60Co-γ射線對(duì)茉莉花插穗的輻照效應(yīng)研究

李春牛,李先民,黃展文,盧家仕,卜朝陽(yáng)

(廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院 花卉研究所，廣西 南寧 530007)

茉莉花[Jasminumsambac(L.)Ait]為木犀科素馨屬常綠直立或攀援狀灌木。茉莉花早在漢代就已從亞洲西南部傳入我國(guó)，現(xiàn)在我國(guó)廣西、四川、福建、云南等地廣泛種植。因其花多期長(zhǎng)、香氣清香而持久、濃郁而不濁，被世人譽(yù)為“天下第一香”[1]，是著名的花茶原料及重要的香精原料[2]。茉莉花栽培品種單一，長(zhǎng)期無(wú)性繁殖造成品種種性退化，產(chǎn)量及品質(zhì)不斷下滑，茉莉花品種更新迫在眉睫。目前，茉莉花新品種選育工作進(jìn)展緩慢。茉莉花極少結(jié)實(shí)[3-5]，很難通過(guò)有性雜交的方法培育新品種，開展茉莉花誘變育種具有重要意義。

輻照誘變育種是培育無(wú)性繁殖作物新品種的重要手段之一[6]。植物對(duì)輻照的敏感性常以半致死劑量和臨界劑量來(lái)表示，最適輻照劑量通常是誘導(dǎo)材料死亡率為50%的輻照劑量(LD50)。不同作物或同一作物的不同品種間甚至同一品種的不同器官對(duì)于輻照敏感性都存在著差異[7]。在花卉輻照誘變育種工作中，60Co-γ射線輻照是選育無(wú)性繁殖植物新品種應(yīng)用最為廣泛的誘變手段[8]。在菊花[9]、月季[10]、百合[11]、石斛[12]、杜鵑[13]、波士頓蕨[14]、板栗[15]、澳洲堅(jiān)果[7，16]、木薯[17]等領(lǐng)域開展了大量輻照育種工作。目前，尚未見(jiàn)相關(guān)60Co-γ 射線輻照茉莉花誘變育種的研究報(bào)道。鑒于此，研究不同品種茉莉花的半致死輻照劑量及輻照對(duì)其插穗生根及萌芽的影響，為開展茉莉花輻照誘變育種、獲得新種質(zhì)提供技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 材料

供試材料為廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院花卉研究所收集的茉莉花種質(zhì)資源，編號(hào)分別為5號(hào)(多瓣茉莉，引自泰國(guó))、8號(hào)(多瓣茉莉，引自緬甸)、23號(hào)(雙瓣茉莉，引自廣西橫縣)。2014年4月，種植在廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院里建科學(xué)研究基地(N23°14′—23°15′，E108°02′—108°03′)。該基地占地面積108 hm2，地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，光能充足，氣候溫和，雨量充沛[18]。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2018年8月，選取2年生健壯木質(zhì)化枝條剪裁成長(zhǎng)10～12 cm的插穗，50根為1捆，進(jìn)行0(CK)、20、30、40、50、60 Gy 6個(gè)劑量水平輻照，每個(gè)處理100根，重復(fù)3次。扦插基質(zhì)為珍珠巖。2個(gè)月后，統(tǒng)計(jì)成活率、生根數(shù)量、最長(zhǎng)根長(zhǎng)及萌芽率。每個(gè)處理調(diào)查100株插穗的成活情況，抽取10株插穗測(cè)量生根數(shù)量、最長(zhǎng)根長(zhǎng)，取平均值。成活率=成活插穗數(shù)/100×100%；相對(duì)成活率=成活率/對(duì)照成活率×100%[12]；萌芽率=萌芽插穗數(shù)/成活插穗數(shù)×100%。以不同輻照劑量x為自變量，不同劑量下的相對(duì)死亡率y為因變量，利用直線回歸方程y=a+bx計(jì)算半致死劑量。

1.2.2 輻照方法 在廣西南翔環(huán)保有限公司輻照中心進(jìn)行60Co-γ射線輻照，劑量率為2.5 Gy/min。

1.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用SPSS 11.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、線性回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 輻照對(duì)茉莉花插穗扦插成活率的影響及半致死劑量的確定

3個(gè)品種茉莉花插穗經(jīng)不同劑量60Co-γ射線輻照處理后，插穗成活率見(jiàn)表1。對(duì)不同劑量、品種對(duì)插穗成活率的影響進(jìn)行交叉分組的兩因素方差分析，不同輻照劑量的F=11.210，P=0.001<0.01，差異極顯著，CK與20～30 Gy處理差異不顯著，與40～60 Gy處理差異顯著，即高劑量輻照(40～60 Gy)處理顯著降低插穗成活率。不同品種的F=12.185，P=0.002<0.01，差異極顯著，8號(hào)成活率顯著低于5號(hào)、23號(hào)。

表1 不同劑量60Co-γ射線輻照處理茉莉花插穗的成活率及生根數(shù)量Tab.1 The survival rate and rooting number of the cuttings of Jasminum sambac irradiated by diffrent 60Co-γ irradiation doses

注：表中同列(行)數(shù)據(jù)后的不同小寫(大寫)字母表示差異顯著(P<0.05)，下同。

Note:In the same column(row) values with different lowercase(capital) letters show significantly different at the 5% probability level.The same below.

將輻照劑量與5號(hào)品種的插穗相對(duì)成活率進(jìn)行線性回歸分析，回歸系數(shù)b=-1.224，截距a=128.556，可得回歸方程：y=128.556-1.224x，其中y為相對(duì)成活率，x為輻照劑量。從直線回歸方程中可以求得，當(dāng)y=50時(shí)(即死亡率為50%)，x=64.18，即5號(hào)半致死劑量LD50=64.18 Gy?；貧w系數(shù)b檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量t值為-4.296，P=0.013<0.05，即輻照劑量與插穗成活率之間存在顯著的線性關(guān)系。同樣可以求得，8號(hào)品種的回歸方程為y=74.715-0.580x，半致死劑量LD50=42.61 Gy，回歸系數(shù)b檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量t值為-3.717，P=0.021<0.05，即輻照劑量與扦插成活率之間存在顯著的線性關(guān)系。23號(hào)品種的回歸方程為y=78.093-0.710x，半致死劑量LD50=39.57 Gy，回歸系數(shù)b檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)量t值為-5.922，P=0.004<0.01，即輻照劑量與插穗成活率之間存在極顯著的線性關(guān)系。

2.2 輻照對(duì)茉莉花插穗生根數(shù)量的影響

3個(gè)品種茉莉花插穗經(jīng)不同劑量60Co-γ射線輻照處理后，插穗生根數(shù)量見(jiàn)表1。5號(hào)品種CK的生根數(shù)量為21.9條，而經(jīng)輻照處理后，插穗生根數(shù)量降低到4.3～7.6條，不同劑量處理之間差異不顯著(P>0.05)。8號(hào)品種CK的生根數(shù)量為20.5條，顯著高于輻照處理(4.9～13.1條)。23號(hào)品種CK的生根數(shù)量為12.1條，顯著高于輻照處理(2.0～8.1條)。對(duì)不同劑量、品種對(duì)插穗生根數(shù)量的影響進(jìn)行交叉分組的兩因素方差分析，不同輻照劑量的F=15.498，P=0.000<0.01，差異極顯著，所有輻照處理的插穗生根數(shù)量均顯著小于CK。不同品種的F=7.713，P=0.009<0.01，差異極顯著，5號(hào)與8號(hào)、23號(hào)品種差異不顯著，8號(hào)與23號(hào)差異顯著。

2.3 輻照對(duì)茉莉花插穗最長(zhǎng)根長(zhǎng)的影響

由表2可知，5號(hào)品種CK的最長(zhǎng)根長(zhǎng)為17.36 cm，與60 Gy處理(10.19 cm)差異顯著，與20～50 Gy處理差異不顯著。8號(hào)品種CK的最長(zhǎng)根長(zhǎng)為17.70 cm，與60 Gy處理(10.45 cm)差異顯著，與20～50 Gy處理差異不顯著。23號(hào)品種各處理與CK差異不顯著。對(duì)不同劑量、品種對(duì)插穗最長(zhǎng)根長(zhǎng)的影響進(jìn)行交叉分組的兩因素方差分析，不同輻照劑量的F=15.332，P=0.000<0.01，差異極顯著，CK與20、30 Gy處理差異不顯著，但顯著高于40、50、60 Gy處理。不同品種的F=4.981，P=0.032<0.05，差異顯著，5號(hào)、8號(hào)品種的最長(zhǎng)根長(zhǎng)顯著低于23號(hào)品種。

表2 不同劑量60Co-γ射線輻照處理茉莉花插穗的最長(zhǎng)根長(zhǎng)及萌芽率Tab.2 The longest root length and germination rate of the cuttings of Jasminum sambac irradiated by diffrent 60Co-γ irradiation doses

2.4 輻照對(duì)茉莉花插穗萌芽的影響

由表2可知，對(duì)不同劑量、品種對(duì)插穗萌芽率的影響進(jìn)行交叉分組的兩因素方差分析，不同輻照劑量的F=11.335，P=0.001<0.01，差異極顯著，CK與20 Gy處理差異不顯著，但顯著高于其他處理，即30～60 Gy60Co-γ射線輻照顯著抑制插穗萌芽。不同品種的F=0.413，P=0.672>0.05，差異不顯著。

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)中，對(duì)茉莉花插穗進(jìn)行60Co-γ射線輻照誘變，輻照是影響插穗成活率主要因素。同時(shí)，插穗經(jīng)過(guò)前期處理、輻照處理、扦插，整個(gè)過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)，也一定程度影響插穗成活率。如8號(hào)CK成活率僅為51.69%，如直接采用插穗的成活率與輻照劑量擬合直線回歸方程，回歸系數(shù)b=-1.123，截距a=74.722，可得回歸方程:y=74.722-1.123x，其中y為成活率，x為輻照劑量。從直線回歸方程中可以求得，當(dāng)y=50時(shí)(即死亡率為50%)，x=22.01，即8號(hào)半致死劑量LD50=22.01 Gy，而以相對(duì)成活率與輻照劑量擬合直線回歸方程，計(jì)算半致死劑量為42.61 Gy。兩者相差較大，輻照半致死劑量計(jì)算以相對(duì)成活率更合理。

3個(gè)供試品種的半致死劑量為39.57～64.18 Gy，不同品種半致死劑量不同，與石斛[12]、杜鵑[13]、澳洲堅(jiān)果[7]等輻照誘變研究結(jié)論一致。翟學(xué)軍等[19-20]研究發(fā)現(xiàn)，棉花的輻照敏感性與棉花的熟期類型有關(guān)，早熟類棉花品種輻射敏感性最差，中熟類品種次之，晚熟類品種最強(qiáng)。茉莉花一般根據(jù)花冠層數(shù)，分為單瓣、雙瓣、多瓣茉莉3種類型。3個(gè)供試品種中，5號(hào)和8號(hào)均為多瓣茉莉花，23號(hào)為雙瓣茉莉花，輻照半致死劑量依次為64.18、42.61、39.57 Gy。5號(hào)和8號(hào)均為多瓣茉莉花，但輻照半致死劑量差別大，說(shuō)明同一瓣型不同品種的茉莉花輻照劑量不同。

不同品種對(duì)輻照的敏感性不同，輻照材料、輻照劑量、輻照時(shí)期及輻照條件也與輻照敏感性緊密相關(guān)[21]。本試驗(yàn)中，輻照的劑量率為2.5 Gy/min，用其他劑量率輻照時(shí)，茉莉花半致死劑量是否發(fā)生變化，有待進(jìn)一步研究。

綜上，供試茉莉花品種插穗60Co-γ射線輻照半致死劑量為39.57～64.18 Gy，不同茉莉花品種半致死劑量不同。與對(duì)照相比，60Co-γ射線輻照顯著降低插穗生根數(shù)量；20 Gy60Co-γ射線輻照對(duì)插穗萌芽率影響不顯著，30～60 Gy60Co-γ射線輻照顯著抑制插穗萌芽率；20～30 Gy60Co-γ射線輻照對(duì)插穗成活率、最長(zhǎng)根長(zhǎng)影響不顯著，40～60 Gy60Co-γ射線輻照顯著降低插穗成活率、最長(zhǎng)根長(zhǎng)。