多漿植物白牡丹60Co-γ 射線輻射效應(yīng)研究初報(bào)

秦曉杰，王園媛，樊佳奇，王 娟

（云南師范大學(xué)文理學(xué)院，云南昆明 650222）

1 材料與方法

1.1 材料處理

多漿植物白牡丹采購于云南悅馨多肉植物有限公司。用白牡丹的葉片進(jìn)行扦插[1]，待幼苗蓮座直徑長至5～7cm，徹底進(jìn)行1 次殺菌除蟲，備用。

1.2 方法

本試驗(yàn)于2019 年8 月在云南師范大學(xué)開展，云南華源核輻射技術(shù)有限公司提供了劑量率為0.8～1.5Gy/min 的60Co-γ 射線輻射鈷源。

用備用的7cm×7cm 的小黑方幼苗植株，分別進(jìn)行梯度輻射劑量為0、10、30、50、70、90Gy 的輻照處理，每個劑量照射5 盆。每盆取5 片葉進(jìn)行扦插。每隔7d左右對經(jīng)輻照的白牡丹葉片的生長情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，50d左右統(tǒng)計(jì)存活情況、萌芽情況、生根情況和葉片黃化情況。萌芽情況由萌芽率直接反映，它指出芽葉片數(shù)量占供試總?cè)~片的比例，直觀地反映出輻射對葉片的影響；生根情況由生根率反應(yīng)，指生根葉片數(shù)量占供試葉片的比例；葉片黃化情況由黃化率反應(yīng)，指葉片輻射處理后，一定時間內(nèi)葉色由綠變黃的數(shù)量占供試葉片的比例；存活情況由存活率（死亡率）反應(yīng)，是衡量輻射損傷程度的指標(biāo)，自變量是輻射量，因變量是不同梯度劑量處理下的存活率（死亡率），利用Excel 和SPSS 軟件分析其相關(guān)性，預(yù)測出直線回歸方程，計(jì)算白牡丹葉片輻射誘變的半致死劑量[2-5]。理論上，半致死劑量的誘變效果最好[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 白牡丹葉片輻照處理后的總體情況分析

一定范圍內(nèi)，輻照劑量越大，葉片存活率越低。0～30Gy 之間，處理后葉片存活率差異不明顯，存活率為100%；劑量梯度增高至50～90Gy，存活率迅速下降，直至0。0～50Gy 范圍內(nèi)，隨輻射劑量增大，葉片萌芽率呈下降趨勢，低至52%；50～90Gy 下降落差大，直至0。0～50Gy 之間，輻照劑量越大，葉片生根率越低，低至24%；70Gy 甚至為0。輻射處理后的白牡丹葉片均加大了黃化的概率，當(dāng)輻射為90Gy 時黃化情況甚至為100%。

2.2 白牡丹葉片輻照處理后萌芽情況分析

對照組（0Gy）發(fā)芽百分比為80%，隨著輻射劑量增加到50Gy，萌芽率低至52%；達(dá)到90Gy，萌芽率為0，即42d 前后的時候葉片無萌發(fā)（見表1）。輻照處理后，分析輻射劑量與萌芽率之間的相關(guān)性，得出白牡丹葉片的萌芽率與輻射劑量之間的回歸方程（見圖1）為：y=-1.1353x+97.973，F(xiàn)=30.047，R2=0.8825。從相關(guān)性上分析，白牡丹葉片的萌芽率和輻射劑量之間表現(xiàn)為極顯著的負(fù)向性。從一定程度上講，說明輻射劑量的增加抑制或延遲了葉片的出芽。

表1 白牡丹葉片射線處理后的差異顯著性分析

圖1 不同梯度劑量射線與白牡丹葉片萌芽情況的相關(guān)性

2.3 白牡丹葉片輻照處理后生根情況分析

從表1 看出，對照組生根率為80%，隨著輻照劑量增加到50Gy，生根率低至24%；達(dá)到70Gy 時，生根率為0，即42d 前后的葉片無生根現(xiàn)象。輻照處理后，分析輻射劑量與生根率之間的相關(guān)性，得出白牡丹葉片的生根率與劑量之間的回歸方程（見圖2）為：y=-1.0466x+84.274，F(xiàn)=33.062，R2=0.8921。從相關(guān)性上分析，其生根率和輻照劑量之間表現(xiàn)極顯著的負(fù)向性。從一定程度上講，說明輻照劑量的增加抑制或延遲了根的萌發(fā)。

圖2 不同梯度劑量射線與白牡丹葉片生根情況的相關(guān)性

2.4 白牡丹葉片輻照處理后葉片黃化情況分析

除了對照組黃化率為0 之外，其他處理的葉片均發(fā)生了黃化情況，而且隨著劑量的遞增呈現(xiàn)上升趨勢（見表1）。輻照后，分析輻照劑量與黃化率相關(guān)性，得出白牡丹葉片輻照后的黃化率與劑量之間的回歸方程（見圖3）為：y=0.6082x+48.658，F(xiàn)=1.921，R2=0.3245。從相關(guān)性上分析，它的黃化率和輻照劑量之間表現(xiàn)顯著的正向性。從一定程度來講，說明輻照劑量的增加加大了葉片的黃化現(xiàn)象。

圖3 不同梯度劑量射線與白牡丹葉片黃化情況的相關(guān)性

2.5 白牡丹葉片輻照處理后葉片存活情況分析

從圖4 看出，一定時間范圍內(nèi)，輻射劑量越大，葉片存活率越低；對照組存活率為100；0～50Gy 輻照后葉片存活率差異不明顯；70Gy 和90Gy 存活率皆呈現(xiàn)下降趨勢，但90Gy 比70Gy 白牡丹葉片受輻照后葉片的存活率下降速度更加明顯。當(dāng)輻照90Gy 時，受輻照后葉片存活率一直呈現(xiàn)下降趨勢，在21～42d 時存活率下降更快，在42d 時甚至下降為0。

圖4 不同梯度劑量輻射對白牡丹葉片存活率的分析

對照組CK（0Gy）存活率為100，一定范圍內(nèi)，輻照劑量越大存活率越低，當(dāng)輻射達(dá)到90Gy 時白牡丹存活率為0（見表1）。輻照后，分析輻照劑量與存活率相關(guān)性，得出白牡丹葉片輻照后的存活率與劑量之間的回歸方程（見圖5）為：y=-0.3573x+72.219，F(xiàn)=0.282，R2=0.0658。從相關(guān)性上分析，它的存活率和輻照劑量之間表現(xiàn)負(fù)向性。從一定程度上講，輻射劑量的增加降低了扦插葉片的存活率。

圖5 不同梯度劑量射線與白牡丹葉片存活情況的相關(guān)性

3 討論

菊科[7]、蘭科[8]、薔薇科[9]等其他植物的輻照誘變育種時，用得最多的試驗(yàn)材料是植物組織培養(yǎng)幼苗。但對于多漿植物來說，植物組織培養(yǎng)成本高，用葉片扦插就可以建立無性繁殖系。在本次試驗(yàn)中，輻射劑量的增加從一定程度上抑制了白牡丹葉插的存活率、生根率、萌芽率，加大了葉片扦插的黃化率。本次試驗(yàn)雖然沒有得到表型變異型，但隨著扦插時間增長，可能會出現(xiàn)變異，有待于進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

從試驗(yàn)可以看出，對照組葉片第7d 前后開始萌動，70Gy 損傷程度潛伏期為35d，而90Gy 在42d 時萌動率仍然為0。從相關(guān)性上講，白牡丹葉片的生根率、萌芽率和輻射劑量之間表現(xiàn)為極顯著的負(fù)向性，存活率和輻射劑量之間表現(xiàn)為顯著的負(fù)向性，一定范圍內(nèi)輻射劑量的增加可抑制葉片扦插的存活率、生根率、萌芽率。白牡丹葉片的黃化率與輻射劑量之間表現(xiàn)為顯著的正向性相關(guān)，輻照劑量的增加加大了葉片的黃化現(xiàn)象。

存活率（死亡率）是權(quán)衡輻射損傷程度的重要標(biāo)準(zhǔn)，最好的誘變效果一般出現(xiàn)在此臨界值附近，即采取半致死劑量（LD50）時誘變效果最好[2,6]。此次試驗(yàn)根據(jù)白牡丹葉片輻照后存活率與劑量之間的相關(guān)回歸方程為：y=-0.3573x+72.219，當(dāng)y=50 時，可得出x=62.19，即白牡丹葉片60Co-γ 射線輻照的半致死劑量（LD50）為62.19Gy。景天科多漿植物的輻射育種目前很少見有報(bào)道，本試驗(yàn)參照其他植物輻射育種，將輻射劑量設(shè)置在10～90Gy 之間，得出白牡丹葉片半致死劑量為62.19Gy，建議景天科多漿植物輻照育種誘變劑量可選擇在60～70Gy 的范圍來進(jìn)行。