60Co－γ輻射對胡麻耐鹽性及生物活性物質含量的影響

趙東曉，董亞茹，耿兵，王照紅，婁齊年

（山東省蠶業研究所，山東 煙臺 264002）

油用亞麻（Linum usitatissimumL.）又稱胡麻，為一年生草本植物，抗逆性強，主要分布于我國西北、華北等地，是栽培區主要的經濟作物［1］。油用亞麻是我國第五大油料作物，也是世界十大油料作物之一，其籽粒含油量高達40%左右［2］，且胡麻油含有大量不飽和脂肪酸，如α－亞麻酸和亞油酸等，可降低血壓和膽固醇，預防心腦血管疾病，被譽為植物界的“腦黃金”［3］。胡麻籽中富含的亞麻膠，是食品、醫療、紡織業的重要原料［4］；種皮中的果膠質是一種粘合劑，可作為食品添加劑、化妝品原粉、醫藥原料等［5］。在可食用植物中，胡麻的木脂素含量最高，是其他植物的75～80倍，木脂素結構與人體雌激素相似，可預防女性乳腺癌和男性前列腺癌［6］；籽中還含有可溶性纖維，可用于防治結腸癌和直腸癌［7］。胡麻籽發芽后總黃酮和總多酚含量升高，抗氧化活性增強，使得胡麻籽副產品的開發深受關注［8］。胡麻的高附加值使其近年來種植面積不斷擴大，但逆境脅迫嚴重限制胡麻產業的發展。土壤鹽堿化是目前世界公認的主要非生物脅迫之一，限制植物生長，對全球生態環境造成嚴重威脅［9］，也嚴重制約了胡麻的可持續發展。因此，如何增強胡麻的耐鹽性及其保健品、藥品的開發利用成為近年的研究熱點。

離子輻射誘變育種是一種經濟、快速有效的育種方式，與傳統育種方法相比，具有快速、突變率高、突變譜寬、后代性狀穩定且抗逆性強等優點，目前在植物育種中被廣泛應用。其中，60Coγ射線是穿透力強且能量最強的離子輻射，是輻射誘變創制新品種和新種質最常用的方法之一［10］，在亞麻育種中的應用已有不少報道，如應用60Co－γ輻射育成了含油率高、產量穩定、適宜加工的品種內亞六號［11］以及產量高、抗倒伏、抗病能力強的雙亞16號［12］和高產的寧亞10號［13］。隨著研究的深入，人們發現60Co－γ輻射在增強植物抗逆性方面也有一定的功效。高睿等［14］利用不同劑量60Co－γ輻射烏拉爾甘草種子，發現100 Gy的60Co－γ輻射可以顯著促進Na2SO4脅迫下烏拉爾甘草幼苗的生長發育，提高植株滲透調節和抗氧化的能力。李波等［15］研究表明，600 Gy60Co－γ輻射能夠促進苜蓿葉片和根中可溶性糖等滲透調節物質的積累，減少膜損傷，提高抗氧化酶活性和活性氧清除能力，維持活性氧代謝平衡，從而提高苜蓿的抗鹽性。Qi等［16］研究發現，50 Gy60Co－γ輻射可以減輕擬南芥（Arabidopsis thaliana）鹽害程度，提高幼苗耐鹽性。

然而60Co－γ輻射在胡麻抗逆性方面的研究卻很少，60Co－γ輻射及鹽脅迫對胡麻芽苗生物活性物質含量和抗氧化活性的影響還未見報道。胡麻種子較大，種皮較厚，含油量高，對60Co－γ射線有一定的抗性，因此利用60Co－γ輻射胡麻種子往往需要比其他植物更高的劑量。本研究探索了不同劑量的60Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻種子萌發特性和幼苗生長以及滲透調節物質、丙二醛含量、抗氧化酶活性、生物活性物質含量和體外抗氧化活性的影響，以探尋在鹽脅迫下能顯著促進胡麻種子萌發、提升幼苗抗鹽性和提高生物活性物質含量的60Co－γ輻射劑量，為胡麻的輻射誘變育種、品種改良及耐鹽性研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料與試劑

供試胡麻品種為隴亞8號，種子由中國農業科學院麻類研究所提供。

試驗所用抗氧化酶活性、滲透調節物質含量測定試劑盒購自南京建成生物工程研究所。蘆?。?8%）、沒食子酸（98%）、抗壞血酸（98%）、福林酚試劑、1，1－二苯基－2－硝基苦肼（DPPH，95%）、2，4，6－三吡啶基三嗪（TPTZ，99%）購自美國Sigma公司。其他試劑均為分析純，購自上海國藥集團化學試劑公司。

1.2 主要儀器與設備

RTOP－1000D智能人工氣候箱（浙江托普云農科技股份有限公司），UV－2550紫外分光光度計（日本SHIMADZU公司），雷磁DDS－307電導率儀（上海儀電科學儀器有限公司），凱達TGL18M高速冷凍離心機（湖南凱達科學儀器有限公司），自動酶標儀（美國Varian公司），RE－52旋轉蒸發儀（上海亞榮生化儀器廠），冷凍干燥機（北京博醫康實驗儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 種子輻照處理 選取籽粒飽滿、大小均一的胡麻種子送往山東省農業科學院輻照中心，進行60Co－γ輻射處理，輻射劑量率為10 Gy／min，輻射劑量分別為0、200、600、1000、1500、3000、6000、9000、12000、15000 Gy，共10組，每個劑量輻射60 g種子，重復3次。

1.3.2 室內發芽試驗 將經過不同劑量輻射處理的種子用75%乙醇消毒20 min，無菌蒸餾水沖洗5次，然后均勻地擺放于已滅菌的種子萌發袋（180 mm×125 mm）內，每個萌發袋40粒種子。每個劑量輻射處理的種子分為兩組，一組為鹽脅迫處理組（NaCl），加入100 mmol／L NaCl溶液（1／2 Hoagland營養液配制）30 mL；一組為對照組（CK），加入1／2 Hoagland營養液30 mL。將種子萌發袋置于萌發架上垂直培養，萌發架置于光照培養箱內，培養條件為25℃、光照12 h／d、光照強度為450 lx。每個處理設置3個平行。共進行3次萌發試驗。

1.3.3 發芽和生長指標測定 從種子置床之日開始，每隔24 h觀察種子萌發情況并統計發芽種子數（以胚根突出種皮1 mm為發芽標準），連續統計7 d。在置床后第8天，從每個萌發袋中隨機選取10株幼苗，用游標卡尺測量幼苗的株高和根長。用去離子水沖洗所選幼苗，用吸水紙吸干表面水分；將清洗完畢的幼苗從莖基部剪開，用萬分之一分析天平分別稱量地上部分（莖基部以上）和根部的鮮質量，然后將其放入55℃烘箱中烘至恒重，稱量干質量。按照以下公式計算發芽勢、發芽率、發芽指數。每項指標設3次平行。

式中，Gt為累計萌發種子粒數，Dt為相對應的萌發日數；S為平均株高。

1.3.4 生理生化指標的測定 抗氧化酶活性、丙二醛（MDA）及滲透調節物質含量的測定采用試劑盒進行，其中，過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚法測定，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑（NBT）還原法測定，過氧化氫酶（CAT）活性采用過氧化氫分解反應法測定，MDA含量采用硫代巴比妥酸比色法測定，可溶性蛋白（WSP）含量采用考馬斯亮藍法測定，可溶性糖含量采用蒽酮法測定，脯氨酸含量采用酸性茚三酮法測定。具體測定方法參考試劑盒說明書。

1.3.5 生物活性物質含量的測定 樣品液制備：將各處理下萌發8 d的胡麻幼苗用去離子水沖洗3遍后冷凍干燥，粉碎；每個樣品取0.2 g，在室溫下用80%甲醇振搖提取3次，每次2 h，合并3次的提取液并減壓干燥。將收集的濃縮液用80%甲醇定容至10 mL，0.22μm濾膜過濾后分裝，－20℃保存待測。

總黃酮含量檢測：按照文獻［17］的方法測定胡麻幼苗的總黃酮含量。以蘆丁為對照品，用80%甲醇溶液分別配制成0.010、0.020、0.040、0.060、0.080、0.100 g／L的標準品溶液，同時，用80%甲醇溶液將待測樣品配制成干重濃度為25 g／L的溶液。將1 mL對照品或樣品溶液加入到5 mL離心管中，再分別加入質量分數5%的NaNO260μL，渦旋混勻后靜置6 min，加入10%Al（NO3）360μL，渦旋混勻后靜置6 min，再加入4%的NaOH溶液800μL，用80%甲醇稀釋至2 mL，搖勻后靜置10 min，于510 nm波長下測吸光值，平行測定3次，取平均值。以不同濃度蘆丁標準品及對應的吸光度值繪制標準曲線。樣品總黃酮含量以蘆丁標準品計，結果表示為mg／g。

總多酚含量檢測：胡麻幼苗的總多酚含量測定參考文獻［8］的方法，并稍加改進。以沒食子酸為對照品，用去離子水分別配制成0.050、0.100、0.200、0.300、0.400、0.500 g／L溶液，同時用去離子水將待測樣品配制成干重濃度為100 g／L的溶液。于5 mL離心管中分別加入50μL對照品或樣品溶液，加入950μL去離子水稀釋至1 mL，各管分別加入1 mL福林酚試劑，混勻后靜置10 min，然后加入10%Na2CO3溶液2 mL，混勻后25℃遮光反應1 h顯色。測定各管765 nm吸光值，每個對照品或樣品平行測定3次，取平均值。以不同濃度沒食子酸標準品及對應的吸光度值繪制標準曲線。樣品總多酚含量以沒食子酸標準品計，結果表示為mg／g。

1.3.6 體外抗氧化活性的測定 DPPH自由基清除能力法：采用參考文獻［18］中的方法并加以改進。將1，1－二苯基－2－三硝基苯肼（DPPH）用甲醇配制成濃度為0.065 mmol／L的工作液，避光保存，現用現配。吸取20μL甲醇，加入100 μL DPPH工作液混勻，計為A0；吸取20μL待測樣品溶液加入100μL DPPH工作液混勻，計為Ai；吸取20μL待測樣品溶液加入100μL甲醇混勻，計為Aj。將以上3種溶液避光放置30 min，用自動酶標儀測定其在515 nm波長下的吸光值，每個樣品平行測定3次，取平均值。計算公式：DPPH清除率（%）＝［A0－（Ai－Aj）］／A0×100。

鐵離子還原／抗氧化能力法（FRAP）：采用參考文獻［19］中的方法并加以改進。將100 mmol／L醋酸緩沖液（pH 3.6）、20 mmol／L FeCl3溶液和10 mmol／L 2，4，6－三吡啶基三嗪（TPTZ）溶液（40 mmol／L HCl溶液配置）按照體積比10∶1∶1混勻，即為FRAP工作液，避光保存，現用現配，用前置于37℃水浴鍋中預熱10 min。以抗壞血酸（VC）為對照品，分別配制成50、100、250、500、750、1000μmol／L的溶液；取10μL樣品或對照品溶液加入96孔板中，迅速加入300μL FRAP工作液，37℃下測定各孔593 nm波長下的吸光值，每個對照品或樣品平行測定3次，取平均值。以不同濃度抗壞血酸對照品及對應的吸光度值繪制標準曲線。樣品的總抗氧化能力以每克樣品干質量含微摩爾抗壞血酸計，結果表示為μmol／g。

1.4 數據統計分析

采用Microsoft Word和Excel 2007對試驗數據進行處理與作圖，采用SPSS 20.0對數據進行統計分析。用單因素試驗統計分析方法，對胡麻幼苗不同處理的試驗數據進行差異顯著性檢測（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 60 Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻種子萌發特性的影響

由表1可見，無鹽脅迫時輻射劑量小于等于6000 Gy對胡麻種子發芽率沒有影響，超過該劑量后，發芽率顯著降低。鹽脅迫下，與0 Gy相比，200～1500 Gy60Co－γ輻射可顯著提高胡麻種子發芽率，提高14.29%～61.90%，1000 Gy時發芽率最高；3000 Gy時發芽率比0 Gy時略有降低，但差異不顯著；6000、9000、12000 Gy輻射的發芽率顯著下降，降幅可達71.43%～85.71%，15000 Gy下種子不萌發。

表1 60 Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻種子萌發特性的影響

無鹽脅迫時，60Co－γ輻射劑量對胡麻種子發芽勢的影響與發芽率一致，只有當輻射劑量超過6000 Gy才顯著降低胡麻種子發芽勢。鹽脅迫下，與0 Gy相比，200～3000 Gy60Co－γ輻射均可提高胡麻種子發芽勢，增幅18.18%～81.82%，其中600～1500 Gy顯著提高，1000 Gy發芽勢最高；當輻射劑量達到6000 Gy后，發芽勢顯著降低，劑量越大下降幅度越大，12000、15000 Gy下種子發芽勢為零。

無鹽脅迫時，0～6000 Gy60Co－γ輻射胡麻種子發芽指數沒有顯著差異，輻射劑量達到9000 Gy后，發芽指數顯著下降。鹽脅迫下，200～3000 Gy60Co－γ輻射時胡麻種子的發芽指數顯著高于0 Gy組，提高了27.81%～99.50%，1000 Gy的發芽指數最高；輻射劑量6000、9000、12000 Gy的發芽指數與0 Gy相比分別顯著下降了67.83%、79.73%和91.50%，15000 Gy下種子發芽指數為0。

無鹽脅迫時，0～1500 Gy60Co－γ輻射的胡麻種子活力指數沒有顯著差異，輻射劑量達到3000 Gy后，活力指數隨劑量增加顯著下降，輻射劑量大于等于12000 Gy時，由于種子胚根只能突破種皮，不能繼續生長，胚芽不能長出，發芽指數不能統計。鹽脅迫下，200～1500 Gy60Co－γ輻射可提高胡麻種子的活力指數32.24%～193.13%，600～1500 Gy輻射下可達顯著水平；3000 Gy的活力指數比0 Gy低16.64%，輻射劑量繼續增大時，因胡麻種子胚芽不能突破種皮，無法統計發芽指數。

2.2 60 Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗生長指標的影響

由表2可見，無鹽脅迫時，1500 Gy以下輻射劑量對胡麻幼苗的株高沒有顯著影響，超過該劑量后，株高顯著降低。鹽脅迫下，200～1500 Gy60Co－γ輻射使胡麻幼苗株高增加，與0 Gy相比，提高了5.64%～51.23%，1000 Gy時株高顯著增加；3000 Gy時，幼苗株高顯著下降，與0 Gy相比降低30.88%；輻射劑量超過3000 Gy幼苗地上部生長受到嚴重抑制，沒有胚芽抽出。

表2 60Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗生長的影響

無鹽脅迫時，1000 Gy以下輻射劑量對胡麻幼苗的主根長沒有顯著影響，超過1000 Gy后，主根長隨著劑量的增大顯著減小。鹽脅迫下，200～1500 Gy60Co－γ輻射使胡麻幼苗主根增長，與0 Gy相比增加了17.56%～114.12%，1000 Gy下增加最多；3000 Gy時，幼苗主根長顯著減小，與0 Gy相比降低37.30%；輻射劑量繼續增大，幼苗根部受鹽脅迫和輻射的嚴重抑制而無法生長。

無鹽脅迫時，胡麻幼苗地上部鮮重在3000 Gy以下輻照時沒有顯著變化，大于3000 Gy后顯著降低。鹽脅迫下，胡麻幼苗地上部鮮重在200～1000 Gy輻射下比0 Gy增加了14.04%～34.56%，1000 Gy輻射下增加顯著；輻射劑量大于1500 Gy，幼苗地上部鮮重顯著降低，輻射劑量達到6000 Gy后幼苗無法生長。

隨著輻射劑量的增加，胡麻幼苗根系鮮重呈現先升高后降低的變化趨勢。在無鹽脅迫時，根系鮮重在輻射劑量低于3000 Gy時沒有顯著變化，但達到3000 Gy即顯著降低。在鹽脅迫下，胡麻幼苗根系鮮重在200～1000 Gy輻射下比0 Gy增加了13.38%～41.87%，600 Gy和1000 Gy增加顯著；輻射劑量大于1500 Gy后，幼苗根系鮮重顯著低于0 Gy；達到6000 Gy及以上幼苗根系無法生長。

2.3 60 Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗抗氧化酶活性的影響

2.3.1 對SOD活性的影響 如圖1A所示，正常培養條件下，1500 Gy及以下60Co－γ輻射對胡麻幼苗葉片SOD活性沒有顯著影響，3000 Gy及以上顯著降低葉片SOD活性，且輻射劑量越高活性越低。鹽脅迫下，輻射劑量低于1000 Gy使葉片SOD活性升高，200、600、1000 Gy輻射分別比0 Gy增加0.59%、7.18%和14.36%，1000 Gy時增加顯著；輻射劑量1500、3000 Gy時SOD活性分別降低2.74%和33.93%，3000 Gy時下降顯著。

2.3.2 對POD活性的影響 如圖1B所示，胡麻幼苗葉片POD活性隨著60Co－γ輻射劑量增大表現出先升高后降低的變化趨勢，均在1000 Gy時達到最大值。無鹽脅迫時，3000 Gy以下60Co－γ輻射對POD活性沒有顯著影響，但超過3000 Gy則顯著降低葉片POD活性。在鹽脅迫下，與未輻射組相比，葉片POD活性在1000 Gy以下分別升高11.91%、26.01%和52.89%，600和1000 Gy組達到顯著差異；1500 Gy以上輻射組POD活性顯著性低于未輻射組，1500和3000 Gy輻射組分別降低21.98%和62.99%。

2.3.3 對CAT活性的影響 如圖1C所示，胡麻幼苗葉片CAT活性隨著60Co－γ輻射劑量增大呈現出上升－下降趨勢，均在1000 Gy輻射時達到最高。在無鹽脅迫時，CAT活性在3000 Gy及以下較未輻射組沒有顯著性變化，6000和9000 Gy60Co－γ輻射時CAT活性下降顯著。在鹽脅迫下，與0 Gy輻射相比，200～1000 Gy輻射提高胡麻幼苗葉片CAT活性3.88%～27.54%，1000 Gy時差異達顯著水平；輻射劑量1500、3000 Gy時，CAT活性分別下降0.99%和75.92%，3000 Gy時下降顯著。

圖1 60Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗葉片 抗氧化酶活性的影響

2.4 60Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗MDA含量的影響

由圖2可知，隨著60Co－γ輻射劑量的增大，胡麻葉片MDA含量先下降后上升，1000 Gy時含量最低，之后隨輻射劑量增加逐漸升高。正常培養條件下，1000 Gy時的MDA含量與0 Gy時相比降低顯著，6000、9000 Gy時升高顯著，其他劑量間沒有顯著差異。鹽脅迫下，1000 Gy及以下劑量間MDA含量差異不顯著，比0 Gy時降低15.66%～35.65%；1500、3000 Gy時MDA含量顯著升高，分別比0 Gy時高0.94倍和1.84倍。

圖2 60Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗葉片 MDA含量的影響

2.5 60 Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗滲透調節物質含量的影響

2.5.1 對脯氨酸含量的影響 由圖3A可知，胡麻幼苗葉片脯氨酸含量隨輻射劑量增大先增加后下降，在1000 Gy時達到峰值。無鹽脅迫時，1000 Gy及以下輻射劑量間差異不顯著，超過1000 Gy后脯氨酸含量顯著下降，劑量越大下降越多。在鹽脅迫下，與0 Gy相比，僅1000 Gy時脯氨酸含量顯著升高，增幅22.87%；超過1000 Gy后，脯氨酸含量下降，3000 Gy時顯著下降，降幅為27.62%。

2.5.2 對可溶性蛋白含量的影響 由圖3B可知，胡麻幼苗葉片可溶性蛋白含量在0～1000 Gy不斷增加，之后逐漸減少。無鹽脅迫時，0～1500 Gy各劑量間沒有顯著差異，6000～9000 Gy顯著降低。鹽脅迫下，與0 Gy相比，200～1000 Gy輻射胡麻幼苗葉片可溶性蛋白含量增加2.67%～23.29%，600、1000 Gy時增加顯著；劑量繼續增加，可溶性蛋白含量顯著下降，1500、3000 Gy分別下降15.81%和53.66%。

2.5.3 對可溶性糖含量的影響 由圖3C可知，胡麻幼苗葉片可溶性糖含量隨輻射劑量增加的變化趨勢與脯氨酸和可溶性蛋白一樣，也在1000 Gy時最高，與0 Gy相比，無鹽脅迫時提高10.91%，但未達顯著差異，在NaCl脅迫下提高21.22%，差異顯著。輻照劑量達到3000 Gy后，可溶性糖含量顯著下降。

圖3 60 Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗葉片 滲透調節物質含量的影響

2.6 60 Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗生物活性物質含量的影響

2.6.1 對總黃酮含量的影響 由圖4A可見，胡麻幼苗總黃酮含量隨輻射劑量的增大先升高后降低，均在600 Gy劑量下達到最高值。與CK相比，未輻射組胡麻幼苗總黃酮含量在NaCl脅迫下升高了18.06%，說明鹽脅迫可促進胡麻幼苗總黃酮的積累。在NaCl脅迫下，200、600 Gy輻射使胡麻幼苗總黃酮含量提高了9.59%和23.71%，600 Gy時顯著提高。輻射劑量在1000、1500、3000 Gy時，總黃酮含量分別下降5.72%、23.48%和48.83%，1500、3000 Gy時下降顯著。

2.6.2 對總多酚含量的影響 由圖4B可見，胡麻幼苗總多酚含量隨輻射劑量的變化呈現出與總黃酮一樣的變化趨勢，也均在600 Gy達到最高值，在鹽脅迫下與0 Gy時差異顯著。輻射劑量超過600 Gy后，總多酚含量逐漸下降，無鹽脅迫時6000～9000 Gy輻射劑量下顯著降低，鹽脅迫時1500 Gy及以上時下降顯著。未輻射條件下，鹽脅迫幼苗的總多酚含量比無鹽脅迫的升高了26.23%，表明鹽脅迫可提高胡麻幼苗總多酚含量。鹽脅迫下，輻射劑量1000～3000 Gy時總多酚含量下降了1.77%～42.13%，1500、3000 Gy時差異顯著。

圖4 60 Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗 生物活性物質含量的影響

2.7 60 Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗體外抗氧化活性的影響

2.7.1 對DPPH清除率的影響 如圖5A所示，胡麻幼苗DPPH清除率隨輻射劑量增大先升高后下降，600 Gy時DPPH清除率最高。無鹽脅迫時，0～600 Gy輻射對DPPH清除率沒有顯著影響，當輻射劑量超過1500 Gy后顯著下降。鹽脅迫條件下，0 Gy處理的DPPH清除率比無鹽脅迫的增加20.35%；200、600 Gy劑量下DPPH清除率比0 Gy分別增加17.35%和27.47%，均達到顯著差異；1000 Gy及以上時，DPPH清除率下降6.03%～37.56%，1500 Gy和3000 Gy時達到顯著差異。

2.7.2 對FRAP的影響 如圖5B所示，隨著60Co－γ輻射劑量的增大，胡麻幼苗FRAP值也呈先上升后下降的變化趨勢，600 Gy時達到峰值。無鹽脅迫時，1500～9000 Gy輻射時FRAP值下降顯著，其他劑量處理間差異不顯著。鹽脅迫條件下，未輻射組的FRAP值比無鹽脅迫時提高14.21%；與0 Gy相比，600 Gy時FRAP值顯著增加了24.59%，而1500、3000 Gy時FRAP值顯著下降，降幅為22.88%和89.18%。

圖5 60 Co－γ輻射對鹽脅迫下胡麻幼苗 體外抗氧化活性的影響

3 討論

3.1 適當劑量60 Co－γ輻射促進鹽脅迫下胡麻種子萌發和幼苗生長

植物種子萌發和幼苗生長期是對逆境脅迫最敏感的時期。種子能夠在逆境條件下發芽是植物在脅迫條件下生長發育的前提，因此，逆境脅迫條件下種子發芽指標也是評價植物抗逆性的重要指標［20］。研究表明，鹽脅迫下一定劑量的60Co－γ輻射可促進海濱錦葵種子萌發，而高劑量輻射往往會因破壞種胚而抑制種子萌發［21］。本研究結果也表明，1000 Gy及以下劑量60Co－γ輻射可促進100 mmol／L NaCl脅迫下胡麻種子萌發，提高發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數，1000 Gy時促進作用最顯著，說明該劑量是促進NaCl脅迫下胡麻種子萌發的最佳劑量。類似結果也已經在藜麥［22］、胡楊［23］等植物中得到證實。分析其原因，一方面可能是適宜劑量的輻射處理刺激了種子內部生物自由基或激發了相關酶的活性，提高了種子的新陳代謝水平，從而促進種子萌發［24］；另一方面，一定劑量的γ射線輻照可能會使萌發中的種子加大對氧氣的吸收量，刺激種子內部產生有機或無機過氧自由基，可打破種子休眠，激發相關RNA或蛋白質合成，從而使種子萌發率得以提高，而高劑量的輻射則造成種子損傷而抑制萌發［25］。

本研究中，1000 Gy及以下劑量的60Co－γ輻射可以促進胡麻幼苗生長，提高幼苗的株高、主根長、地上部和根部鮮重。原因一方面可能是低劑量的60Co－γ輻射可刺激幼苗體內產生生長素，從而刺激生長［26］；另一方面可能是種子時期接受的γ射線刺激了幼苗生長過程中核酸物質和可溶性蛋白的合成［27，28］。本研究還發現，9000 Gy以上60Co－γ輻射過的種子在正常生長條件下可以萌發，但往往難以長大存活，不能成苗，說明高劑量輻射處理嚴重破壞了種子的生長點，抑制了種胚分生細胞的有絲分裂活動［29］。在100 mmol／L NaCl脅迫下，6000 Gy60Co－γ輻射的種子不能成苗，說明鹽脅迫和高劑量輻射的雙重脅迫加劇了種子的損傷。

植物種子的抗輻射能力與其大小、種皮厚度、結構、含水率、內部物質（酚類化合物、纖維素等）有關，胡麻種子較大，種皮厚，且含有亞麻籽油、果膠、亞麻膠等抗輻射物質，因此胡麻種子對60Coγ輻射并不敏感，促進其種子萌發和幼苗生長的最佳劑量與其他植物相比偏大，但與同是油料作物的油菜［30］相似。

3.2 適當劑量60Co－γ輻射調節鹽脅迫下胡麻抗氧化酶活性

在逆境脅迫下，植物細胞內產生和清除活性氧的平衡會被打破，積累大量活性氧自由基等過氧化產物。為了適應逆境環境，保護自身避免活性氧傷害，植物會利用體內SOD、CAT、POD等抗氧化酶清除過多的活性氧，以此來維持細胞內活性氧平衡。SOD將植物細胞中的活性氧轉化成H2O2，POD、CAT則進一步將H2O2轉化為H2O和O2，三者協同配合以清除植物體內多余的活性氧［31］。本試驗結果表明，在100 mmol／L NaCl脅迫下，胡麻幼苗葉片中SOD、CAT、POD活性升高，說明鹽脅迫下胡麻幼苗通過提高細胞內SOD、CAT、POD活性來清除過多的活性氧和過氧化產物，以減輕鹽害，這與余明龍等［32］在大豆上的研究結果一致。在100 mmol／L NaCl脅迫下，1000 Gy及以下劑量60Co－γ輻射可提高胡麻幼苗葉片SOD、CAT、POD活性，劑量大于1500 Gy時酶活性下降，說明一定劑量的60Co－γ輻射可通過提高抗氧化酶活性來增強胡麻抗鹽性。分析原因可能是適宜的60Co－γ輻射可使植物細胞內ATP含量提高，從而調節抗氧化酶mRNA的數量，最終提高酶的數量，而高劑量輻射會打破ATP的傳導途徑，最終影響酶的活性［33］；另一方面，低劑量的60Co－γ輻射可上調編碼抗氧化酶基因的表達［34］。

3.3 適當劑量60Co－γ輻射抑制鹽脅迫下胡麻幼苗的MDA積累

MDA是膜脂過氧化的產物，具有較強的細胞毒性，其含量反映植物膜脂過氧化程度及植物遭受逆境傷害的程度，含量越高膜脂過氧化程度越大，是公認的衡量質膜損傷程度的指標，反映了植物的抗氧化能力和抗逆性［35］。在本研究中，正常培養條件下1500 Gy及以下劑量使胡麻幼苗葉片MDA含量下降，說明60Co－γ輻射可減輕胡麻幼苗膜脂過氧化，劑量達到3000 Gy時，MDA含量上升，說明高劑量的60Co－γ輻射可加速膜脂過氧化，這與在谷稗［33］、檸檬［36］上的研究結果一致。鹽脅迫下胡麻幼苗葉片MDA含量升高，說明鹽脅迫會在一定程度上破壞胡麻幼苗細胞膜結構和功能；鹽脅迫下1500 Gy以下60Co－γ輻射可降低胡麻幼苗葉片MDA含量，說明一定劑量的60Co－γ輻射可保護細胞膜的穩定性，緩解鹽脅迫對細胞膜的傷害，而高劑量的60Co－γ輻射則加劇了細胞膜的損傷，這與Qi等［16］對擬南芥的研究結果一致，原因可能是60Co－γ輻射刺激了膜脂過氧化過程中某些基因的表達。

3.4 適當劑量60Co－γ輻射增加鹽脅迫下胡麻幼苗滲透調節物質含量

當逆境脅迫發生時，植物細胞會通過主動積累可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸等滲透調節物質來調節細胞質的滲透勢，以此保持細胞內部生物膜結構的完整性和蛋白質系統的穩定性［37］。本試驗中，鹽脅迫下胡麻幼苗葉片脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量升高，說明胡麻在鹽脅迫下通過積累大量的滲透調節物質來抵御鹽脅迫給細胞帶來的滲透脅迫，維持水分平衡，這與大豆［38］在鹽脅迫下的反應一致。鹽脅迫下一定劑量的60Coγ輻射可顯著提高胡麻幼苗葉片脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等滲透調節物質的含量，而高劑量輻射使脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量下降，表明適宜劑量的60Co－γ輻射可使胡麻幼苗積累大量的滲透調節物質來抵御鹽脅迫造成的滲透脅迫，從而提高耐鹽性。鹽脅迫下高劑量60Co－γ輻射會破環胡麻幼苗細胞膜透性，使細胞膜透性增大，滲透調節物質含量下降。這一結果與在大豆［39，40］、無芒雀麥［41］上的結果類似。

3.5 適當劑量60 Co－γ輻射提高鹽脅迫下胡麻幼苗生物活性物質含量和體外抗氧化能力

酚類物質具有抗氧化、抗誘變、抗病毒等作用，可預防動脈硬化、冠心?。?2］；黃酮類物質能有效清除人體內氧自由基，具有抗衰老、改善心腦血管疾病、促進傷口愈合等作用［43］。DPPH自由基清除能力法和鐵離子還原／抗氧化能力法（FRAP）是常用的測定植物活性成分體外抗氧化活性的方法，具有操作簡單、靈敏度高、重復性好等優點［44］。以往研究表明，胡麻芽期總黃酮、總多酚類物質含量及抗氧化活性比種子時期高［8］，但目前對胡麻芽苗生物活性物質的研究尚處于起步階段。隨著人們保健意識的增強，胡麻的開發利用已不僅僅局限于胡麻籽，胡麻芽苗保健品和藥品的開發同樣具有廣闊前景。鹽脅迫和60Coγ輻射對植物生物活性物質含量和體外抗氧化活性的研究尚少，對胡麻芽苗生物活性物質和抗氧化活性的影響還未見報道。本試驗發現，100 mmol／L NaCl脅迫使胡麻幼苗總多酚、總黃酮含量增加，并提升體外抗氧化能力；低劑量（600 Gy）60Co－γ輻射可進一步提高胡麻幼苗總多酚、總黃酮含量和體外抗氧化活性，但高劑量輻射卻使總多酚、總黃酮含量和體外抗氧化活性顯著下降。這是因為在60Co－γ輻射、NaCl脅迫的逆境條件下，胡麻通過積累黃酮類、酚類物質來抵御逆境傷害，維持自身生長，但輻射劑量超過一定閾值則嚴重擾亂了胡麻體內生物活性物質的合成和代謝過程。這與UV－B照射對番茄［45］、紫花苜蓿［43］影響的研究結果類似。

4 結論

本試驗研究了不同劑量60Co－γ輻射對100 mmol／L NaCl脅迫下胡麻種子萌發及幼苗生長、抗氧化生理特性、生物活性物質含量及體外抗氧化活性的影響，認為一定劑量的60Co－γ輻射可促進鹽脅迫下胡麻種子萌發和幼苗生長，通過提高葉片抗氧化酶活性和滲透調節物質含量，降低MDA含量來增強胡麻抗鹽性，以1000 Gy60Coγ輻射的種子抗鹽性最強。一定劑量的60Co－γ輻射可顯著增加鹽脅迫中胡麻芽苗中總黃酮、總多酚等生物活性物質含量及體外抗氧化活性，其中以600 Gy60Co－γ輻射最佳。

本研究僅測定了生理生化指標，并未在分子生物學層面上進行更深入的探究。深入探究鹽脅迫下不同劑量60Co－γ輻射對胡麻基因表達調控的影響，揭示60Co－γ輻射增強胡麻抗鹽性和增加生物活性物質含量的分子機制是我們下一步的研究目標，以期從生理和分子調控聯合機制開展60Co－γ輻射提高胡麻抗鹽性和品質的研究。