60Co-γ輻射對三種鹽堿脅迫下稗草種子萌發的影響

李 紅， 李 波， 楊 曌

(1. 黑龍江省畜牧研究所， 黑龍江 齊齊哈爾 161005； 2. 齊齊哈爾大學生命科學與農林學院，抗性基因工程與寒生物多樣性保護黑龍江省重點實驗室， 黑龍江 齊齊哈爾 161006)

稗草(Echinochloacrusgalli)為一年生的禾本科植物，抗性良好、產量高、適應性強、生長周期長、抗鹽堿和抗倒伏等特點，是一種適合在鹽堿地種植的優良飼料作物，應用范圍廣泛。但是對稗草的研究卻很少，從而導致稗草的品種比較單一、種質資源遺傳基礎狹小[1-2]。

輻射誘變育種就是通過輻射從而誘發植物的遺傳物質發生改變，從其中選育優良品種的方法，是一條能夠有效獲得新的優質種質資源的途徑。輻射誘變可以使原有品種缺陷的問題得以解決，豐富農作物品種，并能夠穩定種質發生突變的特性，進而使種子的萌發時間變短[3]。γ輻射和X射線在輻射誘變中通常使用，60Co-γ射線和137Cs-γ射線是兩種常用的輻射源，而60Co-γ在牧草中應用廣泛，例如，苜蓿、高羊茅[4]，但是在選育稗草的優良品種中應用較少。輻射誘變育種是一種可以快速打破植物基因連鎖和提高基因重組率的一項技術，依據此項技術可以快速的獲得變異及重組植株，選育優質的種質資源、優良的稗草品種。

在全世界范圍內，土壤鹽漬化是影響農作物生長的非生物脅迫因素之一，解決土壤鹽漬化是一個必然趨勢，傳統的改良方法費時費力，而在鹽堿地種植耐鹽的牧草是改良鹽堿地的一個重要舉措之一[5]，輻射育種可以提高植物的抗逆性，如對無芒雀麥[6]、陸地棉[7]和烏拉爾甘草[8]研究中應用60Co-γ射線輻射提高其抗鹽堿或干旱能力，因此探尋60Co-γ輻射對鹽堿脅迫下稗草種子萌發的影響，為選育稗草優良品種、輻射誘變育種和稗草在鹽堿地種植提供一些理論基礎。

本實驗采用稗草干種子為試驗材料經不同劑量的60Co-γ輻射處理，并在不同濃度NaCl、NaHCO3以及NaCl和NaHCO3混合鹽堿環境中進行種子萌發試驗，旨在探究鹽脅迫下60Co-γ輻射對稗草種子發芽各項指標的影響，以探索在鹽脅迫下能夠顯著促進稗草種子萌發的60Co-γ輻射劑量，為稗草種質資源的創新以及在鹽堿土壤的栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗以黑龍江省畜牧研究所提供的60Co-γ輻射的朝牧1號稗草(Echinochloacrusgalli‘Zhaomu No.1’)干種子(2016年收獲)為材料。

1.2 方法

1.2.160Co-γ射線輻射處理稗草干種子 以中國農業科學院原子能利用研究所的60Co-γ射線為輻射源，在2017年5月時對稗草的干種子進行60Co-γ輻射處理，輻照劑量分別為0～250 Gy，以每隔50 Gy的輻射劑量為一個梯度，輻射劑量率為15 Gy·min-1，每個輻射劑量處理150 g種子，以未經過輻射處理的種子為對照。

1.2.2鹽脅迫半致死濃度的篩選 選取未經輻射的稗草凈種子各50粒(每個濃度150粒，分三組)，用35℃去離子水浸泡稗草種子2 h后，將種子整齊擺放到鋪有兩層濾紙的發芽盒中，分別進行NaCl、NaHCO3和NaCl+ NaHCO3的單一和混合鹽堿脅迫處理。每個發芽盒內加入相應的每種鹽溶液20 mmol·L-1，浸沒種子的一半，將發芽盒置于電子天平上稱量發芽盒的重量并做好記錄，以恒重法進行補水，發芽盒放入25 ℃恒溫培養箱中培養，當胚芽的長度為2 mm以上時則視為發芽，每天觀察種子發芽個數從而計算其發芽率，共觀測14 d，確定NaCl、NaHCO3和NaCl+ NaHCO3脅迫下的半致死濃度。

三種脅迫液濃度分別為：處理1加入濃度為220～320 mmol·L-1的NaCl溶液，以每20 mmol·L-1為一個濃度梯度；處理2為60～100 mmol·L-1的NaHCO3溶液，以每10 mmol·L-1為一個濃度梯度；處理 3為280 mmol·L-1NaCl溶液和60，70，80，90和100 mmol·L-1的NaHCO3溶液1:1混合。

280 mmol·L-1氯化鈉脅迫下，輻射稗草種子芽苗生長和生物量的變化見表2和圖2，稗草的芽苗總長度、根長和芽長出現了先增后降的趨勢，且主根長度隨著輻射劑量的增加逐漸變短，甚至有的芽苗無根。輻射劑量為50 Gy時對芽苗總長度、根長和胚芽長的促進作用最大，分別比對照增加了94.38%，86.51% 和 108.89%。200和250 Gy對芽苗生長起到抑制作用，芽苗總長度、根長和胚芽長低于對照組和其他輻射組。低輻射劑量使芽苗的鮮重、干重和相對含水量增加，在輻射劑量為50 Gy時達最大值，分別比對照增加了28.61%，0.60%和12.36%，200 Gy時對芽苗的鮮重、干重有較大的影響，各輻射劑量的相對含水量與對照相比均有一定程度的增加，但變化幅度不大。

選取我院診治的周圍型肺癌患者40例，回顧性分析其全部的臨床資料，其中男22例、女18例，年齡39～78（58.2±5.7）歲。臨床表現主要為胸悶、胸痛、咳嗽、咳痰咯血、痰中帶血等。

1.2.4種子萌發各項指標的測定方法[9-10]以3 d內發芽的稗草種子數來計算發芽勢(GP)，以發芽14 d種子的個數來計算發芽率(GR)。取發芽后第14天的生長狀況一致的芽苗30株(每盒分別取10株)，用游標卡尺分別來測量其胚芽長(EL)和根長(RL)并計算芽苗總長(TLBS)。以10株為一個單位，稱量其鮮重(FW)，在室溫中干燥3 d后稱量其干重(DW)，每項指標均重復測量3次，以各鹽堿脅迫下算出的各項發芽指標計算隸屬度。

發芽指標計算：發芽率(%) =第14 d發芽種子數/供試種子數×100%；

發芽勢(%) =3d內發芽種子數/供試種子數×100%；

三種鹽堿脅迫對稗草種子的發芽率的變化見圖1，隨著鹽堿濃度的增加種子發芽率呈下降的趨勢。在NaCl濃度為220～260 mmol·L-1時，種子發芽率均高于65%，濃度為300～320 mmol·L-1時，種子發芽率均低于50%，NaCl濃度為280 mmol·L-1時，種子的發芽率為53.33%，此濃度為NaCl脅迫半致死濃度。NaHCO3濃度在90 mmol·L-1和NaCl+NaHCO3為280+90 mmol·L-1以下時，種子的發芽率均為65%以上，NaHCO3濃度在100 mmol·L-1時種子的發芽率為53.33%，NaCl+NaHCO3濃度為280+100 mmol·L-1時種子發芽率為 54%，但NaHCO3濃度為80 mmol·L-1和NaCl+NaHCO3濃度 280+70 mmol·L-1以上時抑制種子胚根的萌發，因此將NaHCO3和NaCl+NaHCO3脅迫半致死濃度分別確定為80 mmol·L-1和 280+70 mmol·L-1。

為制造業創造新的動能，關鍵是要努力創新。當前，全球制造業正在經歷全方位的數字化轉型，特別是工業互聯網、工業云、人工智能等下一代信息網絡技術的全面滲透。這極大地顛覆了原有的制造業。從生產方式上看，新型信息網絡技術的綜合應用使制造業現有的數字化、智能化、個性化、共享化和綠色化更加突出。隨著傳感器、工業軟件、工業互聯網和工業云等技術的日益普及，生產過程更加智能化，生產者滿足個人需求的能力進一步增強。

活力指數(VI) =S×ΣGt/Dt(S指芽苗的總長度)；相對含水量(RWC)=(芽苗鮮重-芽苗干重)/芽苗鮮重×100%。

根據如下公式：X=∑U(Xi)/n(X是所求平均抗性的隸屬值)，將抗性隸屬值進行累加求出平均數，其中各輻射劑量對應的隸屬值越大的，其抗逆性越強。

2.市場化風險合作承包模式。在現有技術、經濟、政策下開發無效益甚至負效益的難采儲量區塊，大港油田提出了在中國石油內部開展市場化風險合作承包的策略，得到中石油集團公司的認可。在嚴格執行中國石油“油氣田開發管理規定”和礦權歸屬不變的前提下，邀請渤海鉆探、長城鉆探、大港油田集團公司3 家企業參加6 個難采儲量區塊的開發競標。通過競標，與渤海鉆探工程有限公司、長城鉆探工程有限公司、大港油田集團有限責任公司3 家企業簽訂了濱海一區、塘沽-長蘆、葉三撥等6個風險區塊的開發協議。生產期間，全部油氣產量歸甲方所有，由甲方按照中國石油相關規定向乙方支付服務費。

將危重患者實際液體出入量情況與316張護理監護單液體出入量記錄情況進行比較，記錄每一處少記、錯記、多記、漏記、誤記等情況，分析每一處記錄不正確情況發生的相關因素，找出存在的問題并制定相應對策。

式中：Xi為指標測定值，Xmin、Xmax為所有實驗材料某項指標的最小值和最大值。

1.2.5數據的處理與統計分析 使用SPSS 16.0統計分析軟件進行差異顯著性分析，圖表繪制使用Excel 2010軟件。

2 結果與分析

2.1 三種鹽脅迫稗草種子半致死濃度的確定

發芽指數(GI) =ΣGt/Dt =當天的發芽數/發芽日數+當天的發芽數/發芽日數+…… (Gt指時間t的發芽數，Dt指相應的發芽天數)；

圖1 鹽堿脅迫下稗草種子發芽率的變化Fig.1 Changes of germination rate of Echinochloacrusgalliseeds under saline-alkali stress注：不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下同Note：Different letters indicate significant difference at the 0.05 level,the same as below

2.2 鹽堿脅迫對輻射種子萌發的影響

60Co-γ輻射處理稗草種子，在三種鹽堿脅迫下種子萌發的各項指標的變化見表1，輻射對鹽堿脅迫種子發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數均產生不同的影響。

280 mmol·L-1NaCl+70 mmol·L-1NaHCO3混合鹽堿脅迫下，輻射后稗草芽苗生長和生物量的變化見表2和圖2，隨著輻射劑量的增加，苗生長的各項指標均呈現下降的變化趨勢，芽苗主根抑制作用逐漸加強，芽苗的生長受到抑制。250 Gy對芽苗總長度、胚芽長度和主根長度抑制作用最大，分別比對照降低了80.40%，63.36% 和 66.66%。在混合鹽堿脅迫下輻射后稗草芽苗生物量除100 Gy輻射組芽苗干重外，其他輻射組芽苗的鮮重、干重和相對含水量均低于對照組，在100 Gy時芽苗的干重達最大，為對照的16.67%，芽苗鮮重和相對含水量都有不同程度的降低，250 Gy時干重和相對含水量最低，分別比對照降低45.99%和12.69%。混合溶液脅迫下輻射對種子芽苗生長和生物量產生不同的影響，特別是在200 和250 Gy輻射組各指標均產生顯著的抑制作用(P<0.05)。

輻射的稗草種子萌發的各項指標在80 mmol·L-1NaHCO3脅迫下變化見表1，隨著輻射劑量的增加發芽率、發芽勢以及發芽指數均呈現出先升高后下降的趨勢，輻射組與對照組比較種子萌發的各項指標均下降，250 Gy時種子的發芽率、發芽勢發芽指數和活力指數分別比對照組下降了29.83%，36.26%，34.80%，79.81%。輻射抑制種子在NaHCO3脅迫下的萌發，特別是輻射劑量為250 Gy時對種子萌發的抑制作用最強(P<0.05)。

在280 mmol·L-1NaCl+70 mmol·L-1NaHCO3混合鹽堿脅迫下，輻射稗草種子萌發的各項指標變化見表1，隨著輻射劑量的增加發芽率和發芽指數呈現先增后降的趨勢，但發芽勢和活力指數均呈現下降的趨勢。種子發芽率和發芽指數分別為50和100 Gy時達到最大值，比對照增加了12.21%和1.53%，在250 Gy時發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數分別比對照降低了22.22%， 49.25%，40.34%，31.9%和77.31%。NaCl和NaHCO3混合鹽堿脅迫的輻射種子，低劑量可以促進種子萌發，但輻射組的芽苗整齊度均降低，而高劑量對種子萌發的抑制作用最強(P<0.05)。

1.4.2 對照組 術中不使用納米碳標記，余手術方法同試驗組。將甲狀腺腫瘤切除送快速冰凍病理檢查，證實為甲狀腺癌后行甲狀腺全切及患側頸Ⅵ區淋巴結清掃。

2.3 鹽堿脅迫對輻射種子芽苗生長的影響

1.2.3鹽堿脅迫下輻射種子的萌發試驗 選取各輻射劑量處理的谷稗種子和對照的種子各50粒(每個劑量150粒，分三組)，用35 ℃去離子水浸泡2 h后，將種子整齊擺放到鋪有兩層濾紙的發芽盒中，將篩選的半致死濃度的NaCl、NaHCO3和NaCl+ NaHCO3溶液加入其中，把發芽盒放在電子天平上稱量并做好記錄，以便于每天為其補水，將發芽盒放入25℃恒溫培養箱中培養，視胚芽長度在2 mm以上時為發芽，每天觀察其發芽個數以計算發芽率和發芽勢，觀測時間為14 d。

表1 鹽堿脅迫對輻射稗草種子萌發的影響Table 1 Effects of saline alkali stress on radiation seed germination of Echinochloa crusgalli

注：各鹽堿處理下同列不同小寫字母表示不同輻射劑量處理間差異顯著(P<0.05)，下同

Note：Different lowercase letters in same column under different saline-alkali treatments indicate significant difference between different radiation dose treatments at the 0.05 level,the same as below

輻射處理稗草種子芽苗生長和生物量在80 mmol·L-1NaHCO3脅迫下的變化見表2和圖2所示。經脅迫處理后輻射組稗草芽苗生長的各項指標呈現先增后降的趨勢，特別是對主根生長抑制作用逐漸加大，甚至有的芽苗無根。輻射劑量為250 Gy對芽苗總長度、胚芽長度和主根長度抑制作用最大，分別比對照降低了90.14%，61.11% 和 69.14%。芽苗的鮮重、干重和含水量呈現先增后降的趨勢，在150 Gy時達最大值，分別比對照增加了15.39%，7.84%和3.36%。NaHCO3脅迫對輻射處理后種子的芽苗干重無明顯的影響，但輻射劑量為50 Gy時對稗草芽苗的鮮重和含水量有顯著的抑制作用(P<0.05)。

280 mmol·L-1NaCl溶液脅迫下，種子萌發的各項指標隨著輻射劑量的增加，表現出先升后降趨勢。種子發芽率和發芽勢分別在150和100 Gy時達到最大值，比對照增加了6.17%和6.12%。輻射劑量為50 Gy時種子的發芽指數和活力指數最高，分別比對照增加了5.43% 和 98.53%。200 和250 Gy輻射劑量使種子萌發的4項指標均下降，輻射稗草種子在NaCl脅迫下，種子萌發和發芽整齊度隨著輻射劑量的增加呈現先增后降的變化趨勢，低劑量起促進作用，高劑量則起到抑制作用，在輻射劑量為200 Gy時對種子萌發的抑制作用最強(P<0.05)。

“white(白色)”在英語文化中，象征著美好、純潔、高雅、合法。而在漢語中，白色代表著死亡、冷漠，且在漢語中，沒有能表達出相似文化隱含意義的顏色詞，這時，我們可以忽略顏色詞，根據原文的意思進行意譯。故選擇了去除顏色詞的翻譯方法，譯為“善意的謊言”。

表2 鹽堿脅迫對輻射稗草種子芽苗生長的影響Table 2 Effects of saline-alkali stress on radiation seedling growth of Echinochloa crusgalli under

圖2 鹽堿脅迫下60Co-γ輻射稗草種子14 d芽苗Fig.2 14 d seedlingof Echinochloa crusgalli with 60Co-γradiation seed under saline-alkali stress注：a1，b1，c1，d1，e1和f1為NaCl脅迫輻射劑量為0，50，100，150，200和250 Gy芽苗；a2，b2，c2，d2，e2和f2為NaHCO3脅迫輻射劑量為0，50，100，150，200和250 Gy芽苗；a3，b3，c3，d3，e3和f3為NaCl +NaHCO3脅迫輻射劑量為0，50，100，150，200和250 Gy芽苗Note:a1,b1,c1,d1,e1and f1 are sprouts of 0,50,100,150,200 and 250 Gy radiation dose under NaCl stress;a2,b2,c2,d2,e2and f1 are sprouts of 0,50,100,150,200 and 250 Gy radiation dose under NaCl stress;a3,b3,c3,d3,e3and f3 are sprouts of 0,50,100,150, 200 and 250 Gy radiation dose under NaCl stress

2.4 隸屬函數綜合分析

鹽堿脅迫對輻射稗草種子的萌發和芽苗的生長產生不同的變化，因此用某一指標的變化難以評價輻射的效果，利用隸屬函數法應用多項指標的變化進行綜合分析，使評價的結果更為準確[12]。對三種鹽堿鹽堿脅迫下，稗草種子的發芽率(GR)、發芽勢(GP)、發芽指數(GI)、活力指數(VI)、根長(RL)、芽長(EL)、芽苗總長(TLBS)、鮮重(FW)、干重(DW)、相對含水量(RWC)共10項指標隸屬函數值見表3，隸屬函數值越大，其對鹽堿的抗性越強。

NaCl脅迫輻射稗草種子隸屬函數值大小排序為50 Gy>150 Gy>100 Gy>0 Gy>250 Gy>200 Gy，輻射劑量為50，100和150 Gy的隸屬值高于對照組，說明輻射能提高稗草種子耐NaCl的能力，且50 Gy輻射劑量對稗草種子耐NaCl能力提高最強；NaHCO3脅迫輻射稗草種子隸屬值大小排序為0 Gy>150 Gy>100 Gy>50 Gy>200 Gy>250 Gy，NaCl和NaHCO3混合鹽堿脅迫輻射稗草種子隸屬值大小排序為為0 Gy>50 Gy>100 Gy>150 Gy>200 Gy>250 Gy，2種鹽堿脅迫對照組隸屬值均高于輻射組，說明輻射處理不能提高稗草種子耐NaHCO3和NaCl和NaHCO3混合鹽堿能力。

表3 鹽堿脅迫下輻射種子發芽指標隸屬函數綜合分析Table 3 Comprehensive analysis of membership function of radiation seed germination index under saline-alkali stress

3 討論

種子萌發階段對環境脅迫最為敏感，在鹽漬環境中，種子能夠正常萌發是植株在鹽堿脅迫環境中能夠進一步生長發育的前提[13]，也是評價植物耐鹽性的一個重要指標[14]。60Co-γ輻射處理的稗草種子，在NaCl、NaHCO3以及NaCl和NaHCO3混合鹽堿脅迫下，種子萌發時期耐鹽堿能力及抗輻射能力不同。

綜上所述，多發性骨髓瘤的X線、CT及MRI臨床表現具有一定特征性，通過檢測可及時對患者做出診斷，且聯合應用的診斷準確率顯著較高，故值得臨床推廣。

輻射對3種鹽堿脅迫稗草種子萌發產生了不同的影響，尤其是200～250 Gy處理的種子在NaCl、NaHCO3、NaCl和NaHCO3鹽堿環境脅迫下種子的萌發抑制作用最強，特別是NaHCO3鹽堿脅迫組。輻射對3種鹽堿脅迫稗草種子萌發具有不同程度的抑制作用，隨著輻射劑量的增大，稗草種子萌發的各項指標逐漸降低。當輻射劑量為200和250 Gy時，輻射對種子的脅迫作用極為顯著，種子萌發的各項指標均顯著降低，在此輻射劑量下種植，會造成種子大量浪費。

拆除破壞的襯砌混凝土板、保溫板、封頂板，內坡壩腳部位埋設內排水設施，整平壩坡后鋪設保溫板，然后現澆厚混凝土。混凝土強度等級采用C30，現澆混凝土板厚10 cm。封頂板采用C30現澆混凝土板，尺寸為30 cm×8 cm。現澆混凝土板襯砌的渠段每4.2 m設橫向伸縮縫一道。

適量的60Co-γ射線輻照能夠提高NaCl脅迫稗草種子的萌發率，縮短發芽時間，提高芽的生長速度，這與韓亞楠[15]利用60Co-γ輻照對烏拉爾甘草種子萌發特性研究的結果相似。在同一濃度的NaCl脅迫下，50～150輻射處理的種子無論萌發狀況還是芽苗的生長狀況均顯著高于對照組，該輻射劑量處理能顯著提高NaCl脅迫條件下稗草種子的萌發速度，縮短種子萌發的時間，促進種子在中性鹽堿環境下的生長，而在相同鹽濃度脅迫環境下，200和250 Gy的輻射處理均能顯著抑制稗草種子的萌發和芽苗生長，這可能是由于輻射引起了種子內部生理或有關酶活性的變化，從而導致種子的新陳代謝水平變化不同，進而產生促進或抑制種子的萌發[16-17]。

種子萌發的抑制作用還與所處的鹽堿環境有關，NaHCO3以及NaCl和NaHCO3兩種混合鹽堿的脅迫液pH分別為7.82和7.75，劉攀等人[18]在研究輻射對鹽堿脅迫杜鵑花種子萌發和幼苗生長的影響，發現酸性環境(pH 5.0)和中性環境(pH 6.5)下馬銀花和映山紅種子萌發較好，在堿性環境下(pH 8.0)種子萌發受到抑制，樊叢令[19]等人研究表明，露珠杜鵑在pH 6.0條件下萌發率最高，pH 6.0～8.0條件下萌發率逐漸下降，岳媛[20]等人研究表明，在pH大于6.5條件下，映山紅、滿山紅、馬銀花和鹿角杜鵑4種杜鵑花的種子發芽率顯著下降，這與本試驗輻射稗草種子在有碳酸鹽堿脅迫環境下抑制種子的萌發和芽苗的生長的結果基本一致。

輻射對三種鹽堿脅迫種子芽苗生長和生物量積累產生了不同的影響，尤其是200～250 Gy處理的稗草種子在NaCl、NaHCO3、NaCl和NaHCO3鹽堿環境脅迫下生長很慢，根明顯縮短，250 Gy處理種子在NaHCO3、NaCl和NaHCO3堿性環境甚至有的芽苗無法生根，進而抑制芽苗的生長，影響芽苗鮮重和干重積累，對相對含水量的影響變化不大。其原因可能是植物隨著輻射劑量增高及鹽堿脅迫pH值的增加，超過其自身耐受閾值導致生長緩慢甚至死亡。因此，輻射處理的稗草種子在不同鹽堿環境下的耐受性及其基因的差異表達尚待深入研究。綜上所述，鹽堿pH差異影響不同輻射劑量的稗草種子的萌發和芽苗生長，稗草不耐高堿，在堿性環境中生長較差。

當然，非要在擁堵的路況中駕駛這輛特殊的保時捷911也無可厚非，畢竟每個人有權利在吃餃子時候選擇蘸醬油、醋或者番茄醬。

4 結論

不同劑量的60Co-γ射線輻射對稗草種子萌發能力產生的影響效果不同，種子萌發率與輻射劑量間不存在簡單的線性劑量效應。不同輻射劑量對3種鹽堿脅迫種子萌發和芽苗生長各指標的影響不同，隸屬函數綜合分析，輻射劑量在50、100和150 Gy能提高稗草種子耐NaCl能力，但輻射不能提高其耐NaHCO3和混合鹽堿能力。播前用50或100 Gy的60Co-γ射線輻射稗草種子，對其在中性鹽土壤環境中的芽苗的生長有積極的促進作用，因此，輻射處理可提高稗草種子發芽階段的耐鹽性能。