70 Gy的60Co-γ輻照對(duì)兩個(gè)家系思茅松種子發(fā)芽及苗期生長(zhǎng)影響淺析

李 倩，唐紅燕，楊利華，許麗萍，賈 平，張建珠，趙俊波

（普洱市林業(yè)科學(xué)研究所，云南 普洱 665000）

思茅松(Pinus kesiya var.langbianensis)是云南省重要的材脂兼用優(yōu)勢(shì)樹(shù)種，也是云南省重點(diǎn)發(fā)展的鄉(xiāng)土樹(shù)種之一，主要分布于我國(guó)云南省思茅地區(qū)(現(xiàn)普洱市)，集中成林分布在哀牢山西坡以西的亞熱帶南部。思茅松木材屬普用材、紙漿材，用途廣，用量大，商品材產(chǎn)量占整個(gè)思茅區(qū)總量的90%；其樹(shù)干富含松脂，一般單株年產(chǎn)量3kg，最高可達(dá)40kg，此外，思茅松樹(shù)脂中β-蒎烯（香料、醫(yī)藥、化工等工業(yè)的重要原料）的含量為全國(guó)之最。目前，由于思茅松天然次生林長(zhǎng)期處于自然狀態(tài)下，缺乏科學(xué)合理的經(jīng)營(yíng)和管理，使得林分質(zhì)量、單位蓄積量急劇下降，雖然也有經(jīng)過(guò)遺傳改良的思茅松種子，但也同樣存在著種子產(chǎn)量低、遺傳性狀不穩(wěn)定、后代分化明顯、世代周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)[1-4］。對(duì)此，進(jìn)行思茅松新品種培育研究勢(shì)在必行，而輻射誘變無(wú)疑是一條加速思茅松新品種選育的有效途徑，對(duì)思茅松今后的發(fā)展前景乃至提高森林資源利用率都具有重大意義。

輻射誘變育種是采用人工誘導(dǎo)方法獲得變異植株，并利用其變異選育新品種的方法。輻射誘變育種具有變異頻率高、變異譜大、后代穩(wěn)定快、育種年限短等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于作物育種。在輻射育種中，γ射線是最常用的輻照射線，而普遍使用的γ射線是由放射性同位素60Co或137Cs產(chǎn)生[5,6]。李秀芬等提出低劑量（50Gy）輻照對(duì)思茅松幼苗的生長(zhǎng)和存活率都沒(méi)有不利影響，有的家系還有促進(jìn)作用，在思茅松育苗中可以通過(guò)低劑量（50Gy）輻照培育優(yōu)質(zhì)幼苗[7]。本試驗(yàn)根據(jù)李秀芬等完成的思茅松60Co-γ輻照劑量的選擇研究確定試驗(yàn)輻照劑量，用劑量70Gy的60Co-γ輻照思茅松兩個(gè)家系的種子，并分別以兩個(gè)家系未輻照種子為對(duì)照，設(shè)置了兩個(gè)對(duì)比組，以對(duì)其種子發(fā)芽及苗期生長(zhǎng)進(jìn)行比較研究。

1 試驗(yàn)地概況

育苗地點(diǎn)為普洱市林業(yè)科學(xué)研究所苗圃。海拔1350 m，亞熱帶季風(fēng)氣候，干濕季分明，11月至次年4月為干季，5-10月為雨季。年溫差小，日溫差大。冬春多霧，平均每年霧日為138d。年降水量為1403.4 mm，年平均相對(duì)濕度為81%，年蒸發(fā)量為1036.7 mm，土壤類(lèi)型為赤紅壤，呈酸性，PH值在4.6～6.3[8]。

2 材料與方法

試驗(yàn)對(duì)象為普洱市林科所優(yōu)選出的兩個(gè)半同胞家系的思茅松種子1號(hào)和2號(hào)，種子千粒重分別為20.26g、17.2g。輻照試驗(yàn)于2015年9月18日進(jìn)行，采用60Co-γ射線輻照,輻照半徑R=200 cm,劑量率D=5.642 Gy/min，輻照劑量70Gy，共處理種子2000粒。

于9月21日在普洱市林業(yè)科學(xué)研究所苗圃環(huán)境下播種育苗，育苗容器為16cm×12cm的無(wú)紡布袋，基質(zhì)為砂頁(yè)巖發(fā)育的磚紅壤或磚黃，添加1%過(guò)磷酸鈣（P2O5有效成分12%）。

試驗(yàn)設(shè)置了半同胞家系1號(hào)和2號(hào)兩組比較，即半同胞家系1號(hào)的輻照種子與未輻照種子（對(duì)照CK）的比較，半同胞家系2號(hào)的輻照種子與未輻照種子（對(duì)照CK）比較。試驗(yàn)采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每個(gè)處理5次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)播種100粒種子。

3 統(tǒng)計(jì)分析方法

播種后觀察記錄種子發(fā)芽情況，計(jì)算發(fā)芽率，播后八個(gè)月調(diào)查苗木生長(zhǎng)量。數(shù)據(jù)采用SPSS 10.0和Excel 2007軟件處理，發(fā)芽率經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)換后進(jìn)行方差分析。

發(fā)芽率計(jì)算公式:發(fā)芽率=∑（Gt/Nt）×100%，Gt表示在t日時(shí)的發(fā)芽數(shù)，Nt表示種子總數(shù)。

4 結(jié)果與分析

4.1 輻照對(duì)發(fā)芽率的影響

播種5d后思茅松種子開(kāi)始發(fā)芽，在對(duì)種子發(fā)芽觀測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn):思茅松家系1號(hào)和2號(hào)兩組比較輻照種子發(fā)芽時(shí)間均比對(duì)照延遲了，其中，1號(hào)的延遲了4d，2號(hào)的延遲了6d。種子發(fā)芽率比較祥見(jiàn)表1:

表1 思茅松家系1號(hào)、2號(hào)對(duì)比組種子發(fā)芽率分析表

由表1可知，思茅松家系1號(hào)、2號(hào)的輻照種子發(fā)芽率均低于其對(duì)照。方差分析結(jié)果顯示:顯著性水平為0.05時(shí)，思茅松家系1號(hào)輻照種子發(fā)芽率與其對(duì)照CK發(fā)芽率、家系2號(hào)輻照種子發(fā)芽率與其對(duì)照CK發(fā)芽率差異顯著，表明70Gy的60Co-γ輻照對(duì)兩個(gè)家系思茅松種子的萌發(fā)具有抑制作用。

4.2 輻照對(duì)幼苗形態(tài)的影響

在對(duì)思茅松兩個(gè)家系輻照種子幼苗的觀察中，發(fā)現(xiàn)極少數(shù)幼苗形態(tài)發(fā)生變化。家系1號(hào)輻照種子幼苗中發(fā)現(xiàn)3株幼苗針葉卷曲，家系2號(hào)輻照種子幼苗中發(fā)現(xiàn)9株幼苗針葉卷曲或無(wú)法正常伸展，且形態(tài)發(fā)生變化的幼苗植株均要比其它形態(tài)正常的幼苗植株矮小、瘦弱。

4.3 輻照對(duì)生長(zhǎng)量的影響

于2016年5月進(jìn)行苗木生長(zhǎng)量調(diào)查（苗齡8個(gè)月），調(diào)查數(shù)據(jù)經(jīng)整理統(tǒng)計(jì)，得到表2各調(diào)查指標(biāo)均值如下:

表2 思茅松家系1號(hào)、2號(hào)苗木生長(zhǎng)量調(diào)查均值

由表2可知，兩個(gè)思茅松家系對(duì)比組苗期生長(zhǎng)量對(duì)比結(jié)果大不相同。其中，思茅松家系1號(hào)輻照種子苗木的苗高、地徑、針葉長(zhǎng)均值皆高于其對(duì)照CK；家系2號(hào)輻照種子苗木的苗高、地徑、針葉長(zhǎng)均值則均低于其對(duì)照CK。做方差分析，結(jié)果如下（表3）:

方差分析結(jié)果顯示:顯著性水平為0.05時(shí)，思茅松家系1號(hào)輻照種子苗木苗高與其對(duì)照CK苗高差異顯著，說(shuō)明70Gy的60Co-γ輻照對(duì)思茅松家系1號(hào)苗期苗高生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著影響，即促進(jìn)了其苗期苗高的生長(zhǎng)；二者地徑、針葉長(zhǎng)差異不顯著。

表3 思茅松家系1號(hào)對(duì)比組苗高、家系2號(hào)對(duì)比組針葉長(zhǎng)方差分析

顯著性水平為0.05時(shí)，思茅松家系2號(hào)輻照種子苗木針葉長(zhǎng)與其對(duì)照CK針葉長(zhǎng)差異顯著，說(shuō)明70Gy的60Co-γ輻照對(duì)思茅松家系2號(hào)苗木針葉生長(zhǎng)產(chǎn)生顯著影響，即抑制了其針葉的生長(zhǎng)。二者苗高、地徑差異不顯著。

5 結(jié)論與討論

由于輻照產(chǎn)生的突變具有不定向、隨機(jī)等特性，因此想要通過(guò)輻照培育一次性獲得優(yōu)質(zhì)苗木并非易事，根據(jù)李秀芬等完成的思茅松60Co-γ輻照劑量選擇研究確定試驗(yàn)輻照劑量，開(kāi)展了70Gy的60Co-γ輻照對(duì)思茅松家系1號(hào)和2號(hào)種子發(fā)芽及苗期生長(zhǎng)影響的試驗(yàn)研究。

利用70Gy的60Co-γ對(duì)思茅松種子進(jìn)行輻照試驗(yàn)，觀察到的表現(xiàn)型變異植株較少，這也許是輻照劑量較低的原因。王小敏等研究發(fā)現(xiàn)黑莓組培苗經(jīng)60Co-γ輻照后，出現(xiàn)不同程度的黃化玻璃化、畸形、生長(zhǎng)遲緩以及死亡等現(xiàn)象，輻照劑量越大，此類(lèi)現(xiàn)象發(fā)生越頻繁[9]。

70Gy的60Co-γ輻照抑制了兩個(gè)家系思茅松種子的萌發(fā)，致使其出芽期延長(zhǎng)，發(fā)芽率降低。李秀芬等研究發(fā)現(xiàn)，輻照處理后，思茅松出苗的開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間都延遲，出苗持續(xù)時(shí)間變長(zhǎng)[10]。

相同的輻照處理種子，思茅松家系1號(hào)與2號(hào)苗期的生長(zhǎng)情況對(duì)比結(jié)果卻大不相同。分析結(jié)果顯示:輻照對(duì)家系1號(hào)的苗高生長(zhǎng)起到了促進(jìn)作用，對(duì)其地徑、針葉長(zhǎng)的生長(zhǎng)則不產(chǎn)生影響；輻照對(duì)家系2號(hào)針葉的生長(zhǎng)具有抑制作用，對(duì)其苗高、地徑生長(zhǎng)則不產(chǎn)生影響。曾麗瓊等研究發(fā)現(xiàn)，不同劑量的輻射對(duì)油茶幼苗的苗高和地徑都有一定的影響。1000 rad輻射劑量對(duì)油茶‘岑軟2號(hào)’地徑、‘岑軟3號(hào)’苗高生長(zhǎng)起到促進(jìn)作用[11]。

思茅松家系1號(hào)輻照種子苗木的苗高生長(zhǎng)顯著優(yōu)于對(duì)照，這既可能是70Gy的60Co-γ輻射處理導(dǎo)致的內(nèi)在基因型的正向變異，也有可能是其它因素導(dǎo)致的。對(duì)此，還有待進(jìn)一步的觀測(cè)，并開(kāi)展分子水平上的鑒定。由于本試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)間尚短，僅僅完成了部分前期工作，所測(cè)定苗期生長(zhǎng)量只能初步判斷70Gy的60Co-γ輻照對(duì)試驗(yàn)中兩個(gè)家系思茅松種苗的生長(zhǎng)有影響。對(duì)于輻照后思茅松的產(chǎn)脂率、材積等相關(guān)指標(biāo)還有待于進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

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