃秋葵商品果成熟收獲時，對各處理黃秋葵鮮果性狀進行考察測定，考測結果見表4。隨著劑量的增加，果柄長度呈先降低后增高的趨勢，但均低于對照，可見輻射對果柄生長有抑制作用。100、150、200 Gy劑量處理下果柄長度顯著低于對照，其他劑量則與對照差異不顯著。

250 Gy處理果實長度顯著高于其他處理，50 Gy處理顯著低于其他處理，除這2個處理外其他劑量處理間差異不顯著。果實橫徑方面，50 Gy處理顯著低于其他處理，其他劑量處理間差異不顯著但顯著高于對照。故果形上50 Gy處理明顯短細，其他處理則相對于對照較為粗長。說明黃秋葵果形上50 Gy處理有明顯抑制作用，其他處理則有促進作用，而250 Gy處理促進作用較為明顯。

嫩果質量隨著處理劑量的增加而顯著增加。單株結果數(shù)除300 Gy處理有增加外，其他劑量都有所降低。從表4中可知，不同劑量處理下以150 Gy劑量處理產量最高，單株產量為1 0864 g；50 Gy劑量處理產量最低，單株產量為9082 g。同時還發(fā)現(xiàn)，不同劑量處理的嫩果形態(tài)也發(fā)生了明顯變化。其中 50 Gy 處理嫩果形態(tài)最差，短小且不直；100 Gy輻照處理果色上有白色斑點，不夠美觀；150 Gy處理嫩果形態(tài)與對照相比在果形上變得更粗，形態(tài)為最佳；200、250、300 Gy處理相對于對照，雖果形上更粗，但絨毛變粗，且有突起物，故果實形態(tài)不佳。

25輻射劑量與黃秋葵主要農藝性狀的相關性

60Co輻射劑量與黃秋葵主要農藝性狀的相關分析結果見表5。由表5可見，輻射劑量與黃秋葵株高呈正相關關系（r=012），與莖粗呈負相關關系（r=-018），但均不顯著，說明60Co輻射劑量可以促進植株伸長，而對植株的膨大增粗有抑制作用，但效果均不顯著。輻射劑量與果實長度、嫩果質量和單株掛果數(shù)呈顯著的正相關關系（r=027、027、023），與果實橫徑和JP3]單株產量呈極顯著的正相關關系（r=035、055），說明60Co輻射可以促進黃秋葵嫩果伸長變粗，提高單果質量和單株結果數(shù)，增加單株產量，且效果十分明顯。

3結論與討論

60Co輻射劑量處理黃秋葵種子可導致幼苗的表型發(fā)生改變。與對照植株相比，輻射處理后有些幼苗子葉邊緣枯黃，并且出現(xiàn)皺縮現(xiàn)象。但隨著生長的延續(xù)，黃苗慢慢恢復到綠色。整個生育期對每個處理植株進行觀察記載，發(fā)現(xiàn)既有株高性狀變異的單株，也有果莢性狀變異的植株。表明對黃秋葵進行物理輻照誘變處理，誘使其基因發(fā)生突變是可行的。

畸變一般是由于生理損傷造成的，生理損傷與劑量呈正相關，幼苗生長到一定生理階段后，畸變會隨著損傷的修復而逐漸消失6]?；兌酁榱幼?，僅有少部分是有益的變異，可望從中選擇出符合栽培性狀的變異。對于輻射育種，適宜輻射劑量的確定十分重要，只有適宜的誘變劑量才能獲得有效的突變7]。一般認為，植物誘變育種最佳劑量的確定以臨界劑量與致死劑量之間的偏致死劑量為最佳8-9]。本試驗中，從誘變后對出苗率統(tǒng)計分析結果來看，沒有得到致死的輻射劑量，表明利用60Co射線對黃秋葵種子進行輻射誘變時其致死量應大于300 Gy。但從其出苗率和幼苗高度可知，250、300 Gy 輻射劑量處理明顯低于對照，最多低于對照15%左右，抑制作用不明顯。這可能與輻射材料敏感性和輻射劑量有關?？蛇M一步根據(jù)其數(shù)據(jù)參照周小梅等的直線回歸方程10]大致計算出輻射半致死劑量，進行試驗加以驗證，并研究確認準確的臨界劑量及致死劑量，以便最終確定最佳的誘變劑量。

黃秋葵用60Co進行輻射，隨著輻射劑量的增加，對黃秋葵植株伸長有促進作用，但會抑制植株的增粗。若想通過輻射選育高大且粗壯的植株，250 Gy輻射劑量是最佳選擇。

不同劑量60Co輻射處理黃秋葵種子后，對黃秋葵單果的生長發(fā)育產生明顯的影響，主要表現(xiàn)在隨著輻射劑量的增加，嫩果的果長、果徑及果質量均有明顯提高，且單株掛果數(shù)也有所增加。但嫩果形態(tài)上，50、100、200、250、300 Gy輻射劑量處理較對照嫩果形態(tài)略差，絨毛變粗，有突起物等，150 Gy輻射劑量嫩果形態(tài)佳，明顯促進了嫩果伸長增粗，但掛果數(shù)有輕微抑制效果。

本試驗60Co不同劑量輻射對黃秋葵主要農藝性狀的影響差異較大。其中150 Gy株高適宜，對果實形態(tài)和單株產量影響比較明顯，從其輻射后代有可能可以選到產量高、嫩果形態(tài)佳、適宜采摘的突變體。

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