He-Ｎe激光對白菜種子萌發和生長的影響

摘要：以五月慢白菜種子為材料，研究了Ｈｅ－Ｎｅ激光不同輻照劑量以及不同輻照時間對白菜種子發芽率及其

莖和葉長度的影響。結果表明，激光輻照劑量為39.58 J/cm2、輻照時間為10~２０ ｍｉｎ時，顯著抑制白菜種子的發芽率以及莖和葉的長度。

關鍵詞：Ｈｅ－Ｎｅ激光；白菜；發芽率

中圖分類號：Ｑ６３１；Ｓ６３４．３文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）07－1400-03

Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｈｅ－Ｎｅ Ｌａｓｅｒ Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｏｎ Ｃａｂｂａｇｅ Ｓｅｅｄ

ＣＨＥＮ Ｊｉａｎ－ｊｕｎ，ＤＩＮＧ Ｒｕ－ｎｉｕ，ＴＡＮ Ｚｕｏ－ｊｕｎ，ＬＵ Ｊｕｎ，ＹＩ Ｗｅｉ－ｓｏｎｇ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ ｓｃｉｅｎｃｅ， Ｈｕａｚｈｏｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｗｕｈａｎ ４３００７０， Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Using cabbage variety Wuyueman as material， ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ Ｈｅ－Ｎｅ ｌａｓｅｒ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ａｎｄ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｃａｂｂａｇｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｌｅａｖｅｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｉｔ ｗｏｕｌｄ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎａｃｔｉｖａｔｅ ｃａｂｂａｇｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｇｒｏｗｔｈ ｌｅｎｇｔｈ ｏｆ ｓｔｅｍｓ ａｎｄ ｌｅａｖｅｓ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｌｕｍｉｎａｎｃｅ ａｎｄ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｗａｓ 39.58 J/cm2 and 10~２０ ｍｉｎｕｔｅｓ respectively．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｈｅ－Ｎｅ ｌａｓｅｒ； ｃａｂｂａｇｅ； ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ

激光誘變育種是激光應用的一個熱門領域。激光輻照可以通過產生光、壓力、熱和電磁場效應的綜合作用，直接或間接地影響生物有機體［１］。研究表明，激光輻照苦蕎陳種子，可提高苦蕎陳種子的萌發力和幼苗生長力［２］；激光輻照油松種子在干旱脅迫條件下的發芽率提高３２．２３％［３，４］；激光輻照玉米種子提高了發芽率［５，６］。輻照種子的激光常見有Ｈｅ－Ｎｅ激光和ＣＯ２激光。采用Ｈｅ－Ｎｅ激光和適量均強電場輻射的水稻種子可有效地提高發芽率［７，８］。采用ＣＯ２激光在低劑量范圍內，隨著輻照時間的延長，茄子產量累加值增長期也在延長［９］。Ｈｅ－Ｎｅ激光由于方向性好（發散角達１毫弧度以下），單色性好，輸出功率和波長能控制得很穩定，因此常用Ｈｅ－Ｎｅ激光處理植物種子［１０］。

激光的效應主要取決于激光的輻照劑量和輻照時間，有促進植物生長的效應，也有抑制植物生長的效應。例如采用Ｈｅ－Ｎｅ激光輻照甘藍種子，發現了抑制作用［１１］。金麗虹等［１２］采用Ｎｄ：ＹＡＧ倍頻激光輻照白菜種子促進了白菜的生長。但是采用激光輻照白菜種子抑制白菜生長的鮮有報道，試驗采用Ｈｅ－Ｎｅ激光不同的劑量、不同時間輻照白菜種子觀察其發芽率及其生長情況，為白菜的栽培生產及輻照育種等提供試驗依據和理論基礎。

１材料與方法

１．１材料

供試白菜品種為五月慢白菜種子（湖南省冷水江市蔬菜種子公司生產）。激光輻照采用Ｈｅ－Ｎｅ激光器（天津市拓普儀器有限公司生產），波長６３２．８ ｎｍ，功率１．０ ｍＷ，光束直徑１．０ ｍｍ，功率密度１２８ ｍＷ／ｃｍ２。檢測激光照度采用ＴＥＳ－１３３５照度計（臺灣泰仕電子工業股份有限公司生產），分辨率為０．０１ ｌｘ，以色溫２ ８５６Ｋ標準平面燈校正。

１．２方法

選取子粒飽滿、大小均勻的白菜種子，隨機分成６組，其中５組激光輻照處理，１組對照（ＣＫ）。每組處理４０粒種子，３次重復。用Ｈｅ－Ｎｅ激光輻照處理，其中輻照劑量分別為13．77、27．53、39．58、44．60、49．63 J/cm2。

選取上一次試驗結果中激光輻照抑制白菜生長作用最強的白菜種子，隨機分成６組，其中５組激光輻照處理，１組對照（ＣＫ）。每組處理４０粒種子，３次重復。其中輻照劑量取抑制白菜生長作用最強的輻照劑量值，輻照時間分別為１０、１５、２０、２５、３０ ｍｉｎ。

將輻照后的種子分別置于培養皿中，加入培養液于適宜的環境條件下培養。培養２０ ｄ后，統計白菜種子的發芽率、白菜莖的長度和葉的長度。

發芽率的測定：

發芽率＝×１００％

２結果與分析

２．１不同激光輻照劑量對白菜種子發芽率的影響

圖１為不同激光輻照劑量對白菜種子發芽率的影響。可以看出，不同激光輻照劑量對白菜種子發芽率的抑制效果不一樣。隨著激光輻照劑量的增加，白菜種子的發芽率是先減小后增大。當激光輻照劑量為39.58 J/cm2時，白菜種子的發芽率達到最小值，為８７．５０％。

２．２不同激光輻照劑量對白菜幼苗生長的影響

圖２為不同激光輻照劑量對白菜幼苗生長的影響。可以看出，不同激光輻照劑量對白菜幼苗生長的影響不一樣。隨著激光輻照劑量的增加，白菜莖和葉的長度均是先減小后增大。當激光輻照劑量為39.58 J/cm2時，白菜莖的長度為１．６０ ｃｍ，葉的長度為０．３１ ｃｍ。

２．３不同激光輻照時間對白菜種子發芽率的影響

圖３為Ｈｅ－Ｎｅ激光輻照劑量為39.58 J/cm2時，不同輻照時間對白菜種子發芽率的影響。可以看出，不同輻照時間對發芽率有一定影響，當輻照時間為１０ ｍｉｎ時，抑制白菜種子的發芽作用最大，白菜發芽率達到最小值，為６７．５０％。如果繼續延長輻照時間，白菜種子的發芽率反而會提高。

２．４不同激光輻照時間對白菜幼苗生長的影響

圖４為Ｈｅ－Ｎｅ激光輻照劑量為39.58 J/cm2時，不同輻照時間對白菜幼苗莖和葉長度的影響。可以看出，不同輻照時間對莖和葉的長度有一定影響，隨著激光輻照時間的延長，白菜幼苗莖的長度和葉的長度均為是先減小后增大。當激光輻照時間為

２０ ｍｉｎ時，白菜幼苗莖的長度為１．６０ ｃｍ，葉的長度為０．３１ ｃｍ。

３小結

以上研究結果表明，當Ｈｅ－Ｎｅ激光輻照白菜種子，輻照劑量為39.58 J/cm2、輻照時間為10~２０ｍｉｎ時，均會顯著抑制白菜種子的發芽率以及幼苗莖和葉的長度，而低于或高于此“閾值”，抑制白菜種子的發芽率以及幼苗莖和葉長度的效果會減小。激光對白菜種子的生理活動產生影響，主要是由于激光對生物體有直接或間接作用，即直接使生物體的形狀發生改變或導致生物體死亡；或間接使生物分子吸收能量，分子內發生能級躍遷，達到一定的振動能以后，使機體當代產生光照活化效應所至。

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