兩個黃金茶品種插穗60Co-γ輻射誘變適宜劑量的研究

楊培迪,趙 洋,劉 振,成 楊,楊 陽

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兩個黃金茶品種插穗60Co-γ輻射誘變適宜劑量的研究

楊培迪,趙 洋,劉 振,成 楊,楊 陽*

(湖南省農業科學院 茶葉研究所,國家茶樹改良中心湖南分中心,湖南 長沙 410125)

以2個黃金茶品種及福鼎大白茶的插穗為材料,采用不同劑量的60Co-γ射線處理, 對其適宜的輻射劑量進行初步研究.結果表明,不同輻射劑量對茶樹扦插苗成活率有一定的影響, 以 0 Gy 的發芽率最高, 4～8Gy 為"半致死劑量"(LD50), 10 Gy 或更高的劑量為"致死劑量"( LD100) .不同輻射劑量對幼苗的生長產生影響, 10 Gy 的誘變劑量株型明顯矮于對照及其他處理.60Co-γ射線處理茶樹扦插苗最適宜的輻射劑量為 2～4 Gy, 其成活率最高.

60Co-γ射線;茶樹;黃金茶;輻射誘變;輻射劑量

輻射育種以其簡便、安全、突變率高( 比自然突變率高100～1 000 倍, 最高可達 1/30) 、變異譜擴大、能打破舊的性狀連鎖、實現基因重組且變異性狀穩定、短時間內可育出新品種等特點而成為作物品種改良的重要途徑之一[1].近年來, 我國在農作物、果樹及花卉等方面的輻射育種研究有較大進展并取得了較優異的成果, 但應用到茶樹育種上,尚未取得理想的結果.其原因茶樹是異花授粉作物,難以獲得基因純合的突變體,遺傳效應與輻射效應交錯在一起,難以分析;育種年限長、個體大、有益突變率低,還要花費大量土地、人力和時間等.但茶樹輻射育種也有不少有利的條件:一是利用茶樹遺傳組成上的雜合性,通過輻射能誘導出豐富的變異類型;二是利用茶樹能無性繁殖的特點,通過扦插能保留各代出現的突變體,而毋須繁瑣的純化程序[2].湖南省茶葉研究選育的省級茶樹良種福豐就是采用60Co-γ射線輻照福鼎大白茶種子,從M1中選育出的[3].

保靖黃金茶是湘西保靖縣特異、珍稀,古老的地方茶樹品種資源,原產于保靖縣葫蘆鎮黃金村,該品種氨基酸含量較高,制綠茶品質優異[4],在當地自古就有"一兩黃金一兩茶"的美譽.近年來,湖南省茶葉研究所與保靖縣農業局合作,從保靖黃金茶群體中選育出保靖黃金茶1號、黃金茶2號、黃金茶168號,并通過湖南省農作物品種登記機構登記.

1　材料與方法

1.1供試材料

保靖黃金茶1號、黃金茶2號、福鼎大白茶3個品種采集母本,按照扦插標準進行剪切.

1.2試驗設計

2012 年12月,將各茶樹品種扦插苗送湖南省核農學與航天育種研究所用60Co-γ 射線照射處理,設 6 個處理,劑量分別為 0( 對照CK) 、2、4、6、8、10 Gy,劑量率為1.67 Gy/min,每個處理100 根插穗.輻照后將插穗種植在肥力均勻的土壤上,每行50株,常規方法管理.于2013年10月調查成活率及株高.利用EXCEL 2013進行相關統計分析.

圖1　不同輻射劑量對不同茶樹品種扦插苗成活率的影響Fig.1 The different dose of radiation's effect on the survival rate of cottage seeding

2　結果與分析

2.1不同輻射劑量對不同茶樹品種扦插苗成活率的影響

在2013年11月下旬,地上部生長結束時,調查各處理茶樹扦插苗成活株數,計算成活率,各處理隨機調查15株扦插苗株高,取其平均數.

從圖1可以看出,3個茶樹品種扦插苗在0 Gy下成活率均不高于50%.各品種扦插苗在0 Gy時成活率最高,隨著劑量的加大,不同品種扦插苗成活率略有差異,但整體呈現成活率逐漸下降的趨勢.保靖黃金茶1號,在4 Gy、6 Gy處理下,成活率略高于2 Gy時的31.33%,分別為37.00%、35.61%.在10 Gy時,存活率急劇下降,為2.67%.黃金茶2號,在4 Gy時成活率為18.67%,略高于2 Gy時的成活率16.67%,隨后逐漸降低.8 Gy時,黃金茶2號、福鼎大白茶成活率遠低于保靖黃金茶1號,3個品種在10 Gy時,成活率都很低.各茶樹品種扦插苗處理成活率都較低,是由于2013年夏天大旱,且持續時間長,溫度高,缺水導致.

相對成活率,是指茶樹品種在不同劑量率輻射下相較于該品種在0 Gy的成活率,更能體現不同輻射劑量對該品種茶樹成活率的影響.國際上一般將半致死劑量(LD50)作為輻射劑量的一個重要參考指標.

從圖2可以看出,保靖黃金茶1號和黃金茶2號在2 Gy時相對成活率為別為68.11%、50.52%,為各劑量成活率最高,福鼎大白茶在0 Gy時相對成活率最高,為63.89%.隨著劑量的增大,各品種茶樹扦插苗相對成活率呈現降低的趨勢.保靖黃金茶在8～10 Gy時下降最為劇烈,從63.76%降為5.80%.而黃金茶2號與福鼎大白茶輻射扦插苗的相對成活率,在4～6 Gy時大幅下降.

2.2不同輻射劑量對茶樹扦插苗株高的影響

從圖3可以看出,隨著劑量的加大,3個茶樹品種株高整體呈現下降的趨勢.保靖黃金茶1號在0 Gy時,株高最高,為30.95 cm,隨后下降,在6 Gy時有所回升,為20.81 cm,隨后保持;黃金茶2號在4 Gy時株高最高,為26.19 cm,隨后下降,8 Gy時最低,為11.2 cm, 10 Gy時有所升高,為17.35 cm,與6 Gy時大致相當;福鼎大白茶也在4 Gy時株高最高,為26.19 cm,隨后下降,在6～8 Gy時相差不大,分別為19.07 cm和19.68 cm.隨后迅速下降,10 Gy時僅為11.65 cm.

圖2　不同輻射劑量對茶樹品種相對成活率的影響Fig.2 The different dose of radiation's effect on the relative survival rate of cottage seeding

圖3　不同輻射劑量茶樹品種扦插苗株高的影響Fig.3 The different dose of radiation's effect on the height of cottage seeding

3　結論與討論

從試驗結果可以看出,不同輻射劑量對不同茶樹品種成活率的影響效果不同.不同品種扦插苗對輻射劑量敏感性不一樣,保靖黃金茶1號在2～8 Gy均保持50%以上相對成活率.黃金茶2號在2～4 Gy保持50%以上相對成活率.福鼎大白茶在2 Gy均相對成活率高于50%.因此各品種的"半致死劑量"(LD50)不同:保靖黃金茶1號LD50為8 Gy,黃金茶2號LD50為 4 Gy,福鼎大白茶LD50為2 Gy.劑量為 0 Gy成活率最高, 10 Gy 或更高的劑量為"致死劑量".

受輻照強度的影響, 隨著輻射劑量的增加,會對扦插苗造成越來越大的生物學損傷, 植株生長變差.在該試驗中, 不同輻射劑量對各茶樹品種生長產生一定的影響.在 2～6 Gy 的劑量范圍內, 黃金茶2號與福鼎大白茶扦插苗平均株高下降較慢,但保靖黃金茶1號扦插苗受輻射平均株高下降較快.10 Gy 誘變劑量可引起株型明顯矮小,各品種平均株高均明顯低于0 Gy.

[1] 王旭軍,吳際友,程勇,等. 輻射育種及其在林木育種中的應用前景[J]. 湖南林業科技, 2007(02)∶ 13-15.

[2] 曹達人. 茶樹的輻射育種[J]. 中國茶葉, 1982(02)∶ 29-31.

[3] 楊亞軍,梁月榮. 中國無性系茶樹品種志[M].上海∶上海科學技術出版社,2014.

[4] 李維,劉淑娟,張帆,等. 長沙和保靖生態條件對保靖黃金茶1號品質的影響[J]. 湖南農業大學學報(自然科學版), 2014(04)∶ 445-448.

Research of the Appropriate Dose of 2 kinds of cutting seedlings of golden tea by60Co-γ

YANG Pei-di,ZHAO Yang,LIU Zhen,CHENG Yang,YANG Yang*
(Tea Research Institute of Hunan Academy of Agricultural Sciences, National Tea Cultivar Improvement Center Hunan Branch, Changsha 410125, China)

In this article, a preliminary study on the radiation dose of 2 golden tea varieties and Fuding cutting seedlings with different doses of60Co-γ gamma rays was conducted. The results showed that the survival rate of the seedlings with different radiation doses had a certain effect on the germination rate of 0 Gy, 4～8Gy was the "half lethal dose"(LD50), 10 Gy or higher dose to "lethal dose"(LD100). Different radiation doses have some effects on the growth of seedlings, plant mutation dose of 10 Gy were significantly higher than the control and other treatments. The most suitable radiation dose for the treatment of60Co was Gy 2～4, and the survival rate was the highest.

60Co-γ ray, Tea plant, Golden tea, Radiation mutation, Radiation dose

S571.1

A

1009-525X(2016)02-38-40

2015-12-24

2016-03-01

現代農業產業技術體系建設專項(CARS-23)、湖南省科技計劃重點研發計劃(2015NK3042)、湖南省重大專項(2014FJ006)

楊培迪(1984-),男,四川內江人,助理研究員,主要從事茶樹種質資源與遺傳育種研究.

楊陽,yangyangsir@126.com