Co60-γ輻射誘變對烤煙品種發芽的影響

陳鈺棟，陳瑤，杜金格，陳芳，馬曉剛，唐雅心，楊小潔，溫亮，劉文濤，陳峰，高強，張麗*，侯欣*

(1.山東農業大學 植物保護學院，山東 泰安 271000； 2.山東臨沂煙草有限公司蒙陰縣分公司，山東 臨沂 276200；3.山東臨沂煙草有限公司費縣分公司，山東 臨沂 273400; 4.云南省煙草公司煙葉管理處，云南 昆明 650000；5.山東臨沂煙草有限公司沂水縣分公司，山東 臨沂 276400)

在我國煙草主栽品種遺傳背景狹窄的前提下，誘變育種成為一種新型有效的育種途徑[1-3]。其特點包括突變率高、基因重組率高、縮短育種年限、突變不定向性等[4-5]。根據誘變方法的不同可分為物理誘變和化學誘變。物理誘變中常用的放射性射線包括X射線、γ射線、β射線和紫外線中子等[6]，化學誘變劑EMS已成為在作物育種中應用最廣泛、效果最好的誘變劑[7]。

1934年印尼科學家托倫納利用X射線處理煙草，育成煙草品種赫絡里納F1，開創了農作物輻射育種的新紀元[4]。本試驗采用Co60-γ對2個煙草主栽品種進行不同劑量的處理，探究輻射誘變對煙草品種萌發的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

供試烤煙品種中煙100和紅花大金元均為2017年采收。

1.2 處理設計

采用山東省輻照中心的Co60-γ輻射源進行輻射處理，設5個輻射劑量梯度，分別為200、250、300、350和400 Gy，輻射強度為5.25 Gy·min-1。以未進行輻射處理的種子為對照，計作0(CK)。

1.3 調查與統計

每處理取100粒種子，試驗按照YC/T20-1994《煙草種子檢驗規程》[8]進行，重復3次。

每天統計發芽數，依第7天的發芽數計算發芽勢，依第14天的發芽數計算發芽率。

使用Excel和R-3.3.3軟件進行數據處理。

2 結果與分析

2.1 不同輻射劑量對烤煙品種發芽的影響

如圖1所示，在200～400 Gy輻射梯度內，隨輻射劑量的增大，2個品種的發芽勢和發芽率均降低。作回歸分析得出，中煙100輻射劑量與發芽勢的回歸方程為y=-0.002 2x+0.940 1(R2=0.914 0，方程1)，而與發芽率的回歸方程為y=-0.002 1x+0.991 8(R2=0.918 1，方程2)；紅花大金元的輻射劑量與發芽勢的回歸方程為y=-0.001 8x+0.828 0(R2=0.902 6，方程3)，與發芽率的回歸方程為y=-0.001 7x+0.879 3(R2=0.892 8，方程4)。可以看出，輻射誘變對2個烤煙品種的發芽勢影響更為顯著。

圖1 不同輻射劑量下烤煙品種的發芽情況

2.2 不同烤煙品種發芽勢和發芽率的比較

如圖1所示，隨著輻射劑量的增大，對中煙100的發芽勢和發芽率的影響越來越顯著。在200 Gy的輻射劑量下，中煙100的發芽情況要優于紅花大金元；但超過200 Gy后，紅花大金元的發芽情況卻較中煙100更優。這說明在250～400 Gy輻射劑量范圍內，紅花大金元比中煙100的抗輻射能力強。

2.3 半致死劑量

根據方程2和4可以計算出中煙100的半致死劑量約為234.2 Gy，紅花大金元的半致死劑量為223.1 Gy。

3 小結

中煙100的半致死劑量約為234.2 Gy，紅花大金元的半致死劑量為223.1 Gy，當輻射劑量達到472.3 Gy時，中煙100種子理論上無發芽率，紅花大金元則在517.2 Gy時完全失去發芽力。在200～400 Gy輻射劑量范圍內，2個烤煙品種的發芽力隨輻射劑量的增大而降低，表明隨著輻射劑量的增大，煙草種子受到的損傷越大。

輻射育種的目的是發生輻射損傷，同時獲得相關基因的突變或重組[9]。數據表明，合適的輻射劑量有利于煙草基因的突變或重組，但同時會影響種子的發芽力[10]。一般認為，半致死劑量是適合品種的輻射劑量范圍。確定輻射材料，并兼顧這兩方面的同時，盡可能的選擇抗輻射能力強的品種。