60Co—γ輻射對NaCl脅迫下二月蘭種子萌發(fā)的影響

董亞茹　趙東曉　陳傳杰

摘要：以二月蘭（Orychophragmus violaeeus）種子為材料，采用室內(nèi)培養(yǎng)皿發(fā)芽方法，分別統(tǒng)計(jì)其在清水和0.5% NaCl中的萌發(fā)指標(biāo)并測量幼苗生長指標(biāo)，以研究60Co-γ射線對二月蘭種子萌發(fā)及早期幼苗生長的影響。結(jié)果表明，在0～300 Gy劑量范圍內(nèi)，60Co-γ輻射提高了二月蘭種子的發(fā)芽率，同時(shí)降低了種子的發(fā)芽勢。在水處理?xiàng)l件下，60Co-γ輻射對二月蘭幼苗株高、根長、鮮重都有不同程度的促進(jìn)作用。在0.5%NaCl處理?xiàng)l件下，60Co-γ輻射對二月蘭幼苗的株高和鮮重產(chǎn)生了一定的促進(jìn)作用，對根長的生長則是低濃度促進(jìn)高濃度抑制。

關(guān)鍵詞：二月蘭（Orychophragmus violaeeus）；60Co-γ射線；種子萌發(fā)；生長指標(biāo)

中圖分類號：S681.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）15-0071-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.15.018 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

Effects of 60Co-γ Radiation on Seeds Germination of Orychophragmus violaeeus

under NaCl Stress

DONG Ya-ru，ZHAO Dong-xiao，CHEN Chuan-jie，SUN Jing-shi，DU Jian-xun

（Sericulture Research Institute of Shandong Province，Yantai 264002，Shandong，China）

Abstract： The effects of 60Co-γ ray on the seed germination and early seedling growth of Orychophragmus violaeeus were studied using the method of indoor petri dish germination method，and the germination indexes in water and 0.5% NaCl were measured. The results showed that 60Co-γ radiation increased the germination rate of Orychophragmus violaeeus seeds，and decreased the germination potential of seeds in the dose range of 0～300 Gy. Under the condition of water treatment，60Co-γ radiation had different effects on the plant height，root length and fresh weight of Orychophragmus violaeeus seedlings. Under the condition of 0.5% NaCl treatment，60Co-γ radiation promoted the plant height and fresh weight of Orychophragmus violaeeus seedlings，but the growth of root length was promoted at low concentration 60Co-γ radiation and inhibted at high concentration 60Co-γ radiation.

Key words： Orychophragmus violaeeus； 60Co-γ ray； seed germination； growth index

二月蘭（Orychophragmus violaeeus）為十字花科諸葛菜屬（Orychophragmus）植物，又名諸葛菜、菜籽花，為十字花科諸葛菜屬一年或二年生草本。因農(nóng)歷二月前后開始開花，故稱二月蘭。作為一種優(yōu)良的地被植物，二月蘭同時(shí)又兼具觀賞、油料、食用、飼料、生態(tài)、藥用[1-3]等眾多用途，具有較高的研究、開發(fā)和應(yīng)用價(jià)值。此外，二月蘭還具有廣泛的適應(yīng)性，具有耐寒[4]，耐陰，耐土壤貧瘠等特點(diǎn)，在酸性和堿性土壤中均可生長。作為一種重要的具有潛在利用價(jià)值的種質(zhì)資源，目前諸葛菜屬植物已引起人們的廣泛關(guān)注，并在資源收集與馴化栽培、雜交育種、組織培養(yǎng)、抗逆性及其相關(guān)基因的克隆等多方面得到了研究[5]。

輻射誘變育種是獲得新種質(zhì)資源和選育新品種的有效途徑之一，中國自1957年開始輻射育種工作以來，輻射育種取得了重大成就[6]。在抗性研究方面，中國先后獲得了耐鹽的大豆、水稻、煙草、油菜、花生等突變體[7]。其中60Co-γ輻射是輻射誘變育種最常用的方法之一[8]，60Co-γ輻射在提高植物的耐鹽性方面也已有報(bào)道[9]。

為此，試驗(yàn)利用60Co-γ射線對二月蘭種子進(jìn)行輻射處理，對種子在清水和0.5% NaCl中的發(fā)芽指標(biāo)和生長指標(biāo)進(jìn)行了研究，探明二月蘭種子有效的輻射誘變劑量，旨在為今后進(jìn)一步篩選耐鹽型二月蘭突變體提供參考，對今后培育耐鹽新品種工作具有重要的理論和實(shí)踐意義。

1 材料與方法

1.1 材料

供試種子為2016年采收的二月蘭種子，種子凈度≥98.0%。將二月蘭種子裝入自封袋內(nèi)，在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院輻照中心進(jìn)行60Co-γ射線輻射處理，共設(shè)7個(gè)輻射計(jì)量處理，分別為0、50、100、150、200、250、300 Gy。

1.2 方法

1.2.1 種子發(fā)芽指標(biāo)測定 選取健壯、飽滿、大小一致的二月蘭輻射種子，用75%乙醇消毒3 min，去離子水沖洗5～6次。25 ℃下去離子水浸種24 h，將種子用無菌濾紙瀝干水，備用。每個(gè)培養(yǎng)皿（直徑90 mm）鋪兩層無菌濾紙，放置40粒種子，一組用去離子水進(jìn)行萌發(fā)，另一組用0.5%的NaCl進(jìn)行萌發(fā)。每個(gè)處理3次重復(fù)。每天觀察種子萌發(fā)情況，并統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)，突破種皮的胚軸長度為2 mm時(shí)視為種子發(fā)芽。各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)計(jì)算公式如下：

發(fā)芽率（GP）=n/N（n為第10天時(shí)的種子發(fā)芽數(shù)，N為供試種子總數(shù)）；

發(fā)芽勢（GE）=n3 /N（n3為第3天時(shí)的種子發(fā)芽數(shù)，N為供試種子總數(shù)）。

1.2.2 幼苗生長指標(biāo)測定 14 d后，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取10株幼苗，測定幼苗株高、根長、鮮重。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均用Excel統(tǒng)計(jì)并制圖。應(yīng)用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對不同處理下的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、株高和根長等各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 60Co-γ輻射對二月蘭種子萌發(fā)的影響

由表1可以看出，0～300 Gy劑量輻射范圍內(nèi)，無論是在水處理還是在0.5% NaCl處理?xiàng)l件下，隨著輻照劑量的增加，60Co-γ輻照對二月蘭種子的萌發(fā)率都呈現(xiàn)了一定的促進(jìn)作用，但與對照相比差異不明顯。水處理?xiàng)l件下，50和150 Gy時(shí)發(fā)芽率均達(dá)到最大值99.17%。鹽處理?xiàng)l件下，發(fā)芽率最低值也達(dá)到91.67%。同樣條件下60Co-γ輻射對二月蘭種子發(fā)芽勢則產(chǎn)生了抑制作用，水處理?xiàng)l件下，在200 Gy時(shí)二月蘭種子發(fā)芽勢為54.17%，比對照降低了10個(gè)百分點(diǎn)，與對照相比差異顯著。鹽處理?xiàng)l件下，除了50 Gy時(shí)發(fā)芽勢與對照無顯著差異，其他劑量輻照明顯降低了種子發(fā)芽勢，150 Gy時(shí)二月蘭種子發(fā)芽勢僅為39.17%，與對照相比差異顯著。

2.2 60Co-γ輻射對二月蘭幼苗生長指標(biāo)的影響

分析圖1至圖3可以看出，水處理?xiàng)l件下，60Co-γ輻射對二月蘭幼苗株高、根長、鮮重都有不同程度的促進(jìn)作用。不同劑量60Co-γ輻射對二月蘭幼苗株高的促進(jìn)作用不明顯，均與對照差異不顯著。而不同劑量60Co-γ輻射對二月蘭幼苗根長和鮮重影響較大，隨著輻射劑量的增加，兩者都呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢。在250和300 Gy兩個(gè)輻射劑量下，二月蘭幼苗株高和根長均達(dá)到最大值，與對照相比差異顯著。

鹽處理?xiàng)l件下，不同劑量60Co-γ輻射對二月蘭幼苗株高、根長、鮮重產(chǎn)生了不同程度的影響。在0～300 Gy范圍內(nèi)，隨輻射劑量的增加二月蘭幼苗株高呈遞增趨勢，250 Gy時(shí)達(dá)到最大值，與對照差異顯著。不同劑量輻射對二月蘭幼苗根長的影響則呈現(xiàn)先增高后降低的趨勢，在200 Gy時(shí)達(dá)到最大值，與對照相比差異顯著。不同劑量60Co-γ輻射對二月蘭幼苗鮮重有輕微促進(jìn)作用，但效果不明顯，不同處理下鮮重值與對照無明顯差異。

3 小結(jié)與討論

60Co-γ射線可對植物的生長發(fā)育產(chǎn)生一定的抑制或促進(jìn)作用，不同輻射劑量對不同植物的影響不同[10]。有研究表明，低劑量的輻射處理對種子發(fā)芽具有促進(jìn)作用，而高劑量的輻射抑制種子發(fā)芽且對種胚產(chǎn)生傷害[11-13]。本研究結(jié)果表明，在0～300 Gy劑量范圍內(nèi)，60Co-γ輻射能夠提高種子發(fā)芽率，這與60Co-γ輻照對光果甘草和烏拉爾甘草種子萌發(fā)特性研究的結(jié)果相似[9，14]。提高發(fā)芽率的同時(shí)，輻射卻降低了種子的發(fā)芽勢，在鹽處理下尤為明顯。發(fā)芽勢反映了種子的發(fā)芽速度和整齊度，可見輻射處理加劇了NaCl對種子的脅迫效應(yīng)，延緩了種子的萌發(fā)速度。

根長和幼苗生長量被廣泛用于植物對輻射敏感程度的度量，水處理?xiàng)l件下，隨著輻射劑量的提高，二月蘭幼苗生長量呈現(xiàn)遞增的趨勢，且對根系生長的影響大于地上部分的影響，熊秋芳等[15]的結(jié)果也表明，相對于子葉蘿卜幼苗根系對輻照更為敏感。在鹽脅迫下，不同劑量輻射對二月蘭幼苗根長的影響則呈現(xiàn)先增高（0～200 Gy）后降低（250～300 Gy）的趨勢，可見低濃度的輻射處理更有利于二月蘭幼苗根系在NaCl脅迫環(huán)境下生長。

試驗(yàn)結(jié)果表明，在0～300 Gy的范圍內(nèi)，60Co-γ輻射對二月蘭種子的萌發(fā)和幼苗生長具有一定的促進(jìn)作用，水處理比鹽處理表現(xiàn)得更為明顯。

參考文獻(xiàn)：

[1] 肖 龍，羅 鵬.諸葛菜的研究現(xiàn)狀與開發(fā)前景[J].西北植物學(xué)報(bào)，1994，14（3）：237-241.

[2] 羅 鵬，黃邦全，藍(lán)澤蘧，等.菜用諸葛菜的研究[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1988（4）：636-641.

[3] 任全進(jìn)，于金平，張廣倫.諸葛菜資源的綜合利用[J].中國野生植物資源，1998（2）：24-25.

[4] 魏力軍，劉小輝，劉明遠(yuǎn).二月蘭在哈爾濱引種成功[J].北方園藝，1994（1）：22-23.

[5] 胡 歡，王 倩，劉建全.重要資源植物諸葛菜屬的研究進(jìn)展[J].植物科學(xué)學(xué)報(bào)，2014，32（2）：189-198.

[6] 李志能，劉國鋒，包滿珠.懸鈴木種子60Co-γ輻射及其苗期生物學(xué)性狀調(diào)查[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2006，20（4）：299-302.

[7] 萬賢國.輻射誘變在創(chuàng)造種質(zhì)資源上的應(yīng)用[J].作物研究，1994， 8（2）：1-4.

[8] 李秀芬，張德順，吳福蘭，等.60Co-γ輻照對木槿種子發(fā)芽及幼苗生長的影響[J].核農(nóng)學(xué)報(bào)，2009，23（3）：450-453.

[9] 韓亞楠，吳 瓊，高 睿，等.60Co-γ輻照對Na2SO4脅迫下烏拉爾甘草種子發(fā)芽特性的影響[J].草業(yè)科學(xué)，2015，32（3）：421-426.

[10] 臺德強(qiáng)，田 佶，耿 惠，等.60Co-γ輻射對3種變色葉類觀賞海棠的誘變效應(yīng)[J].果樹學(xué)報(bào)，2015，32（5）：806-814.

[11] 王文恩，包滿珠，張俊衛(wèi).60Co-γ輻射對日本結(jié)縷草干種子的輻射效應(yīng)研究[J].草業(yè)科學(xué)，2009，26（5）：155-160.

[12] 吳茂力，劉勇強(qiáng)，張子龍.60Co-γ輻射對水稻陳種子活力復(fù)蘇的影響[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2010，23（4）：1013-1016.

[13] 霍雅馨，王 娜，張吉宇，等.3種誘變因子對箭筈豌豆種子萌發(fā)的影響[J].草業(yè)科學(xué)，2013，31（3）：438-445.

[14] 高 睿，馬 淼，趙紅艷，等.60Co-γ輻射對光果甘草種子耐鹽性影響的研究[J].農(nóng)學(xué)學(xué)報(bào)，2016，6（7）：77-82.

[15] 熊秋芳，陳玉霞，張雪清，等.60Co-γ輻射對蘿卜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（3）：356-359.