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60Co-γ和电子束辐照对紫薇种子萌发及幼苗生长的影响

夏溪

夏溪. 60Co-γ和电子束辐照对紫薇种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 热带生物学报, 2020, 11(2): 210-216. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.011
引用本文: 夏溪. 60Co-γ和电子束辐照对紫薇种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 热带生物学报, 2020, 11(2): 210-216. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.011
XIA Xi. Effects of 60Co-γand Electron Beam Irradiation on the Germination and Seedling Growth of Lagerstroemia indica[J]. Journal of Tropical Biology, 2020, 11(2): 210-216. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.011
Citation: XIA Xi. Effects of 60Co-γand Electron Beam Irradiation on the Germination and Seedling Growth of Lagerstroemia indica[J]. Journal of Tropical Biology, 2020, 11(2): 210-216. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.011

60Co-γ和电子束辐照对紫薇种子萌发及幼苗生长的影响

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.011
基金项目: 上海市科学技术委员会种质创新项目(15391900400);上海市科学技术委员会项目(18DZ2283500)
详细信息
    第一作者:

    夏溪(1984−),女,助理研究员,硕士.研究方向:植物表观遗传学. E-mail:xiaxi@shbg.org

  • 中图分类号: S685. 99

Effects of 60Co-γand Electron Beam Irradiation on the Germination and Seedling Growth of Lagerstroemia indica

  • 摘要: 使用不同剂量的60Co-γ和电子束辐照紫薇(Lagerstroemia indica)干种子,观察种子萌发和幼苗的生长情况,以确定适合紫薇的辐照类型和剂量。结果表明:在辐照剂量范围内2种辐照的种子发芽率均出现先促进后抑制的现象,成苗率随辐照剂量增加显著降低;60Co-γ辐照对幼苗株高有先抑制后促进的现象,电子束辐照对幼苗株高有抑制现象;2种辐照对幼苗分枝长和分枝数均有明显抑制作用,随辐照剂量增加显著降低;60Co-γ辐照对幼苗地径有一定程度的抑制作用,电子束辐照产生的变异较大;2种辐照对幼苗生长的综合分析显示在相同剂量条件下(250 Gy),电子束辐照处理下的紫薇幼苗分枝更长,地径更高;电子束辐照对紫薇幼苗分枝长和地径产生的变异更大。根据成苗率估算,紫薇干种子60Co-γ适宜辐照剂量为113.06~299.63 Gy,电子束适宜辐照剂量为245.5~372.24 Gy,紫薇对60Co-γ辐照的敏感度更大。本研究结果可为紫薇辐照育种提供依据,促进紫薇育种进程。
  • 表  1  60Co-γ辐照对紫薇种子发芽及成苗率的影响

    Table  1  The effects of 60Co-γ on seed germination and seedling survival rate of Lagerstroemia indica

    项目 Item辐照剂量 Irradiation dose/GyCK
    50 100 150 200 250
    发芽率/% Germination rate 54.6 66.4 59.2 63.6 58.2 65
    始发芽天数/d Days for initial germination 12 11 11 11 12 11
    发芽完成天数/d Days for germination of all seeds 22 25 24 25 24 20
    成苗率/% Seedling survival rate 34.4 36.6 35 28.8 23.2 56.4
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    表  2  电子束辐照对紫薇种子发芽及成苗率的影响

    Table  2  The effects of electron beam irradiation on seed germination and seedling survival rate of Lagerstroemia indica

    项目 Item辐照剂量 Irradiation dose/GyCK
    200 250 300 350 400 450500
    发芽率/% Germination rate 46.8 57.4 50.2 46.4 56.6 48.4 41.6 65
    始发芽天数/d Days for initial germination 13 13 13 13 14 13 14 11
    发芽完成天数/d Days for germination of all seeds 23 23 23 24 23 24 23 20
    成苗率/% Seedling survival rate 39.2 33.6 30 21 18.8 16.2 13 56.4
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    表  3  紫薇成苗率回归方程和不同致死率估计量

    Table  3  Regression equations and different mortality rates of Lagerstroemia indica

    辐照类别
    Irradiation
    回归模型
    Regression equation
    复相关系数
    Multiple correlation coefficient
    不同致死率估计剂量/Gy
    Estimated dose of different mortality rates/Gy
    40%50%60%
    60Co-γy=72.12−0.107 2x0.741 5299.63206.34113.06
    离子束 EBy=98.74−0.157 8x0.964 2372.24308.87245.5
      注:x为辐照量(Gy),y为成苗率。
      Note: x is irradiation dosage; y is seedling survival rate; EB means electron beam.
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    表  4  60Co-γ辐照对紫薇幼苗生长指标的影响

    Table  4  The effects of 60Co-γ on the seedling growth indexes of Lagerstroemia indica

    指标 Index辐照剂量 Irradiation dose/GyCK
    50 100150 200 250
    株高/cm Height 26.22±4.84ab 24.33±5.93b 26.95±8.28ab 27.65±7.02a 28.10±6.21a 28.39±3.50a
    分枝长/cm Branch length 37.83±9.02bc 34.08±11.31c 41.06±15.92bc 41.77±17.45b 41.65±15.19b 52.27±13.62a
    分枝数/个 Branches 2.50±1.07b 2.27±1.26b 2.57±1.43b 2.73±1.91b 2.87±1.74b 3.70±1.42a
    地径/mm Ground diameter 4.12±0.73b 4.41±0.62ab 4.37±0.70b 4.48±0.91ab 4.24±0.77b 4.76±0.66a
      注:同一行数字后标注不同小写字母代表不同处理间差异显著(P<0.05),以下同。
      Note: Different lowercase letters in a row indicate significant differences at 0. 05 level under different irradiation dosages.
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    表  5  电子束辐照对紫薇幼苗生长指标的影响

    Table  5  The effects of electron beam irradiation on seedling growth indexes of Lagerstroemia indica

    指标 Index辐照剂量 Irradiation dose/GyCK
    200 250 300 350 400 450 500
    株高/cm Height 24.71±4.92cd 28.42±5.19a 25.49±5.06bcd 26.89±6.56abc 27.80±5.68ab 23.60±5.45d 26.51±7.35abc 28.39±3.50a
    分枝长/cm
    Branch length
    44.50±14.37b 57.07±7.70a 28.65±5.45c 30.22±6.58c 29.90±5.81c 32.31±14.63c 39.13±17.96b 52.27±13.62a
    分枝数/个
    Branches
    3.20±1.75abc 2.97±1.81abc 2.73±1.87bcd 3.17±1.74abc 3.33±1.35ab 2.1±1.56d 2.37±1.59cd 3.70±1.42a
    地径/mm
    Ground
    diameter
    4.68±0.88ab 5.00±0.93a 4.91±0.81ab 4.63±0.86ab 4.52±0.71b 4.03±0.87c 4.84±0.73ab 4.76±0.66ab
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    表  6  2种辐照对紫薇幼苗生长指标的影响

    Table  6  The effects of two types of irradiation on seedling growth indexes of Lagerstroemia indica

    处理
    Treatment
    株高
    Plant height/cm
    分枝长
    Branching length/cm
    分枝数
    Number of branches/个
    地径
    Ground diameter /cm
    60Co-γ(50 Gy) 26.22±4.84a 37.83 ±9.02bc 2.50±1.07a 4.12±0.73cd
    60Co-γ(100 Gy) 24.33±5.93a 34.08±11.31c 2.27±1.26a 4.41±0.62 abcd
    60Co-γ(150 Gy) 26.95±8.28a 41.06±15.92bc 2.57±1.43a 4.37±0.70abcd
    60Co-γ(200 Gy) 27.65±7.02a 41.77±17.45bc 2.73±1.91a 4.48±0.91 abcd
    60Co-γ(250 Gy) 28.10±6.21a 41.65±15.19bc 2.87±1.74a 4.24±0.77bcd
    电子束(200 Gy)EB 24.71±4.92a 44.50±14.37abc 3.20±1.75a 4.68±0.88abcd
    电子束(250 Gy)EB 28.42±5.19a 57.07±7.70a 2.97±1.81a 5.00±0.93a
    电子束(300 Gy)EB 25.49±5.06a 28.65±5.45c 2.73±1.87a 4.91±0.81ab
    电子束(350 Gy)EB 26.89±6.56a 30.22±6.58c 3.17±1.74a 4.63±0.86abcd
    电子束(400 Gy)EB 27.80±5.68a 29.90±5.81c 3.33±1.35a 4.52±0.71abcd
    电子束(450 Gy)EB 23.60±5.45a 32.31±14.63c 2.10±1.56a 4.03±0.87d
    电子束(500 Gy)EB 26.51±7.35a 39.13±17.96bc 2.37±1.59a 4.84±0.73abc
    CK 28.39±3.50a 52.27±13.62ab 3.70±1.42a 4.76±0.66abcd
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  • [1] 靳晓翠, 范义荣. 紫薇种质资源概况及应用现状分析[J]. 河北农业科学, 2009, 13(1): 16 − 17. doi:  10.3969/j.issn.1088-1631.2009.01.007
    [2] 王业社, 侯伯鑫, 杨强发, 等. 湖南省紫薇种质资源调查及应用前景分析[J]. 草业学报, 2014, 23(5): 77 − 91. doi:  10.11686/cyxb20140509
    [3] 范辉华, 李乾振, 汤行昊, 等. 福建省紫薇种质资源调查与优良单株选择[J]. 林业资源管理, 2015, 5: 162 − 165.
    [4] 蔡明, 王晓玉, 张启翔, 等. 紫薇品种与尾叶紫薇种间杂交亲和性研究[J]. 西北植物学报, 2010, 30(4): 697 − 701.
    [5] 张军围. 紫薇杂交亲和性及杂交后代性状变异性初步研究[D]. 武汉: 华中农业大学, 2012.
    [6] 聂硕, 张林, 王峰, 等. 紫薇杂种F1代的性状表现与倍性研究[J]. 山东农业科学, 2017, 49(1): 17 − 22.
    [7] 王滑, 陈放, 段丽君, 等. 紫薇异倍体的杂交亲和性分析及子代倍性鉴定[J]. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2016, 42(3): 291 − 295.
    [8] 宋新红, 丰震, 谷衍川, 等. 紫薇多倍体的诱导、鉴定及内多倍性研究[J]. 山东林业科技, 2012(2): 1 − 7. doi:  10.3969/j.issn.1002-2724.2012.02.002
    [9] 黄瑞芳, 施士争, 王红玲, 等. 9个紫薇品种在沭阳的引种栽培试验[J]. 江苏林业科技, 2017, 44(6): 23 − 26. doi:  10.3969/j.issn.1001-7380.2017.06.007
    [10] 王昊, 蔡卫佳, 阮倩倩, 等. 紫薇内轮花药繁殖策略[J]. 江苏农业科学, 2017, 45(4): 115 − 116.
    [11] 宋倩, 黎榕, 林盛文, 等. 美国紫薇扦插繁殖试验[J]. 南方林业科学, 2016, 44(5): 32 − 34.
    [12] 林兵, 钟淮钦, 黄敏玲, 等. 60Co-γ射线辐射对荷兰鸢尾花色诱变效应的研究[J]. 核农学报, 2019, 33(4): 0633 − 0639.
    [13] 赵艺璇, 孙桂芳, 杨建伟, 等. 60Co-γ射线对2种园林植物种子萌发和幼苗生理特性的影响[J]. 西部林业科学, 2019, 48(1): 119 − 124.
    [14] 赵艺璇, 孙桂芳, 刘秋萍, 等. 60Co-γ辐射对红秋葵和黄秋葵形态及生理特性的影响[J]. 河南农业大学学报, 2018, 52(5): 710 − 715.
    [15] 龚束芳, 刘恩慧, 姜童童, 等. 尖叶石竹种子的EMS和60Co-γ诱变[J]. 草业科学, 2017, 34(11): 2226 − 2234. doi:  10.11829/j.issn.1001-0629.2017-0053
    [16] 靳芳, 李云爽, 杨喜霞, 等. 电子束辐射对玉米及陆地棉花粉萌发率的影响[J]. 中国农学通报, 2011, 27(24): 164 − 168.
    [17] 黄强, 苏鹏, 吴茂力, 等. 电子束辐照玉米自交系M3的变异分析[J]. 中国农学通报, 2017, 33(30): 12 − 16.
    [18] 王阳, 李邱华, 李松林, 等. 电子束辐照百合鳞茎后对生长发育的影响及RAPD分析[J]. 西北农业学报, 2013, 22(3): 140 − 147. doi:  10.7606/j.issn.1004-1389.2013.03.027
    [19] 黎熠睿, 王丹, 湛晓蝶, 等. 唐菖蒲响应电子束转靶X射线辐照的生物学效应和辐射敏感性评价[J]. 核农学报, 2019, 33(6): 1049 − 1058. doi:  10.11869/j.issn.100-8551.2019.06.1049
    [20] 刘玲, 王丹, 闵可怜, 等. 电子束转靶X射线对红花石蒜、韭兰的诱变效应[J]. 西南农业学报, 2019, 32(3): 620 − 626.
    [21] 张志伟, 王丹. 电子束处理对唐菖蒲M1代植株生长发育的影响[J]. 东北林业大学学报, 2008, 36(1): 26 − 27. doi:  10.3969/j.issn.1000-5382.2008.01.011
    [22] 张志伟, 王丹, 张冬雪. 电子束辐射唐菖蒲球茎对M1叶片的影响初探[J]. 植物研究, 2008, 28(1): 54 − 58. doi:  10.7525/j.issn.1673-5102.2008.01.012
    [23] 王路. 花卉辐射育种浅谈[J]. 中国花卉盆景, 1997(1): 16 − 18.
    [24] 刘艳芝, 徐祥文, 王淑霞. 60Co-γ射线对山药零余子的辐射效应[J]. 山东农业科学, 2016, 48(4): 54 − 56, 60.
    [25] 岳华峰, 唐丽丹, 马顺兴, 等. 培养时间、蔗糖质量浓度及60Co-γ射线对木瓜花粉萌发的影响[J]. 河南农业大学学报, 2013, 47(5): 538 − 542. doi:  10.3969/j.issn.1000-2340.2013.05.006
    [26] MAHERCHANDANI N. Effects of gamma radiation on the dormant seeds of Avena fatua L [J]. Radiation Botany, 1975, 25(4): 439 − 443.
    [27] 朱宗文, 查丁石, 朱为民, 等. 60Co-γ射线辐射对番茄种子萌发及早期幼苗生长的影响[J]. 种子, 2010, 29(8): 15 − 18. doi:  10.3969/j.issn.1001-4705.2010.08.004
    [28] 李风童, 包建忠, 孙叶, 等. 60Co-γ 射线辐照德国鸢尾杂交种子的生物效应[J]. 核农学报, 2017, 31(8): 1469 − 1474. doi:  10.11869/j.issn.100-8551.2017.08.1469
    [29] 王慧娟, 孟月娥, 赵秀山, 等. 60Co-γ射线辐射万寿菊对发芽率及生长的影响[J]. 中国农学通报, 2009, 25(19): 161 − 163.
    [30] 王月华, 韩烈保, 尹淑霞, 等. γ 射线辐射对高羊茅种子发芽及酶活性的影响[J]. 核农学报, 2006, 20(3): 199 − 201. doi:  10.3969/j.issn.1000-8551.2006.03.008
  • [1] 赵金铃, 潘晋龙, 吴宇垚, 韩昊祥, 张怀方, 陈新, 曾长英.  不同氮源处理对4个木薯品种幼苗生长发育的影响 . 热带生物学报, 2024, 15(1): 19-26. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230018
    [2] 黄晓欣, 谈嘉莉, 杨永星, 顾哲铭, 李雪珽, 雷晓凌.  耐热真菌HS1-1的生理特性和抗菌活性 . 热带生物学报, 2023, 14(5): 552-559. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20220047
    [3] 陈雨, 程雨果, 蔡静, 陶均.  GNAT类乙酰转移酶调控水稻细菌性条斑病菌的生长和致病力 . 热带生物学报, 2023, 14(): 1-11.
    [4] 姬建波, 何禾, 宋晓伟, 谢晓蓉, 杨宗德.  臭氧胁迫对两种榕树幼苗BVOCs释放的短期影响 . 热带生物学报, 2023, 14(6): 602-613. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230059
    [5] 杨乔乔, 韩冰莹, 于博涵, 赖杭桂, 张家明.  紫萍替代饲料对罗非鱼鱼种生长的影响 . 热带生物学报, 2023, 14(4): 451-457. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2023.04.013
    [6] 戴云鹏, 潘晋龙, 吴宇垚, 韩昊祥, 张怀方, 陈新, 曾长英.  2种氮素的分根处理对木薯幼苗生长发育和氮效率的影响 . 热带生物学报, 2023, 14(6): 614-621. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.20230008
    [7] 吴晓君, 李正飞, 郭佩佩, 张丽.  不同丛枝菌根真菌对甜玉米幼苗生长及氮磷吸收的影响 . 热带生物学报, 2023, 14(2): 167-172. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2023.02.005
    [8] 李曦, 吝思琪, 李娇妮, VASQUEZHerbert Ely, 王爱民, 郑兴, 顾志峰.  补充投喂卤虫无节幼体对黑神仙鱼稚鱼的存活及生长的影响 . 热带生物学报, 2022, 13(5): 423-428. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.05.001
    [9] 李霞, 杨蔚, 杨虎彪, 李欣勇, 郇恒福, 董荣书, 王志勇, 刘一明.  打破滨豇豆和海刀豆种子休眠的方法比较 . 热带生物学报, 2022, 13(3): 281-286. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.03.011
    [10] 李涛, 王猛, 李佳雪, 王周雯, 丁一, 胡文斌, 李洪立, 汤华.  火龙果果实与种子产量性状的相关性研究 . 热带生物学报, 2022, 13(3): 259-263. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.03.008
    [11] 吴建宇.  容器规格和基质对山牡荆容器苗生长的影响 . 热带生物学报, 2022, 13(6): 569-574. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.06.005
    [12] 刘芝妤, 李增平, 张宇.  大叶紫薇炭疽病病原的鉴定及生物学特性 . 热带生物学报, 2022, 13(6): 589-594. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.06.008
    [13] 朱清, 范鹤龄, 孙雪冰, 王位, 黄小龙, 李长江, 张荣萍.  链霉菌和壳寡糖对辣椒幼苗生长发育的影响 . 热带生物学报, 2022, 13(5): 509-513. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2022.05.012
    [14] 王鑫, 吴海霞, 符溶, 杜尚嘉, 陈国德.  不同郁闭度和海拔高度对海南风吹楠叶片及生长指标的影响 . 热带生物学报, 2021, 12(4): 481-490. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2021.04.011
    [15] 赵楠, 廖迎春, 黄国敏, 刘文飞, 沈芳芳, 段洪浪.  致死性干旱对8种树种幼苗非结构性碳水化合物的影响 . 热带生物学报, 2021, 12(3): 289-295. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2021.03.003
    [16] 李拴林, 罗小燕, 陈志祥, 吴如月, 廖丽, 丁西朋.  NaCl胁迫对不同来源木豆种子发芽及幼苗生长的影响 . 热带生物学报, 2021, 12(3): 296-304. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2021.03.004
    [17] 康梓杭, 倪苗, 邓晶, 吴庆书.  海口市10种行道树最优生长模型研究 . 热带生物学报, 2020, 11(1): 79-83. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.01.012
    [18] 崔闯, 吴娇, 刘东峻, 黄书怡, 万迎朗.  缺氮对槟榔幼苗叶片光合特性的影响 . 热带生物学报, 2020, 11(4): 446-454. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.04.007
    [19] 李祥燕, 郑妍妍, 侯志文, 张欢, 廖飞雄.  白掌叶片生长定量分析与生长模型的构建 . 热带生物学报, 2020, 11(4): 461-469. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.04.009
    [20] 胡娴, 刘贝宁, 唐凌菲, 宋思涵, 刘建福, 杜建新.  陨石水对豌豆种子萌发和幼苗生理特性的影响 . 热带生物学报, 2020, 11(3): 1-7.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-18
  • 修回日期:  2020-01-15
  • 网络出版日期:  2020-07-03
  • 刊出日期:  2020-06-01

60Co-γ和电子束辐照对紫薇种子萌发及幼苗生长的影响

doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.011
    基金项目:  上海市科学技术委员会种质创新项目(15391900400);上海市科学技术委员会项目(18DZ2283500)
    作者简介:

    夏溪(1984−),女,助理研究员,硕士.研究方向:植物表观遗传学. E-mail:xiaxi@shbg.org

  • 中图分类号: S685. 99

摘要: 使用不同剂量的60Co-γ和电子束辐照紫薇(Lagerstroemia indica)干种子,观察种子萌发和幼苗的生长情况,以确定适合紫薇的辐照类型和剂量。结果表明:在辐照剂量范围内2种辐照的种子发芽率均出现先促进后抑制的现象,成苗率随辐照剂量增加显著降低;60Co-γ辐照对幼苗株高有先抑制后促进的现象,电子束辐照对幼苗株高有抑制现象;2种辐照对幼苗分枝长和分枝数均有明显抑制作用,随辐照剂量增加显著降低;60Co-γ辐照对幼苗地径有一定程度的抑制作用,电子束辐照产生的变异较大;2种辐照对幼苗生长的综合分析显示在相同剂量条件下(250 Gy),电子束辐照处理下的紫薇幼苗分枝更长,地径更高;电子束辐照对紫薇幼苗分枝长和地径产生的变异更大。根据成苗率估算,紫薇干种子60Co-γ适宜辐照剂量为113.06~299.63 Gy,电子束适宜辐照剂量为245.5~372.24 Gy,紫薇对60Co-γ辐照的敏感度更大。本研究结果可为紫薇辐照育种提供依据,促进紫薇育种进程。

English Abstract

夏溪. 60Co-γ和电子束辐照对紫薇种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 热带生物学报, 2020, 11(2): 210-216. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.011
引用本文: 夏溪. 60Co-γ和电子束辐照对紫薇种子萌发及幼苗生长的影响[J]. 热带生物学报, 2020, 11(2): 210-216. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.011
XIA Xi. Effects of 60Co-γand Electron Beam Irradiation on the Germination and Seedling Growth of Lagerstroemia indica[J]. Journal of Tropical Biology, 2020, 11(2): 210-216. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.011
Citation: XIA Xi. Effects of 60Co-γand Electron Beam Irradiation on the Germination and Seedling Growth of Lagerstroemia indica[J]. Journal of Tropical Biology, 2020, 11(2): 210-216. doi: 10.15886/j.cnki.rdswxb.2020.02.011
  • 紫薇(Lagerstroemia indica)别名痒痒树、百日红、无皮树,是千屈菜科紫薇属落叶灌木或小乔木,产于我国中部及南方各省。紫薇树姿优美、树干光滑、花色艳丽、花期长,是重要的夏季观花冬季观干的景观植物,也是优良的园林观赏树种。我国紫薇属植物的育种起步较晚,目前的研究主要集中在种质资源收集[1-3]、杂交育种[4-5]、倍性育种[6-8]和栽培繁殖[9-11]等方面。辐射诱变是植物育种的重要方法,诱变育种可诱发较高的突变率,获得全新的变异类型,是观赏植物育种中一种有效的方法。60Co-γ 射线是观赏植物育种中最常用的辐射诱变源,具有成本低、突变率高,穿透力强等优点[12-15]。电子束辐射具有电子流聚束效果好、能量利用率高、操作简单等优点[16],目前在作物和观赏植物中的应用较少[17-22],也尚未见到紫薇属植物电子束诱变育种方面的报道。由于不同植物对辐照的敏感度不同,选择适宜的辐照剂量可提高突变频率和育种效率,笔者利用不同剂量的60Co-γ和电子束辐射对紫薇种子进行处理,研究不同剂量的辐射对紫薇种子萌发和幼苗生长的影响,确定紫薇合适的辐照剂量,旨在获得有价值的突变体,为紫薇优良品种的选育提供新型的育种材料。

    • 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%。

      表 1  60Co-γ辐照对紫薇种子发芽及成苗率的影响

      Table 1.  The effects of 60Co-γ on seed germination and seedling survival rate of Lagerstroemia indica

      项目 Item辐照剂量 Irradiation dose/GyCK
      50 100 150 200 250
      发芽率/% Germination rate 54.6 66.4 59.2 63.6 58.2 65
      始发芽天数/d Days for initial germination 12 11 11 11 12 11
      发芽完成天数/d Days for germination of all seeds 22 25 24 25 24 20
      成苗率/% Seedling survival rate 34.4 36.6 35 28.8 23.2 56.4
    • 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%。

      表 2  电子束辐照对紫薇种子发芽及成苗率的影响

      Table 2.  The effects of electron beam irradiation on seed germination and seedling survival rate of Lagerstroemia indica

      项目 Item辐照剂量 Irradiation dose/GyCK
      200 250 300 350 400 450500
      发芽率/% Germination rate 46.8 57.4 50.2 46.4 56.6 48.4 41.6 65
      始发芽天数/d Days for initial germination 13 13 13 13 14 13 14 11
      发芽完成天数/d Days for germination of all seeds 23 23 23 24 23 24 23 20
      成苗率/% Seedling survival rate 39.2 33.6 30 21 18.8 16.2 13 56.4
    • 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

      表 3  紫薇成苗率回归方程和不同致死率估计量

      Table 3.  Regression equations and different mortality rates of Lagerstroemia indica

      辐照类别
      Irradiation
      回归模型
      Regression equation
      复相关系数
      Multiple correlation coefficient
      不同致死率估计剂量/Gy
      Estimated dose of different mortality rates/Gy
      40%50%60%
      60Co-γy=72.12−0.107 2x0.741 5299.63206.34113.06
      离子束 EBy=98.74−0.157 8x0.964 2372.24308.87245.5
        注:x为辐照量(Gy),y为成苗率。
        Note: x is irradiation dosage; y is seedling survival rate; EB means electron beam.
    • 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。

      表 4  60Co-γ辐照对紫薇幼苗生长指标的影响

      Table 4.  The effects of 60Co-γ on the seedling growth indexes of Lagerstroemia indica

      指标 Index辐照剂量 Irradiation dose/GyCK
      50 100150 200 250
      株高/cm Height 26.22±4.84ab 24.33±5.93b 26.95±8.28ab 27.65±7.02a 28.10±6.21a 28.39±3.50a
      分枝长/cm Branch length 37.83±9.02bc 34.08±11.31c 41.06±15.92bc 41.77±17.45b 41.65±15.19b 52.27±13.62a
      分枝数/个 Branches 2.50±1.07b 2.27±1.26b 2.57±1.43b 2.73±1.91b 2.87±1.74b 3.70±1.42a
      地径/mm Ground diameter 4.12±0.73b 4.41±0.62ab 4.37±0.70b 4.48±0.91ab 4.24±0.77b 4.76±0.66a
        注:同一行数字后标注不同小写字母代表不同处理间差异显著(P<0.05),以下同。
        Note: Different lowercase letters in a row indicate significant differences at 0. 05 level under different irradiation dosages.
    • 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。

      表 5  电子束辐照对紫薇幼苗生长指标的影响

      Table 5.  The effects of electron beam irradiation on seedling growth indexes of Lagerstroemia indica

      指标 Index辐照剂量 Irradiation dose/GyCK
      200 250 300 350 400 450 500
      株高/cm Height 24.71±4.92cd 28.42±5.19a 25.49±5.06bcd 26.89±6.56abc 27.80±5.68ab 23.60±5.45d 26.51±7.35abc 28.39±3.50a
      分枝长/cm
      Branch length
      44.50±14.37b 57.07±7.70a 28.65±5.45c 30.22±6.58c 29.90±5.81c 32.31±14.63c 39.13±17.96b 52.27±13.62a
      分枝数/个
      Branches
      3.20±1.75abc 2.97±1.81abc 2.73±1.87bcd 3.17±1.74abc 3.33±1.35ab 2.1±1.56d 2.37±1.59cd 3.70±1.42a
      地径/mm
      Ground
      diameter
      4.68±0.88ab 5.00±0.93a 4.91±0.81ab 4.63±0.86ab 4.52±0.71b 4.03±0.87c 4.84±0.73ab 4.76±0.66ab
    • 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。

      表 6  2种辐照对紫薇幼苗生长指标的影响

      Table 6.  The effects of two types of irradiation on seedling growth indexes of Lagerstroemia indica

      处理
      Treatment
      株高
      Plant height/cm
      分枝长
      Branching length/cm
      分枝数
      Number of branches/个
      地径
      Ground diameter /cm
      60Co-γ(50 Gy) 26.22±4.84a 37.83 ±9.02bc 2.50±1.07a 4.12±0.73cd
      60Co-γ(100 Gy) 24.33±5.93a 34.08±11.31c 2.27±1.26a 4.41±0.62 abcd
      60Co-γ(150 Gy) 26.95±8.28a 41.06±15.92bc 2.57±1.43a 4.37±0.70abcd
      60Co-γ(200 Gy) 27.65±7.02a 41.77±17.45bc 2.73±1.91a 4.48±0.91 abcd
      60Co-γ(250 Gy) 28.10±6.21a 41.65±15.19bc 2.87±1.74a 4.24±0.77bcd
      电子束(200 Gy)EB 24.71±4.92a 44.50±14.37abc 3.20±1.75a 4.68±0.88abcd
      电子束(250 Gy)EB 28.42±5.19a 57.07±7.70a 2.97±1.81a 5.00±0.93a
      电子束(300 Gy)EB 25.49±5.06a 28.65±5.45c 2.73±1.87a 4.91±0.81ab
      电子束(350 Gy)EB 26.89±6.56a 30.22±6.58c 3.17±1.74a 4.63±0.86abcd
      电子束(400 Gy)EB 27.80±5.68a 29.90±5.81c 3.33±1.35a 4.52±0.71abcd
      电子束(450 Gy)EB 23.60±5.45a 32.31±14.63c 2.10±1.56a 4.03±0.87d
      电子束(500 Gy)EB 26.51±7.35a 39.13±17.96bc 2.37±1.59a 4.84±0.73abc
      CK 28.39±3.50a 52.27±13.62ab 3.70±1.42a 4.76±0.66abcd
    • 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。

参考文献 (30)

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