⁶⁰Co—γ射線對山藥零余子的輻射效應

劉艷芝　徐祥文　王淑霞　馬井玉

摘要：以4個山藥品種的零余子為材料，用不同劑量的⁶⁰Co-γ射線進行輻照處理，并調查統計各處理的出苗率及地下小塊莖的重量。結果表明：隨著輻射吸收劑量的增加，供試材料的輻射損傷效應也逐漸增大，出苗率下降；出苗率與輻射吸收劑量呈一元一次線性關系，其線性方程為：Y=-ax+b（a>0，b>0）；不同吸收劑量處理對山藥M₂代塊莖的效應品種間表現不同：輻射可以增加嘉祥細毛長山藥地下塊莖的長度，增加橫截面直徑，提高單株重；輻射對米山藥塊莖長度的影響規律不明顯，18000rad處理的單株重明顯增大；隨輻射劑量增加牛腿山藥地下塊莖重量呈先增加后降低趨勢；輻射對鐵棍山藥地下塊莖的影響無明顯規律。

關鍵詞：山藥零余子；⁶⁰Co-γ射線；輻射效應

中圖分類號：S632.1 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2016）04-0054-04

誘變育種是人為地利用物理、化學和生物因素誘導植物遺傳性狀發生變異，并根據育種目標從變異后代中選育新品種或獲得有利用價值的種質資源的一項現代育種技術。輻射誘變屬于物理誘變，其具有突變率高、突變譜寬、后代性狀穩定快、育種周期短等優點，易于創造新的資源材料與類型，且方法簡便，可在短時間內改變植物的某一性狀。我國自20世紀50年代后期開始進行植物輻射誘變育種技術的研究，經過不懈努力，在植物突變品種的育成數量、突變品種的種植面積和經濟效益等方面，均以較大優勢領先于世界其它國家。

山藥學名薯蕷（Dioscorea opposita Thunb.），為薯蕷科薯蕷屬，廣泛分布在我國華北、西北及長江流域各省區，并形成許多地方品種，且糧、菜、藥兼用，營養十分豐富，單產和經濟價值高，發展前景較好。加強山藥的研究與開發，無疑可以為保障我國糧食安全、增加農民收入發揮積極作用。傳統的薯塊留種栽培方式，造成種性退化和產量下降，影響山藥的產業化發展。缺少高產、優質、抗病的山藥新品種已成為山藥生產中亟需解決的一個重大問題。山藥一般為雌雄異株，種子多具不稔性，所以搞雜交育種十分困難，多年來只集中于山藥良種的收集和篩選上，根據這一實際，我們利用輻射誘變的方法來誘導突變性狀、擴大變異、創新種質、豐富基因庫，為選育山藥新品種打下良好基礎。

由于植物種子在半致死輻射劑量處理下輻射的誘變率最高，因此一般輻射育種中劑量的選擇通常采用半致死劑量或臨界劑量以內。目前尚未見到關于山藥輻射育種中合適輻射誘變劑量的報道。為此我們以4個山藥品種的零余子為材料，研究不同輻射劑量對山藥零余子出苗率和田間生長情況的影響，以試圖找出山藥零余子的適宜輻射劑量，為山藥的輻射育種提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為：嘉祥細毛長山藥、濟寧米山藥、牛腿山藥、鐵棍山藥的零余子。

1.2 試驗方法

2010年3月23日，選大小均勻、表面光滑無殘眼、無病蟲害、飽滿健康的零余子，每500粒裝一紗網袋，每品種裝7袋，待其快要萌發時（3月28日）送至山東省農業科學院原子能研究所用⁶⁰Co-γ射線進行輻照。輻射所用的吸收劑量為3000～30000rad，每隔5000rad設一個處理，分別為3000、8000、13000、18000、23000rad及30000rad，以未輻照的零余子為對照。

輻照處理后，統一播種在肥水條件一致、排灌良好的山藥選種田，記為輻射圃M₁代。將每一紗網袋內的500粒山藥零余子按行距0.2m、株距0.15m播種成小區，小區之間留有走道，不設重復，對輻射圃進行統一管理，并及時調查出苗及田問生長情況，在完全出苗后統計出苗率。出苗率（%）=（出苗數/播種的零余子數量）×100。對選出的變異株及時掛牌標記并調查其性狀。秋收小塊莖存好，于翌年4月3日栽植，每小區栽植量是上年秋實收的小塊莖數量（剔除壞的），按行距0.8m、株距0.16m統一播種在打好的山藥溝中，每小區之間留有走道，記為M₂代，管理按常規進行，并對出苗及田問長勢進行調查，注意找尋變異株，并掛牌標記。變異株單收零余子及塊莖，重點調查塊莖性狀。

應用Microsoft Excel對不同劑量處理的出苗率進行回歸分析并作圖，計算半致死劑量（LD₅₀）。

2 結果與分析

2.1 不同輻射劑量對山藥零余子出苗率的效應

由圖1看出，隨著輻射吸收劑量的增加，供試材料的出苗率整體呈下降趨勢，但下降的幅度不同，說明不同基因型材料對輻射強度的敏感度不同。將輻射吸收劑量作為因變量（X），不同劑量處理下的出苗率作為依變量（Y），建立回歸方程并計算出苗率為50%時的半致死劑量LD₅₀。

回歸方程及LD₅₀如下：

嘉祥細毛長山藥零余子：Y=-0.0024X+95.515（R²=0.9515），LD₅₀=18964.8；

濟寧米山藥零余子：Y=-0.0025X+108.97（R²=0.7832），LD₅₀=23588.0；

牛腿山藥零余子：Y=-0.0026X+110.76（R²=0.8066），LD₅₀=23369.2；

鐵棍山藥零余子：Y=-0.0026X+102.4（R²=0.7111），LD₅₀=20153.8。

2.2 不同輻射吸收劑量對山藥塊莖的效應

2.2.1 不同輻射吸收劑量對M₁代山藥塊莖的效應 10月底，當山藥葉片枯黃時，收獲輻射圃的山藥零余子和山藥的地下塊莖，每個品種每個輻射處理的零余子和塊莖都單收單存，山藥單株塊莖重見表1。從表1中看出，隨著吸收劑量的增大，山藥塊莖重多呈逐漸減小趨勢，但細毛長山藥23000rad處理的小塊莖明顯大，米山藥18000rad處理的小塊莖也明顯比其它處理的要大，將其分別編號為XFS23000和MFS18000，以便后續深入研究。

2.2.2 不同輻射吸收劑量對M，代山藥塊莖的效應 由表2可以看出，⁶⁰Co-γ射線輻射可以增加嘉祥細毛長山藥地下塊莖的長度，增加橫截面直徑，提高單株重，30000rad處理的單株重較小應該與種薯塊莖較小有關。⁶⁰Co-γ射線對米山藥塊莖長度的影響規律不明顯，18000rad處理的單株重明顯增大（表3）；隨輻射劑量增大牛腿山藥地下塊莖重量呈先增加后降低趨勢（表4）；輻照對鐵棍山藥地下塊莖的影響無明顯規律（表5）。

3 結論

3.1 根據本研究結果可知：輻射誘變后的零余子出苗率與輻射劑量呈一元一次線性關系，其線性方程為：Y=-aX+b（a>0，b>0），出苗率隨輻射劑量的增加而降低。

3.2 不同基因型山藥對輻射敏感程度不同，因此輻射育種實踐中首先要確定適宜的輻射劑量。只有使M，代有足夠的植株成活率，才能保證M₂代產生足夠多的可供選擇的群體及突變體。

3.3 通過田間調查發現，隨著⁶⁰Co-γ射線吸收劑量的增大，山藥小塊莖M₁代有逐漸減小的趨勢，但細毛長山藥23000rad處理的明顯大，米山藥18000rad處理的小塊莖也明顯比其它處理的大，說明輻射處理后產生了一些地下塊莖增大的變異，但它能否遺傳還需進行深入研究。

3.4 不同吸收劑量處理對山藥M₂代塊莖的效應品種問表現不同。輻射可以增加嘉祥細毛長山藥地下塊莖的長度，增加橫截面直徑，提高單株重；輻射對米山藥塊莖長度的影響規律不明顯，18000rad處理的單株重明顯增大；隨輻射劑量增大牛腿山藥地下塊莖重量呈先增加后降低趨勢；輻射對鐵棍山藥地下塊莖的影響無明顯規律。