60Co-γ射線誘變不同豌豆品種的結(jié)果初報*

楊春桃 王夢寒 李洪泉 曾洪光 張瑞珍

四川省草業(yè)技術(shù)研究推廣中心，四川成都

豌豆是一年生攀援草本，其種子及嫩莢、嫩苗均可食用，可作為綠肥、飼料或燃料[1]，是世界第三大豆類作物[2]。豆科和燕麥、玉米等作物進(jìn)行混播，可明顯改善草地生產(chǎn)性能，提高飼草品質(zhì)[3-4]。但自1999～2016年以來，我國審定的草品種中僅有中豌10號豌豆1份飼草品種[5-6]。

輻射誘變育種技術(shù)不僅可以創(chuàng)制出現(xiàn)有種質(zhì)庫中沒有的新材料、新種質(zhì)，而且不存在安全隱患[7]，通過輻射進(jìn)行品種選育具有育種周期短的特征，M3代基本穩(wěn)定。60Co-γ射線輻照是種質(zhì)創(chuàng)新與育種的有效手段，與誘變體接觸時會發(fā)生電離，使生物分子鏈或鍵斷裂，從而改變植物遺傳物質(zhì)[8]，被廣泛應(yīng)用于川芎等中藥材、麻類作物、園林植物、獼猴桃等果蔬和小麥等糧食作物育種。

本研究以4份豌豆種子為材料，采用150 Gy、200 Gy和300 Gy的60Co-γ射線輻照誘變，通過測定M0代出苗率、成活情況及M1代主要農(nóng)藝性狀，分析不同輻照劑量對豌豆M1群體大小及突變類型的影響，為深入開展飼用豌豆育種研究提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，也為豌豆的60Co-γ射線誘變育種劑量提供了參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試豌豆品種見表1。

表1 供試豌豆品種

1.2 試驗設(shè)計

用劑量分別為150 Gy、200 Gy和300 Gy的60Co-γ射線處理參試的4個不同品種的豌豆。秋季挖窩點播，行距50 cm，窩距33 cm。每行10窩，每窩3粒種子，每個品種的每一個輻射劑量輻照的種子各播種10行，相應(yīng)對照品種播種10行，統(tǒng)計M0代的出苗情況，次年進(jìn)一步觀察M1代的生育期、主要農(nóng)藝性狀的變化、結(jié)實情況等，篩選優(yōu)異單株，為培育優(yōu)良飼用豌豆提供物質(zhì)基礎(chǔ)。

1.3 試驗場地

成都市新津區(qū)文井鄉(xiāng)國家飼草種植基地。

2 試驗結(jié)果

2.1 M0代的相對出苗率

3個劑量的輻照對M0代群體的出苗率和后代成活率形成了負(fù)面影響，降低了相對出苗率，且300 Gy處理的HM后代出苗后無成活單株。不同劑量處理的豌豆種子與對照種子的M0代相對出苗率見表2。

表2 M0代相對出苗率

2.2 M1代的生育期差異

誘變處理后，4個材料的出苗期都較各自對照延后3～7 d；分枝期除150 Gy和200 Gy處理的SJ、150 Gy處理的ZS外，均較各自對照延后2～5 d。不同劑量的誘變處理對4個材料的花期、結(jié)莢期和成熟期影響也不一致，詳見表3。

表3 M1代不同處理生育期差異

2.3 M1代變異單株農(nóng)藝性狀及結(jié)實情況

在對DB的誘變M1代（如圖1）觀測中發(fā)現(xiàn)，3個劑量的處理對其產(chǎn)生的影響結(jié)果均為株高降低，莖節(jié)間距縮小，20%的植株分枝數(shù)變多，葉色較對照變深，單株均有結(jié)實且結(jié)實情況較對照無顯著差異。

圖1 誘變后BD的M1代農(nóng)藝性狀

3個劑量處理SJ的M1代大部分植株較對照矮小（如圖2），76%的單株或因早期死亡、染病等影響未結(jié)實。劑量為150 Gy處理中，僅1株植株高大且葉色變深，后期觀測其生育期長、營養(yǎng)生長旺盛。劑量為200 Gy處理中，僅1株比對照植株高大且葉色變深、莖稈粗壯且單株結(jié)實數(shù)達(dá)到了165粒。

圖2 150 Gy（左）和200 Gy（右）誘變處理后SJ的M1代高大、莖粗、葉色深植株

劑量為150 Gy處理的HM（如圖3）中，發(fā)現(xiàn)兩株高大、莖稈粗壯的單株，單株結(jié)實數(shù)分別為122粒和133粒；劑量為200 Gy處理中發(fā)現(xiàn)1株高大、分枝多、葉片較大的單株，單株結(jié)實數(shù)為146粒。其余觀測株葉片變小、葉色發(fā)黃，分枝數(shù)為1～4枝。當(dāng)劑量為300 Gy時，后期觀測無成活單株。

圖3 150 Gy（左1、左2）和200 Gy（右1）誘變處理后HM的M1代高大、莖粗、分枝多植株

劑量為150 Gy處理的ZS（如圖4）中，發(fā)現(xiàn)1株高大、分枝多、葉片較大的單株，其單株結(jié)實數(shù)達(dá)261粒。劑量為200 Gy和300 Gy處理的各單株均表現(xiàn)為植株矮小、分枝減少、葉色變深、生育期滯后。

圖4 150 Gy誘變處理后ZS的M1代高大、莖粗、分枝多單株（左）；200 Gy誘變后ZS的M1代植株矮小、節(jié)間距皺縮、生育期滯后單株（右）

3 結(jié)論

輻射對豌豆種子的誘變影響可能與輻照劑量、豌豆種子的千粒重、種皮厚度和種子含水量等因素有關(guān)[9]，綜合出苗率、生育期和農(nóng)藝性狀篩選分析，建議對DB進(jìn)行60Co-γ射線誘變時選擇較150 Gy～300Gy范圍更廣的劑量。而對于SJ、HM和ZS等3個豌豆品種，其推薦誘變劑 量 為150 Gy～200 Gy之 間。300 Gy是HM的 致 死劑量。

輻射誘變是篩選與創(chuàng)制新種質(zhì)、品種改良的有效途徑，目前已成功用于作物耐鹽、耐旱新種質(zhì)的篩選與創(chuàng)制[10,11]。本試驗通過輻射誘變獲得的營養(yǎng)生長旺盛、營養(yǎng)生長期長、生物產(chǎn)量高的飼用豌豆種質(zhì)資源，為深入開展飼用豌豆育種研究提供了參考。