植物材料为紫薇（Lagerstroemia indica）种内自然杂交的当年成熟干种子。⁶⁰Co-γ照射处理采用上海市农业科学院作物栽培研究所辐照中心钴源，照射剂量率100 Gy·h⁻¹，照射剂量为50～250 Gy。电子束照射采用上海农业科学院的直线电子加速器产生的能量为10MeV的电子束，辐照剂量范围为200～500 Gy。

每个辐照剂量处理500粒种子，5次重复，并设置相应的空白对照。⁶⁰Co-γ辐照共设置了5组不同辐照量的处理和1组对照，每组处理2 500颗种子；电子束辐照共设置了7组不同剂量的处理组和1组对照组，每组处理2 500颗种子。草炭和珍珠岩（1∶1）作为基质混匀后充分浇水，4月份将处理后的种子播种在育苗穴盘中，随后放置在塑料大棚中，定期调查种子发芽量和幼苗生长情况。播种后每天观察萌发情况，记录发芽日期和数量，计算发芽率。发芽完成后，观察幼苗叶片生长情况，幼苗生长稳定后统计每个处理的成苗数量，计算成苗率。当年11～12月份测量幼苗生长指标。株高为植物自地上基部到顶端生长点的高度，用卷尺测量；地径为离开地面1 cm处的茎干直径，用游标卡尺测量；分枝长用直尺测量，为主干分枝处至枝条顶端生长点的长度。

　　　　　　　　　　发芽率/%=（种子发芽量/供试种子量）×100%；

　　　　　　　　　　成苗率/%=（成苗数量/供试种子量）×100%。

半致死剂量（LD50）指以成苗率为指标，找出成苗率为对照一半的剂量，此时的诱变效果为理论上最佳^[23]。以辐射量x为自变量，不同剂量下的成苗率为因变量y，利用Excel得出直线回归方程y=a+bx，计算半致死剂量^[24]。

采用SPSS19.0和Excel对数据统计分析。

紫薇种子受⁶⁰Co-γ辐照后发芽率均有影响，除100 Gy辐照组发芽率比对照组高2.15%，其余4组辐射组发芽率均低于对照组（表1）。始发芽天数影响较小，除50，250 Gy 2组辐照组比对照组始发芽天数均多1 d，其余3组辐照组与对照组无差异。发芽完成天数影响较大，5组辐射组比对照组发芽完成天数均有明显延迟，100，200 Gy 2组延迟天数最多，比对照组均延迟5 d。150，250 Gy辐照组也比对照组延迟4 d。5组辐射组的成苗率比对照组均有明显下降，其中250 Gy的成苗率最低，比对照组低58.9%。

电子束辐照对紫薇种子的发芽率有较明显的影响，200～500 Gy范围内发芽率低于对照组，其中250 Gy组发芽率最高（表2）。7组处理组始发芽天数均有延迟，400，500 Gy比对照组延迟3 d，其余5组均延迟2 d。发芽完成天数也有较明显的影响，350，450 Gy 2组处理比对照组延迟4 d，其余5组均有3 d的延迟。电子束辐照对成苗率有明显影响，7组处理的成苗率均有较大幅度的下降，低于对照组30.5%～76.95%，其中500 Gy组最低，比对照组低76.95%。

对实验数据进行线性拟合，得到2种辐照不同剂量处理下紫薇种子的出苗率剂量效应曲线和不同致死率估计量，如图1和表3所示。

图  1  2种辐照与紫薇成苗率的相关性标准曲线

Figure 1.  Regression curves for correlation of 2 types of irradiation with the seedling rate of Lagerstroemia indica

根据生长指标统计，不同剂量⁶⁰Co-γ辐照显著影响了紫薇幼苗的生长（表4）。幼苗株高在100 Gy辐照组显著低于对照组，比对照组低14.3%，而200，250 Gy高辐照组与对照组却无显著差异。5组辐照组的幼苗分枝长都显著短于对照组，其中100 Gy组分枝长最短，比对照组短34.8%。幼苗分枝数5组辐照组均显著少于对照组，其中在100～250 Gy的辐照区间内，随着辐照剂量的增大，分枝数有逐渐增多的趋势，50 Gy组的分枝数略高于100 Gy组，但无显著性差异。50，150，250 Gy 3组辐照组的幼苗地径显著低于对照组，而100，200 Gy组的幼苗地径和对照组无显著性差异。

根据生长指标统计，不同剂量电子束辐照影响了紫薇幼苗的生长情况（见表5）。200，300，450 Gy 3组辐照组的株高显著低于对照组，其中450 Gy组比对照组低16.87%。幼苗分枝长在电子束辐照处理下有明显影响，除250 Gy组，其余6组均显著短于对照组，300 Gy组的幼苗分枝长最短，比对照组短45.19%。电子束辐照处理对幼苗分枝个数有较明显影响，300，450，500 Gy 3组处理的分枝数显著少于对照组，且450，500 Gy 2组高辐照组分枝数显著减少，450 Gy处理下幼苗分枝个数最少，比对照少43.24%。电子束辐照对幼苗地径的影响较小，仅450 Gy辐照组显著低于对照组，比对照组低15.34%，其余辐照组未有显著差异。

不同剂量的2种辐照对紫薇株高、分枝长、分枝数和地径的生物统计分析结果（表6）表明，幼苗的株高和分枝数，2种辐照的不同辐照组之间并未有明显差异。⁶⁰Co-γ的100 Gy辐照组和电子束300，350，400，450 Gy这5组辐照组的分枝长均显著短于对照组，其中电子束300 Gy辐照组最短。电子束250 Gy辐照组地径显著高于⁶⁰Co-γ 5组辐照组，与对照相比，电子束450 Gy辐照组地径最短，电子束250 Gy辐照组地径最高。

⁶⁰Co-γ射线和电子束的产生原理和作用机制不尽相同，其对紫薇辐照效果的差异研究尚鲜见报道。种子的发芽率和成苗率是育种成功的基础，本试验显示⁶⁰Co-γ和电子束均会对紫薇种子的发芽率产生影响，其中⁶⁰Co-γ辐照对紫薇种子的发芽率影响较小。相比发芽率，2种辐照处理下紫薇的成苗率和发芽天数均有较明显的影响，但紫薇幼苗生长的株高和分枝数未有明显差异。试验结果表明，在相同剂量条件下（250 Gy），电子束辐照处理下的紫薇幼苗分枝长更长，地径更大，电子束辐照对紫薇幼苗分枝长和地径表观性状发生的变异更大。近年来有研究人员认为通过成苗率计算半致死剂量，且在20%上下选择2个剂量可以产生更多的突变率^[25]。笔者通过试验，计算出紫薇干种子在⁶⁰Co-γ辐照的范围为113.06～299.63 Gy，在电子束辐照的范围为245.5～372.24 Gy。这些结果可以为紫薇的诱变育种提供数据基础，也可以为其他花卉植物的辐射诱变提供参考。

2种辐照显示随着辐照剂量的增加，发芽率均先升高后降低，推测可能是低剂量处理破坏了种皮的结构从而促进种子萌发，但有文献推测其原因是低剂量的辐照会打破种子休眠，在种子萌发的早期活化相关蛋白和RNA，从而提高种子萌发率^[26]；而高剂量辐照会破坏部分种胚导致种子活力降低。2种辐照处理下紫薇的成苗率均显著降低，这可能是由于辐照导致植物细胞分裂受抑制，这种抑制随芽苗生长不断显现，最终导致幼苗生长困难甚至不能成苗^[27]，这与鸢尾、万寿菊和高羊茅中的研究结果一致^[28-30]。辐照可以导致细胞多水平的变化，从而引起植物形态的变化，幼苗的生长状况是衡量辐照生物学效应的重要指标。本试验结果表明⁶⁰Co-γ 3组高剂量组分枝长和分枝数逐渐增加，推测可能是高剂量辐照处理抑制了植株的顶端优势，从而在一定范围内促进了侧芽的发育。电子束辐照低剂量处理组分枝长比对照显著增长，推测可能是低辐照处理所致损伤程度较低，刺激植物激素的合成，引起一系列修复反应，从而减轻辐照的损伤以更好抵御外界的干扰，而高剂量辐照表现出对幼苗生长的抑制作用，可能与细胞分裂G2/M期受阻有关。

辐射育种可以打破基因连锁，提高重组率，改变品种单一性状和缩短育种周期，因此被广泛应用于观赏植物和农作物中。亲本的选择是辐射育种成功的基础，要尽可能选择易发生突变的基因型和杂合材料，杂合材料经辐射处理后发生隐性突变的性状比纯合体易于显现，有利于提高后代的突变频率和选择几率。在育种操作中，辐照技术可以和组织培养、现代分子生物学技术相结合，提高突变体的选择效率和增殖速度，加快观赏植物新品种选育的进程。