137Cs-γ輻射對甜櫻桃種子及接穗的影響效應

陳令會，洪莉，董軍，阮夢雅

(臺州市農業科學研究院 園藝研究所，浙江 臨海 317000)

近年來甜櫻桃在南方地區快速發展，彌補了市場空缺，以及市民對櫻桃品質的需求，但適宜南方地區種植的櫻桃品種仍很有限。要從根本上解決問題還是要從種質創新開始，需要選育更多適宜南方地區栽培的櫻桃品種，豐富當地的櫻桃種類，滿足人們對大果型、高品質櫻桃的需求。輻射誘變是改良種質性狀、創造新種質的有效手段[1-3]。我國果樹的輻射育種工作開始于20世紀的60年代，輻射誘變的樹種有蘋果、梨、山楂、板栗、柑橘等，誘變材料包括種子、芽條、花粉等，誘變源主要有60Co-γ射線、快中子、熱中子和激光等。研究表明，輻射育種在蘋果、梨、香蕉、山楂和板栗上都有育成的新品種[4-7]，但在甜櫻桃上則鮮有報道。本試驗以甜櫻桃的種子和接穗為試材，研究不同輻射劑量對甜櫻桃種子發芽、幼苗生長、接穗成活率及生長量的影響，確定甜櫻桃種子和接穗的適宜輻照劑量，以期為南方地區開展甜櫻桃種子和接穗的誘變育種工作奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗地點設在浙江省臺州市臨海市臺州市農科院甜櫻桃基地，供試材料為甜櫻桃紅蜜和布魯克斯品種的種子和接穗。

1.2 處理設計

在2—3月分別剪取櫻桃的一年生枝條，在浙江省農業科學院作物與核技術利用研究所輻照中心進行137Cs-γ輻照處理。輻射處理劑量分別為0、10、20、40和80 Gy，輻射劑量率為1 Gy·min-1。輻射完成后，將5個處理的接穗分別嫁接于吉塞拉6號砧木上，每處理嫁接50棵，重復3次，于6月中旬統計嫁接成活率及生長量。

在4—5月收集甜櫻桃的果實，獲取種子，陰干后于4 ℃冰箱保存備用。于當年6—7月將櫻桃種子去除外殼后裝入網袋內，在浙江省農業科學院作物與核技術利用研究所輻照中心進行137Cs-γ輻照處理。輻射處理劑量分別為0、10、20、40和80 Gy，輻射劑量率為1 Gy·min-1。每處理重復3次，每次重復的種子數量為100粒。將輻照處理后的櫻桃種子放入鋪有2層濾紙的發芽盒中，在人工氣候箱中進行催芽，保持溫度為25 ℃，濕度為95%。2～3周后，待胚根長至與種子等長時(同時統計不同輻射劑量種子的發芽率)，將其移栽于溫室中，栽植于直徑為0.1 m的美植袋中，所用基質為栽培基質(杭州錦海農業有限公司)，種苗培育期間水肥管理一致，同時于當年12月底統計種苗生長量。

1.3 調查方法與數據統計

每處理隨機取5株，重復3次。株高采用鋼卷尺測定，干徑采用游標卡尺測定。

采用Excel軟件進行數據處理和作圖，采用Stst方差分析[5]軟件進行單因素隨機區組試驗結果的方差分析。

2 結果與分析

2.1 輻射處理對甜櫻桃種子及其幼苗的影響

輻射處理對甜櫻桃種子發芽影響明顯。如圖1所示，不同劑量輻射處理后，甜櫻桃種子發芽率均低于對照，且隨著輻射劑量的增加，種子的發芽率降低較為明顯。對于紅蜜櫻桃，10、20 Gy處理的種子發芽率變化不明顯，40、80 Gy處理的種子發芽率下降較為明顯，相比未輻射的對照處理分別下降12.0和20.0百分點。而對于布魯克斯櫻桃，隨著輻射劑量增加，發芽率總體呈逐漸降低的趨勢，其中，10、20、40 Gy處理的種子發芽率基本維持在14.30%～15.71%，相比對照降幅在3.3～4.7百分點；而80 Gy處理的種子發芽率下降較為明顯，相比對照降低7.0百分點。綜上所述，低劑量(10～40 Gy)輻射處理對甜櫻桃種子的發芽率影響較小，而高劑量(80 Gy)輻射處理致使甜櫻桃種子發芽率降低明顯，最大降幅達19.0百分點。同時，不同甜櫻桃品種間對輻射劑量的耐受性也不同。相比各自對照，紅蜜在高劑量(80 Gy)輻射處理的發芽率降幅為19.0百分點，遠高于布魯克斯的7.0百分點，說明甜櫻桃布魯克斯種子對高劑量輻射有更高的耐受性。

圖1 不同輻射處理后對甜櫻桃種子發芽率的影響

輻射處理甜櫻桃種子對其幼苗的早期生長有一定影響，主要體現在株高和干徑兩方面。由表1可知，就紅蜜幼苗看，低劑量(10～40 Gy)輻射對幼苗高度影響不顯著，而高劑量(80 Gy)輻射處理后，其株高顯著低于對照，較對照降低70.11%。輻射處理對紅蜜幼苗干徑的影響結果與其對幼苗高度的影響趨勢基本相同。低劑量(10～40 Gy)輻射處理對紅蜜幼苗干徑影響不顯著，但整體呈現下降趨勢，相比對照分別下降4.00%、27.95%和30.78%。而高劑量(80 Gy)輻射處理后，干徑顯著低于對照，降幅達47.42%。從輻射對布魯克斯幼苗的影響上看，10 Gy的輻射處理對布魯克斯幼苗株高和干徑無顯著性影響，20～80 Gy的輻射處理對布魯克斯幼苗株高和干徑影響顯著，相比對照，株高分別下降58.78%、54.17%和72.80%，干徑降幅也達到35.87%、32.45%和44.25%，由此可見，80 Gy輻射處理下降的最為明顯。綜上所述，0～10 Gy的輻射處理種子對其幼苗的早期生長影響不顯著，20～80 Gy的輻射處理對其幼苗的早期生長有顯著影響。同時，不同甜櫻桃品種間輻射劑量對其幼苗早期生長的影響存在一定差異性。相比各自對照，在20～40 Gy輻射劑量下，對紅蜜幼苗的早期生長影響小，對布魯克斯則影響顯著。由此說明，輻射處理布魯克斯種子，對其幼苗的早期生長影響要大于紅蜜。

表1 不同輻射處理后對甜櫻桃幼苗生長量的影響

2.2 輻射處理對甜櫻桃接穗的影響

輻射處理對甜櫻桃接穗成活率的影響較大。如圖2所示，采用不同劑量輻射處理后，甜櫻桃接穗成活率均低于對照，且隨著輻射劑量增加呈明顯的下降趨勢。就紅蜜來看，在10、20、40 Gy處理后，接穗成活率變化不明顯，在44.40%～61.11%，相比對照降幅分別達到44.44、50.67和31.11百分點，其中80 Gy處理的接穗成活率下降最為明顯，即紅蜜所有接穗均未成活，成活率為0。就布魯克斯而言，隨著輻射劑量增加，接穗成活率呈逐漸降低的趨勢。其中，10、20、40 Gy處理的接穗成活率基本一致，在30.00%～30.77%，相比對照降幅在56.00～57.14百分點，當輻射劑量達到80 Gy時，其接穗的成活率也降為0。綜上所述，輻射處理對甜櫻桃2個品種接穗的成活率影響基本一致，即低劑量(10～40 Gy)的輻射處理對其接穗成活率的影響小，但高劑量(80 Gy)的輻射處理直接導致其接穗全部死亡。

圖2 不同輻射處理后對甜櫻桃接穗成活率的影響

輻射處理甜櫻桃接穗對其生長量有一定的影響。由表2可知，就紅蜜接穗看，在10～40 Gy輻射處理下，隨著輻射劑量的增加，株高呈下降趨勢，但相比對照并不顯著，其降幅分別為8.03%、10.25%和29.17%。隨著輻射劑量的增加，其干徑也呈下降趨勢，但只有輻射劑量達到40 Gy時，才會對紅蜜接穗干徑產生顯著影響，干徑降幅達24.15%。

表2 不同輻射處理后對甜櫻桃接穗生長量的影響

輻射處理對布魯克斯接穗生長量的影響結果與紅蜜基本相同。10～40 Gy輻射處理對布魯克斯接穗的株高無顯著性影響，10～40 Gy輻射處理對布魯克斯接穗干徑影響顯著。不同的是，10 Gy輻射處理對布魯克斯接穗的株高和干徑有增加作用。綜上表明，輻射處理對甜櫻桃品種的接穗生長量的影響基本一致。

3 小結與討論

誘變育種是人為地利用物理和化學因素誘導植物遺傳性狀發生變異，并根據育種目標，從變異后代中選育新品種或獲得有利用價值的種質資源的一項現代育種技術[8-10]，它可使突變率大大提高，增加了定向創造和篩選變異的可能性。有研究表明，果樹受輻射影響的效應在不同果樹品種甚至不同植物器官之間都有較大差異。影響果樹輻射效應的因素很多，包括生長狀況、生長年限、進化程度和倍性水平等都會影響到輻射效果，由于不同植物及不同來源的植物器官對輻射的敏感性不同[11-13]。因此，首先要確定適宜的輻射材料后，才可獲得有效的誘變效果。本研究利用輻射誘變育種，旨在探索甜櫻桃種子和接穗的適宜輻照劑量，從而達到增加甜櫻桃的變異可能性，選育出適宜南方地區栽植的甜櫻桃品種。

輻射處理后種子的發芽情況、接穗的成活率及幼苗的生長狀況是衡量輻射損傷效應的重要指標[14-15]。試驗結果表明，低劑量(10～40 Gy)137Cs-γ 射線輻射對甜櫻桃種子發芽率影響較小，而高劑量(80 Gy)137Cs-γ 射線輻射處理甜櫻桃種子發芽率顯著降低，最大降幅達到19.0百分點。同時，0～10 Gy的137Cs-γ 射線輻射處理甜櫻桃種子對其幼苗的早期生長影響不顯著，20～80 Gy的137Cs-γ 射線輻射處理甜櫻桃種子對其幼苗的早期生長影響較為顯著，即表現為137Cs-γ 射線輻射使甜櫻桃種子發芽后，幼苗株高變矮，莖稈變細。本研究表明，137Cs-γ 射線輻射對甜櫻桃品種紅蜜和布魯克斯種子存在一定差異，即甜櫻桃布魯克斯種子對高劑量輻射(80 Gy)有更高的耐受性，輻射處理其種子對其幼苗的早期生長影響要大于紅蜜。137Cs-γ 射線輻射使甜櫻桃接穗的成活率下降，高輻射劑量(80 Gy)直接導致成活率下降為0，同時隨著輻射劑量的加大，甜櫻桃嫁接苗的莖稈變細，株高上雖然差異不顯著，但整體呈下降趨勢。同時，137Cs-γ 射線輻射對甜櫻桃品種紅蜜和布魯克斯接穗的影響基本一致，品種間差異不明顯。綜合認為，甜櫻桃種子對高劑量輻射的耐受性要高于甜櫻桃接穗。在誘變育種過程中，甜櫻桃種子的137Cs-γ射線輻射誘變較為合適的劑量范圍為20～40 Gy，而甜櫻桃接穗的137Cs-γ 射線輻射誘變較為合適的劑量范圍為10～40 Gy。