離子注入結合航天搭載對蓮的誘變效應

徐金星 ，張香蓮 ，劉凰 ，歐陽冬梅 ，劉春華，唐記平 ，謝克強，

（1.廣昌縣白蓮科學研究所，江西廣昌，344900；2.廣昌縣白蓮產業發展局）

江西省廣昌縣白蓮科研所于1994年首次開展航天搭載誘變育種，將蓮種子搭載我國“940703”號返回式衛星，經高能重粒子、微重力、真空等外太空綜合環境條件作用，使種子遺傳基因產生突變，成功培育出太空蓮系列高產優質子蓮新品種，使廣昌白蓮單產提高60%以上，實踐證明航天搭載育種是蓮育種行之有效的方法。為培育出更優良的子蓮品種，2004年，廣昌白蓮所與北師大低能核物理研究所及東方紅宇航技術有限公司合作，開展了離子注入結合航天搭載誘變育種試驗，并獲得一些有益變異，試驗結果如下。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

搭載材料有完全成熟的蓮種子（包括子蓮、花蓮品種及育種單株種子）或進行離子束注射預處理種子，共計20個樣品材料，314粒種子，其中有16個處理的168粒種子，在2004年春由北師大核物理所進行離子注入預處理，處理品種及劑量見表1。

1.2 試驗方法

2004年9月27日將上述種子搭載我國第20顆返回式衛星，在軌道運行18 d，種子回收后常溫保存。2005年4月30日搭載處理及對照種子同時破殼催芽，5月11日長出2~3片真葉時移栽到口徑為45 cm的營養缸內，每缸1株，隨機排列，試驗地點在廣昌縣白蓮科學研究所試驗園，常規管理。觀察記載SP1代的發芽情況、開花習性（始蕾期、現蕾率、現蕾數）、形態特征（花型、花色）、經濟性狀（蓬數、每蓬實粒數、粒質量）的變異情況，第2年翻缸用藕移栽，繼續觀察其生長發育情況。

2 結果與分析

2.1 種子發芽與成苗情況

經過處理的蓮種子發芽率與對照相比差異并不明顯，在20個經處理的種子中，有7個比對照高，9個比對照低，4個相等。其中1～16號經離子注入并搭載衛星處理的168粒種子，發芽148粒，發芽率為88.1%，比對照高1.8個百分點，17～20號僅用衛星搭載處理的146粒種子，發芽135粒，發芽率92.5%，比對照低3.1個百分點。但20個處理的累計發芽率卻比對照高0.3個百分點（表2）。

表1 搭載材料表

表2 離子注入結合航天搭載對蓮種子發芽率的影響

種子萌發后，當長出2~3片真葉時移栽到營養缸內，當年經離子注入并搭載衛星處理的種子成苗率為54.1%，僅采用衛星搭載處理的成苗率為52.7%，分別較對照低20.5和34.9個百分點（表3）。

2.2 對SP1代開花習性的影響

①對始蕾期的影響 經離子注入加衛星搭載處理的后代始蕾期與對照相比變化不大，如2006年采用種藕移栽的單株，8個處理中有5個比對照遲，只有2個提早，未經離子注入的18~20號處理始蕾期的變幅較大，比對照高12%~20%，其余處理的始蕾期變幅與對照比較接近（表4）。

表3 離子注入結合航天搭載對蓮SP1代成苗率的影響

表4 離子注入結合航天搭載對蓮SP1代始蕾期的影響

表5 離子注入結合航天搭載對蓮SP1代現蕾率的影響

②對現蕾率的影響 根據各處理的成苗與現蕾株數，對成苗數在5株以上的7個處理的現蕾率來看，有5個處理的現蕾率比對照低，且現蕾率最高的是對照19和對照20，達到88.9%，而處理19和處理20只有72.7%和73.9%，現蕾率最低的是對照7，成苗5株，無一株出現花蕾（表5）。

③對現蕾數的影響 離子注入結合衛星搭載或僅采用衛星搭載均能提高SP1代的平均現蕾數，從表6中的6個處理看，除處理19與對照持平外，其余均比對照高，變異率在20%以上。單株現蕾數最多的是處理13的134號缸，現蕾13朵，比對照多6朵，其次是處理19的197號缸現蕾12朵，比對照多4朵。各處理間平均單株現蕾數最多的是處理15，16，每缸現蕾6朵，其次是處理13每缸5.8朵（表6）。

2.3 對SP1代形態特征的影響

主要對花型花色的變異進行分析，SP1代花型花色產生了一些變異。如處理12由爪紅變為紅，處理20由紅變為爪紅及粉紅。在各處理與對照中，花型變異主要表現為單瓣變為半重瓣或半重瓣變單瓣。花色由紅色變成爪紅、粉紅，爪紅變為紅（表 7，8）。

表6 離子注入結合航天搭載對蓮SP1代現蕾數的影響

表7 離子注入結合航天搭載對蓮SP1代花型的影響

表9 離子注入結合航天搭載對蓮SP1代有效蓬數的影響

表10 離子注入結合航天搭載對蓮SP1代單粒質量的影響

表8 離子注入結合航天搭載對蓮SP1代花色的影響

2.4 對SP1代經濟性狀的影響

①有效蓬數 經搭載處理可提高SP1代的平均有效蓬數，如表8中的5個處理中，有4個平均有效蓬數比對照多，變異率在20%以上，僅處理15與對照相等。平均每缸采收蓮蓬數最多的是處理13，達6.5只，比對照多2只，其次是處理16，平均采收 4.8 只（表 9）。

②單粒質量 經離子注入結合航天搭載后，SP1代單粒質量與對照比變幅及變異率不太明顯，處理變幅為21.3%~57.4%，對照24.3%~56.5%。各處理變異率亦不顯著，但處理20的變異率則高達56.7%，遠遠高于其他處理（表10）。

③平均每蓬實粒數 經室內考種表明，離子注入結合航天搭載或僅利用航天搭載均可提高SP1代的平均每蓬實粒數，表10中的5個處理除處理9的平均每蓬實粒數比對照低外，其余4個處理均比對照高，最高的處理15，達16.3粒，較對照多6.4粒。但單株每蓬實粒數最多的是對照20的246號缸，實粒數達20粒，高出處理5粒（表11）。

3 小結

離子注入結合航天搭載處理蓮種子，對蓮SP1代蕾、花、蓬、果等均能產生有效變異，能增加單株現蕾數、有效蓬數及每蓬實粒數，但其變異能否穩定并最終培育成新品種，還有待進一步觀察。

表11 離子注入結合航天搭載對蓮SP1代每蓬實粒數的影響