不同輻照強(qiáng)度和浸種時間對作物種子萌發(fā)的影響

朱子軼 葉勝海 翟榮榮

摘要 [目的]研究不同輻照強(qiáng)度和浸種時間對作物種子萌發(fā)的影響。[方法]對5個農(nóng)作物品種3個不同浸種時間的種子進(jìn)行Cs137γ射線2種劑量的輻照處理，研究其對不同作物品種發(fā)芽勢、芽長及根長的影響。[結(jié)果]輻照對不同浸種時間的油菜和高粱種子萌發(fā)沒有顯著影響，輻照對浸種時間較長的水稻和大麥種子萌發(fā)有抑制作用，輻照對玉米干種子和浸種12 h種子萌發(fā)有促進(jìn)作用。輻照對不同浸種時間的油菜和高粱種子萌發(fā)沒有顯著影響，但顯著抑制了高粱芽和根的生長，也抑制了浸種后油菜芽和根的生長，說明輻照對種子萌發(fā)、芽長及根長的影響不同。[結(jié)論]該研究為進(jìn)一步研究Cs137γ射線對多種農(nóng)作物種子的輻射敏感性差異提供了基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞 浸種時間；輻照；種子；萌發(fā)

Effects of Different Radiation Intensity and Soaking Time on Crop Seed Germination

ZHU Zi-yi1，YE Sheng-hai2，ZHAI Rong-rong2* （1.College of Agriculture & Biotechnology，Zhejiang University，Hangzhou，Zhejiang 310058； 2.Institute of Crop and Nuclear Technology Utilization，Zhejiang Academy of Agricultural Sciences，Hangzhou，Zhejiang 310021）

Abstract [Objective]To study effects of different radiation intensity and soaking time on crop seed germination.[Method]The effect of two different radiation dosages of Cs137γ ray on the 5 crop varieties，seeds with different soaking time was studied.[Result]Irradiation had no significant effect on the germination of rape and sorghum seeds with different soaking time.Irradiation inhibited the germination of rice and barley seeds with longer soaking time.Irradiation promoted the germination of maize dry seeds and soaking for 12 h seeds.Irradiation significantly inhibited the growth of rape and sorghum′s buds and roots，which indicated that the effects of irradiation on seed germination，bud length and root length were different. [Conclusion]The research provided basic data for further study the radiation sensitivity of Cs137γ ray on several kinds of crop seeds.

Key words Soaking time；Radiation；Seed；Germination

輻射育種是利用物理誘變因素處理目標(biāo)生物，使生物染色體、基因和細(xì)胞質(zhì)等遺傳物質(zhì)發(fā)生變異，然后篩選出符合育種目標(biāo)的個體，從而達(dá)到改良某些或某個性狀的目的[1-2]。 應(yīng)用于輻射育種的方法多種多樣， 如粒子輻射、電磁輻射、紫外光等，其中γ射線是電磁輻射的一種。Cs137γ射線半衰期長，射線能量小，是較60Co γ射線相對穩(wěn)定的誘變源[3]。但前人研究中應(yīng)用于誘變育種的主要是60Co γ射線，對應(yīng)用Cs137γ射線的研究甚少，而Cs137γ射線對不同浸種時間農(nóng)作物種子發(fā)芽勢、芽長和根長影響的研究更不多見[4-8]。筆者以5個農(nóng)作物品種3個不同浸種時間的種子為材料，進(jìn)行了Cs137γ射線2種劑量的輻射處理，研究不同輻照強(qiáng)度和浸種時間對不同作物品種發(fā)芽勢、芽長及根長的影響，為進(jìn)一步研究Cs137γ射線對多種農(nóng)作物種子的輻射敏感性差異提供基礎(chǔ)資料。

1 材料與方法

1.1 材料 試驗選用水稻（浙粳88）、玉米（科糯3號）、大麥（14-106）、高粱（LTR108）和油菜（浙油51）共5個農(nóng)作物品種的種子。

1.2 方法

1.2.1 輻照。輻照在國家水稻改良中心杭州輻照分中心（浙江省輻照中心）進(jìn)行。采用300 Gy和600 Gy的Cs137γ射線分別處理上述作物干種子、浸種12 h和浸種24 h的濕種子，以不照射的種子為對照，每個處理50粒種子，3次重復(fù)。

1.2.2 發(fā)芽。

種子輻照后將其均勻擺放在內(nèi)鋪3層濾紙經(jīng)高溫消毒的11.5 cm×11.5 cm的干凈發(fā)芽盒中，各加水10 mL，保持濾紙濕潤。將發(fā)芽盒加蓋置于30 ℃恒溫箱中，第3天統(tǒng)計種子萌發(fā)情況，計算發(fā)芽勢。從每個發(fā)芽盒中選取3粒分別測量芽長和根長，計算平均值。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析。發(fā)芽勢（Ge）=前3 d內(nèi)供試種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù) ×100%。數(shù)據(jù)采用 Excel 2010和 SPSS 13.0軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 輻照對不同作物種子萌發(fā)的影響

輻照對不同浸種時間種子萌發(fā)的影響不同（圖1～3）。0、300、600 Gy 這3個輻照處理對油菜和高粱干種子、浸種12 h和浸種24 h種子萌發(fā)沒有顯著影響。3個輻照處理對水稻干種子、浸種12 h種子萌發(fā)沒有顯著影響，而600 Gy輻照處理對浸種24 h水稻種子萌發(fā)有顯著抑制作用，發(fā)芽勢較對照下降43%。3個輻照處理對大麥干種子萌發(fā)沒有顯著影響，但300 Gy和600 Gy輻照處理對浸種12 h和浸種24 h大麥種子萌發(fā)有顯著抑制作用。300 Gy和600 Gy輻照處理下，玉米干種子的發(fā)芽勢顯著高于對照，分別上升了138%和128%，且差異都達(dá)到了顯著水平（P<0.05）；而2個輻照處理對浸種12 h和浸種24 h玉米種子萌發(fā)沒有顯著影響。由此可見，輻照對不同浸種時間的油菜和高粱種子萌發(fā)影響較小，對浸種時間較長的水稻和大麥種子萌發(fā)有抑制作用，對玉米干種子和浸種12 h種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，而對浸種24 h種子萌發(fā)沒有顯著影響。

2.2 輻照對不同作物芽長的影響

輻照對水稻干種子芽的生長有抑制作用，但對浸種后種子芽的生長沒有顯著影響；輻照對大麥和高粱干種子、浸種12 h和浸種24 h后芽的生長有顯著的抑制作用；輻照對油菜干種子芽的生長沒有顯著影響，但對浸種后芽的生長有顯著的抑制作用（圖4～6）。

2.3 輻照對不同作物根長的影響

輻照對水稻、大麥和高粱干種子、浸種12 h和浸種24 h后根的生長均有顯著的抑制作用；輻照對油菜干種子芽的生長沒有顯著影響，300 Gy輻照處理對浸種12 h后油菜芽的生長沒有顯著影響，但600 Gy輻照處理對其有顯著的抑制作用，輻照對浸種24 h后油菜芽的生長有顯著抑制作用；300 Gy輻照處理對玉米干種子芽的生長沒有顯著影響，但600 Gy輻照處理對其有顯著的抑制作用，輻照對浸種12 h和浸種24 h后玉米根的生長均有顯著的抑制作用（圖7～9）。

3 結(jié)論與討論

不同浸種時間和輻照強(qiáng)度對作物種子萌發(fā)的影響不同，有些促進(jìn)了種子萌發(fā)，有些抑制了種子萌發(fā)。該研究中，輻照對不同浸種時間的油菜和高粱種子萌發(fā)沒有顯著影響，說明上述2種作物種子有極強(qiáng)的抗輻照能力，可能與2種作

物種子本身成分有關(guān)[2]；輻照對浸種時間較長的水稻和大麥種子萌發(fā)有抑制作用，說明種子的含水量以及萌動狀態(tài)與其

抗輻照能力有關(guān)[9]；輻照對玉米干種子和浸種12 h種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，可能是適當(dāng)劑量的輻照促進(jìn)核酸和可溶性蛋白質(zhì)的合成，從而促進(jìn)了種子的萌發(fā)[10]，這與周柱華等[11]和孫欣欣等[5]的研究結(jié)果基本一致。

輻照對種子萌發(fā)、芽長及根長的影響不同。該研究中輻照對不同浸種時間的油菜和高粱種子萌發(fā)沒有顯著影響，但顯著抑制了高粱芽和根的生長，也抑制了浸種后油菜芽和根的生長。輻照對玉米干種子和浸種12 h種子萌發(fā)有促進(jìn)作用，但對玉米干種子芽長，干種子和浸種12 h種子根長有顯著抑制作用。可見，評價輻照對作物生長的影響時，應(yīng)采用多個指標(biāo)進(jìn)行綜合評價。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉玉堂，周詳明.藥用植物育種研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，42（25）：8558-8559，8572.

[2] 張瑞勛，馮水英，祁永斌，等.不同作物品種對60Coγ射線的輻照敏感性[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2008，24（8）：266-269.

[3] 駱榮挺，張銘銑，徐寶才.快中子和銫-137γ射線對水稻的誘變效果[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，1993，5（1）：52-54.

[4] 李秀芬，張德順，吳福蘭，等.60Co-γ輻照對木槿種子發(fā)芽及幼苗生長的影響[J].核農(nóng)學(xué)報，2009，23（3）：450-453.

[5] 孫欣欣，郭新梅，裴玉賀，等.60Co-γ射線對玉米種子萌發(fā)及百粒重的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2013，23（6）：2195-2198.

[6] 吳光升，強(qiáng)繼業(yè)，陳立.60Co-γ射線輻射對美女櫻·菠蘿菊根長·芽長及出芽率的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，33（6）：1032-1033.

[7] 雷軍，強(qiáng)繼業(yè)，王瑛，等.60Co-γ射線輻照處理對寬葉青菜種子的影響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（26）：11293-11294，11302.

[8] 余勤，羅雪梅，王育燦，等.大蒜采后不同時間60Co-γ射線輻照的抑芽效果[J].核農(nóng)學(xué)通報，1997，18（1）：18-20.

[9] 林兆松，黃振興，唐文慶，等.水稻種子不同生理狀態(tài)的輻射效應(yīng)與誘變效果[J].核農(nóng)學(xué)通報，1991，12（1）：1-4.

[10] 張賓，段智英，楊苗.He-Ne激光輻照對小麥陳種子萌發(fā)影響的研究[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，17（2）：110-112.

[11] 周柱華，單成鋼，朱斗北，等.玉米自交系輻照效應(yīng)的研究[J].核農(nóng)學(xué)報，2001，15（4）：213-218.