60Co-γ射線對雞爪槭種子發芽與出苗的影響

蘇春燕

（山東省泰安市泰山區邱家店鎮政府，山東 泰安 271000）

雞爪槭（Acer palmatum L.）屬槭樹科槭樹屬落葉小喬木，原產中國，朝鮮、日本等也有分布[1]。其葉色秀麗，枝葉扶疏，葉型秀麗，春秋葉色變化豐富，變色期長，觀賞價值極高。常用于園林景觀中作彩色葉觀賞樹種，是庭院觀賞最佳樹種之一[2]。基于雞爪槭極高的觀賞價值，國內外已廣泛種植雞爪槭，創制了眾多新型品種，其中以日本最為突出，在雞爪槭栽培與品種培育方面研究最早，園藝品種已達數百個[3]，為雞爪槭的種質創新與推廣應用提供了大量的植物材料，增添了季相色彩，豐富了園林景觀。

輻射育種成為現代育種的重要形式之一，通過外界物理誘導，使其內部遺傳物質發生突變，從而在短時間內獲得豐富的變異資源，加以人工選育新品種，具有簡單、安全、突變率高的優良特性，是園林植物育種的常用方式，目前，60Co－γ射線誘變是最常使用的輻射源[4、5]。現今雞爪槭品種大多基于傳統育種形式，基于此，采用60Co－γ對雞爪槭種子進行輻射，探索輻射對于雞爪槭種子萌發、出苗的影響，并計算其半致死劑量，為雞爪槭輻射育種與種質創新提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2016年11 月在山東泰安市邱家店鎮華玉苗圃中采集結實量高的三株雞爪槭翅果作為試材，分別編號為1號、2號、3號，將翅果裝入自封袋內自然陰干。

1.2 輻射處理

將每株處理好的雞爪槭種子平均分別分成7份，于12月20號在山東泉港輻射科技發展有限公司進行60Co－γ輻射處理，輻射劑量分別為0（CK）、50、100、150、200、250、300 Gy， 鈷源放射劑量為 1.5 Gy/min。

1.3 種子萌發率的計算

將試驗種子與濕沙混合貯藏在2~5°的冰箱進行催芽，25天后隨機抽取百粒種子統計發芽率[6、7]，以胚根突破種皮，有露白現象確認為發芽，3次重復，并參照周小梅等[8]的方法計算相對發芽率。

1.4 半致死劑量（LD50）的確定

參照王兆玉等[9]的回歸分析方法，對雞爪槭種子相對發芽率與輻射劑量間進行相關回歸分析，以78.33%，2號最高，在50 Gy處理下最高為65.00%（2號），最小為 57.67%（3號），在 100 Gy處理下發芽率急劇下降，介于19.33%~29.67%，150 Gy繼續下降到9.67%~11.33%，輻射劑量大于200 Gy成活率極低，種子幾乎不發芽，僅3~5粒種子有露白；相對發芽率伴隨著發芽率的變化而變化，0~50 Gy處理發芽率由100%降低到79.00%~85.14%，當輻射劑量大于在100 Gy時相對發芽率急劇降低，約為對照組的1/3，持續增加輻射劑量，相對發芽率降低至0。表明輻射處理對雞爪槭種子發芽率具有極大影響，當輻射劑量在50 Gy以下的低劑量時對發芽率的影響較小，當大于50 Gy的高輻射劑量時對發芽率影響極大，發芽率急劇下降；通過相關分析（表2）表明輻射劑量與相對發芽率之間具有極顯著負相關，三個單株表現較為一致，分別為-0.919**、-0.925**、-0.903**。種子相對發芽率為對照的50%時的輻射劑量作為半致死劑量（LD50）。

表1 不同輻射劑量對雞爪槭種子發芽率的影響

1.5 輻射對種子出苗率的影響

于2017年3月15號將沙藏后的種子取出，小心洗凈沙子，點播于穴盤中，待長出兩片真葉時統計出苗率。

1.6 統計分析

采用SPSS22.0進行方差分析與多重比較分析，數據采用3次重復平均值。

2 結果與分析

2.1 輻射劑量對雞爪槭種子萌發的影響

由表1可知，3個單株間變化規律相似，隨著輻射濃度增加而下降，不同劑量處理間，發芽率均表現出極顯著差異，對照組發芽率介于73.00%~

表2 輻射劑量與相對發芽率、相對出苗率的相關系數

2.2 半致死劑量的確定

以輻射劑量x作為自變量，相對發芽率y為因變量，采用曲線回歸y=ax2+bx+c進行回歸分析可得，y（1 號）=107.218-0.825x+0.002x(R2=0.965);y（2號）=106.597-0.811x+0.002x2(R2=0.973);y （3 號）=104.631-0.857x+0.002x2(R2=0.968)，對各式中 y 賦值為50%，可得3個單株的半致死劑量分別為88.23 Gy（1 號）、89.58 Gy（2 號）、77.93 Gy（3 號），三者半致死劑量有所差異，存在一定的個體差異，1號、2號差異較小明顯高于3號單株，平均半致死劑量為85.25 Gy，據此認為雞爪槭的半致死劑量約為85 Gy。

2.3 輻射劑量對雞爪槭種子出苗率的影響

將種子點播于穴盤中待子葉展開后統計出苗率見表3，可知不同劑量輻射處理間出苗率具有極顯著差異，對照組出苗率介于40.00%~44.67%，2號單株最高；輻射劑量為50 Gy時稍有增加，介于41.00%~52.00%，1號單株最高；100 Gy時出苗率急劇下降，介于15.00%~18.67%，2號最高；隨著輻射劑量的持續增加，出苗率進一步下降，僅3~5株成活，在200 Gy以上全部死亡。相對出苗率與出苗率具有相同的規律，可以明顯看出2號于1號、3號具有不同的規律，2號的相對出苗率隨著輻射劑量的增加一直下降，而1號、3號在50 Gy時最大，之后隨著輻射劑量的增加而降低，一定程度上反映出低輻射劑量可以提高雞爪槭的出苗率。對3個單株的輻射劑量與相對出苗率進行相關性分析（表2）可知，三者整體表現為相對出苗率與輻射劑量具有極顯著負相關，2號負相關性最強，為-0.909**。

3 結論與討論

3.1 輻射對雞爪槭種子發芽率、出苗率的影響

隨著輻射劑量的增加，雞爪槭種子發芽率不斷下降，各處理間差異極顯著，50 Gy以下的低劑量發芽率降低較緩，大于50 Gy的高劑量成活率急劇下降，在200 Gy以上發芽率幾近零，這與多數樹種種子輻射發芽率變化趨勢相同[10-15]，由于樹種特性不同在發芽率上具有一定差異。隨著輻射劑量的增加出苗率呈現先增加后降低的趨勢，50 Gy具有最高出苗率（52.00%），與潢川金桂、籽銀桂、金盞碧珠具有相同的規律[11]，與椿樹、牡丹、小油桐、杉木等樹種有所差異[12-14]，但整體變化規律均表現為出苗率與輻射劑量具有極顯著負相關，前人研究[5]表明種子含水量不同輻射產生的氧自由基數量不同，對遺傳物質的破壞性不同，不同樹種表現的輻射敏感性不同。本試驗認為輻射在一定程度上刺激了雞爪槭的出苗率，而對于種胚、花粉、球莖、枝條、愈傷組織等其他材料的影響還有待于研究。

3.2 輻射劑量的確定

表3 不同輻射劑量對雞爪槭種子出苗率的影響

關于輻射育種適宜輻照劑量的確定，不同學者具有不同的見解，徐冠仁[16]認為60%~70%為輻射最適劑量，周小梅等[17]、Dae等[18]認為臨界劑量和半致死劑量最優，目前，多以發芽率50%作為最適育種劑量，本試驗計算所得雞爪槭種子的半致死劑量在77.93 Gy~89.58 Gy之間，平均為85.25 Gy，初步認為最適輻射劑量為85 Gy，高于芍藥種子（22.77 Gy）牡丹（40 Gy）、月 季（40 Gy~50 Gy）[19]椿樹[12]（50 Gy~75 Gy）華山松[20]（20 Gy）等園林樹種，低于金桂[21]（92 Gy），小油桐子[14]（127 Gy）等樹種。 不同植物品種或類型由于存在遺傳差異而對輻射的敏感性不同，耿興敏等[11]將桂花種子分為輻射敏感型、中間型和遲鈍型 3種類型，朱宗文等[22]通過對不同品種間的番茄種子輻射認為品種間對射線敏感性差異顯著，而本試驗僅對雞爪槭種子發芽與出苗受輻射的影響進行了初步探索，未細分到品種，還有待進一步深入的研究。

[1] 中國植物志編輯委員會.中國植物志:46卷[M].北京:科學出版社,2008.

[2] 徐廷志.槭樹科的地理分布[J].云南植物研究,1996,18(1):43-50.

[3] 呂運舟,黃利斌,何旭東,等.雞爪槭園藝品種分類及栽培研究綜述[J].江蘇林業科技,2014,41(5):41-45.

[4] 陳曉陽,沈熙環.林木育種學[M].北京:高等教育出版社,2005

[5] 羅志平,孟蘭貞,張勇,等.園林植物育種中輻射育種的應用研究[J].農業與技術,2015，35(6):145-146.

[6] 趙靜,王奎玲,劉慶超,等.紫薇種子60Co-γ輻射效應與半致死劑量的確定 [J].中國農學通報,2008,24(2):463-465.

[7] GB-2772-1999,林木種子檢驗規程,1999.

[8] 周小梅,趙運林,蔣建雄,易自力.幾種冷季型草坪草輻射敏感性及其輻射育種半致死劑量的確定 [J].湘潭師范學院學報:自然科學版,2005,27(1):75-78.

[9] 王兆玉,林敬明,蘿莉,等.小油桐種子的60Co－γ射線輻射敏感性及半致死劑量的研究 [J].南方醫科大學學報,2009,29(3):506-508.

[10] 王少平.輻射育種在園林植物育種中的應用 [J].種子,2008,27(12):63-68.

[11] 耿興敏,王良桂,李娜,等.60Co-γ輻射對桂花種子萌發及幼苗生長的影響 [J].核農學報,2016,30(2):0216-0223.

[12] 聶莉莉,劉仲齊,張越.等.椿樹輻射誘變育種初報,核農學報,2009,23(4):577-580.

[13] 施江,董普輝,張淑玲,等.60Co-γ射線對牡丹 、芍藥種子輻射劑量的影響[J].河南科技大學學報：自然科學版,2010,31(4):72-74.

[14] 王兆玉,林敬明,羅莉,等.小油桐種子的60Co-γ射線輻射敏感性及半致死劑量的研究 [J].南方醫科大學學報,2009,29(3):506-508.

[15] 胡瑞陽,吳博,納靜,等.60Co-γ射線輻照處理對杉木種子萌發及幼苗生長的影響 [J].中國農學通報,2016,32(4):1-4.

[16] 徐冠仁.植物誘變育種學[M].北京:中國農業出版社,1996

[17] 周小梅,趙運林,蔣建雄,易自立.幾種冷季型草坪草輻射敏感性及其輻射育種半致死劑量的確定 [J].湘潭師范學院學報:自然科學版,2005,27(1):75-78

[18] Dae Hoe Goo,Byeong Woo Yae,Hi Sup Song,et al.Color Change in Chrysanthemum Flower by Gamma Ray Irradiation [J].Journal of the Korean Society for Horticultural Science,2003,44(6):1006-1009.

[21] 熊運海,王義.60Co-γ輻射對桂花種子發芽出苗及幼苗生長的影響[J].北方園藝,2017,(4):51-55.

[22] 王丹,任少雄,蘇軍.核技術在園林植物誘變育種上的應用[J].核農學報,2004,18(6):443-447

[23] 辛培堯,周軍,唐軍榮,等.60Co-γ輻射對華山松南方種源種子的誘變效果 [J].貴州農業科學,2012,40(9):190-191.

[22] 朱宗文,查丁石,朱為民,等.60Co-γ射線對番茄種子萌發及早期幼苗生長的影響 [J].種子,2010,29(8):15-22.