60Co-γ 輻照對(duì)兩個(gè)越南油茶品種幼苗的生理影響

查錢慧，黃久香，呂銘滔，龔勇軍，黃永芳*

(1. 廣東省林業(yè)調(diào)查規(guī)劃院，廣東 廣州 510520；2. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東 廣州 510642)

越南油茶Camelliadrupifera屬山茶科Theaceae山茶屬Camellia油茶組Sect.Oleifera，是油茶栽培種之一，分布于越南、老撾及我國(guó)廣東南部、海南、廣西[1]。越南油茶樹形高大，為中等喬木，開花時(shí)滿樹繁花，觀賞價(jià)值高。其果實(shí)大于普通油茶C.oleifera，果皮相對(duì)較厚，抗性強(qiáng)，是桂南地區(qū)主要栽培種。

輻射育種是常用的作物育種方法之一，相比于傳統(tǒng)育種方法具有簡(jiǎn)單、高效、突變率高等優(yōu)點(diǎn)，而60Co-γ 輻照是常用輻射射線之一[2]。60Co-γ 輻照對(duì)經(jīng)濟(jì)作物生長(zhǎng)、生理特性、病害預(yù)防及加工品質(zhì)等的影響均有研究[3—8]。關(guān)于60Co-γ 輻照對(duì)越南油茶種子發(fā)芽及植株生長(zhǎng)的影響研究發(fā)現(xiàn)，低劑量(10～30 Gy)60Co-γ 輻照對(duì)越南油茶的表型生長(zhǎng)影響不顯著，高劑量(50～70 Gy)能顯著抑制其幼苗生長(zhǎng)[9—10]，但抑制生長(zhǎng)的生理機(jī)制尚不清楚。本試驗(yàn)以60Co-γ輻照的越南油茶種子培育的幼苗葉片為材料，測(cè)定其葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、過氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等生理生化指標(biāo)，為越南油茶的輻射育種研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及輻射源

從廣東璠龍農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司基地采摘璠龍3 號(hào)C.drupifera‘Fanlong 3’和璠龍5 號(hào)C.drupifera‘Fanlong 5’成熟鮮果收集種子，進(jìn)行60Co-γ射線輻照處理。璠龍3 號(hào)和璠龍5 號(hào)于2016 年通過廣東省良種認(rèn)定。60Co-γ 輻射技術(shù)由廣州華大輻照中心提供。

1.2 方法

60Co-γ 輻照設(shè)置0 Gy、40 Gy、50 Gy、60 Gy、70 Gy 5 個(gè)水平。將40 Gy、50 Gy、60 Gy、70 Gy組分開進(jìn)行輻射處理，每個(gè)處理3 個(gè)重復(fù)，每重復(fù)60 粒。對(duì)越南油茶種子采取短時(shí)照射，輻射時(shí)長(zhǎng)為20 min，0 Gy 劑量為對(duì)照組。

待種子發(fā)芽后，移苗上袋。待苗高達(dá)30 cm 后，隨機(jī)選取各處理組長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)良植株10 株，采摘中部葉剪碎混勻后測(cè)定葉綠素、可溶性糖、可溶性蛋白含量及超氧歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)活性。葉綠素、可溶性蛋白含量測(cè)定參考陳建勛[11]的方法；可溶性總糖含量的測(cè)定采用硫酸-蒽酮法[12]；過氧化物酶(POD)活性采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定；超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍(lán)四唑法測(cè)定[12]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPASS 17.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 60Co-γ 輻照對(duì)越南油茶幼苗葉綠素含量的影響

由圖1 可知，璠龍3 號(hào)油茶60Co-γ 輻照組50 Gy劑量組葉片葉綠素含量最低，為0.87 mg·g-1，與其他組呈顯著性差異(P＜0.05)，而其他組間差異不顯著(P＞0.05)。璠龍5 號(hào)油茶在40 Gy60Co-γ 輻照處理后葉綠素含量較高，為1.38 mg·g-1；50 Gy 劑量組葉綠素含量最低，為0.42 mg·g-1，50 Gy 組葉綠素含量與其他組均呈顯著性差異(P＜0.05)。可見，璠龍3 號(hào)與璠龍5 號(hào)油茶均以50 Gy 輻照組葉片葉綠素含量最低。

圖1 60Co-γ 輻照對(duì)璠龍3 號(hào)、璠龍5 號(hào)葉綠素含量影響Fig. 1 The effects of 60Co-γ irradiation on chlorophyll content of Camellia drupifera ‘Fanlong 3’ and ‘Fanlong 5’

2.2 60Co-γ 輻照對(duì)越南油茶幼苗可溶性糖含量的影響

由圖2 可知，璠龍3 號(hào)油茶以50 Gy60Co-γ 輻照處理的可溶性糖含量較高，60 Gy 組可溶性糖含量最低，50 Gy劑量組可溶性糖含量顯著高于60 Gy、70 Gy 處理組(P＜0.05)。璠龍5 號(hào)的可溶性糖含量隨60Co-γ 輻照劑量升高總體呈下降趨勢(shì)，70 Gy 處理的可溶性糖含量最低。多重比較表明50 Gy 組可溶性糖含量與對(duì)照組、70 Gy 差異顯著(P＜0.05)，其余組間差異不顯著(P＞0.05)。除50 Gy 組，璠龍5 號(hào)各組的可溶性糖含量均比璠龍3 號(hào)各組含量高。

圖2 60Co-γ 輻照對(duì)璠龍3 號(hào)、璠龍5 號(hào)可溶性糖含量影響Fig. 2 The effects of 60Co-γ irradiation on soluble sugar content of Camellia drupifera ‘Fanlong 3’ and ‘Fanlong 5’

2.3 60Co-γ 輻照對(duì)越南油茶幼苗可溶性蛋白含量的影響

由圖3 可知，璠龍3 號(hào)油茶經(jīng)60Co-γ 輻照處理后，60 Gy 組幼苗可溶性蛋白含量較低；40 Gy 劑量組的可溶性蛋白含量顯著高于60 Gy 組 (P＜0.05)。璠龍5 號(hào)油茶經(jīng)60Co-γ 輻照處理，60 Gy 劑量組可溶性蛋白含量較低，顯著低于70 Gy 組 (P＜0.05)，其他組間差異不顯著(P＞0.05)。璠龍3 號(hào)和5 號(hào)油茶均表現(xiàn)出60 Gy 組可溶性蛋白含量較低。

圖3 60Co-γ 輻照對(duì)璠龍3 號(hào)、璠龍5 號(hào)可溶性蛋白含量影響Fig. 3 The effects of 60Co-γ irradiation on soluble protein content of Camellia drupifera ‘Fanlong 3’ and ‘Fanlong 5’

2.4 60Co-γ 輻照對(duì)越南油茶幼苗抗氧化酶活性的影響

由表1 可知，璠龍3 號(hào)油茶經(jīng)40 Gy、50 Gy60Co-γ 輻照處理的葉片SOD 活性高于對(duì)照組，但高劑量組(60 Gy、70 Gy) SOD 活性較低，70 Gy 組的SOD 活性與對(duì)照組及低劑量(40 Gy、50 Gy)組有顯著性差異(P＜0.05)。璠龍3 號(hào)油茶60Co-γ 輻照處理的對(duì)照組葉片POD 活性高于輻照組，最低為40 Gy 組，與其他組呈顯著性差異(P＜0.05)。璠龍5 號(hào)油茶對(duì)照組SOD 活性較低，70 Gy 組 SOD 活性最高，顯著高于其他組(P＜0.05)；60 Gy 組POD 活性較低，50 Gy組POD 活性較高，60Co-γ 輻照的50 Gy、60 Gy、70Gy組間POD 活性呈顯著性差異(P＜0.05)。

表1 60Co-γ 輻照對(duì)璠龍3 號(hào)和璠龍5 號(hào)SOD 和POD 酶活性的影響Table 1 The effects of 60Co-γ irradiation on SOD and POD activities of Camellia drupifera ‘Fanlong 3’ and ‘Fanlong 5’

3 結(jié)論與討論

不同劑量60Co-γ 輻照處理對(duì)越南油茶幼苗葉片葉綠素含量影響不一致，但璠龍3 號(hào)與5 號(hào)均表現(xiàn)為50 Gy 組葉綠素含量顯著低于其他組。對(duì)璠龍3號(hào)與5 號(hào)兩品種可溶性糖含量影響表現(xiàn)不一，璠龍3 號(hào)50 Gy 與60 Gy、70 Gy 組可溶性糖含量有顯著性差異，60 Gy 組較低；璠龍5 號(hào)0 Gy、50 Gy、70 Gy 組間可溶性糖含量呈顯著性差異，70 Gy 組較低。璠龍3 號(hào)40 Gy、60 Gy 組可溶性蛋白含量有顯著性差異，其他組間差異不顯著；璠龍5 號(hào)60 Gy、70 Gy組可溶性蛋白含量呈顯著性差異，其他組間差異不顯著。兩品種均以60 Gy 組可溶性蛋白含量較低。60Co-γ 輻照對(duì)璠龍3 號(hào)和璠龍5 號(hào)葉片抗氧化酶活性影響不一。璠龍3 號(hào)高劑量組(70 Gy) SOD 活性較低而璠龍5 號(hào)高劑量(70 Gy ) 組SOD 活性較高；低劑量(40 Gy)輻照對(duì)璠龍3 號(hào)破壞大，POD 活性較低，璠龍5 號(hào)POD 活性變化與璠龍3 號(hào)相反，表現(xiàn)出高劑量(60 Gy、70 Gy)對(duì)其損傷大，POD 活性低。

60Co-γ 輻照能顯著影響植物的生理代謝。牛賀雨等[13]認(rèn)為低劑量輻射會(huì)提高大花紫薇Lagerstroemiaspeciosa葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，高劑量輻射則降低葉綠素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。本試驗(yàn)中璠龍3 號(hào)和璠龍5 號(hào)均表現(xiàn)出50 Gy 組葉綠素顯著降低。這說明50 Gy 輻射對(duì)越南油茶種子刺激最大，進(jìn)而影響到幼苗生長(zhǎng)時(shí)的葉綠素含量。費(fèi)金喜等[14]研究表明低劑量60Co-γ 輻照提高紅掌Anthuriumandraeanum葉片可溶性糖含量，高劑量則降低可溶性糖含量。越南油茶璠龍3 號(hào)經(jīng)60 Gy、70 Gy60Co-γ 輻照處理其可溶性糖含量降低，70 Gy 輻照使璠龍5 號(hào)可溶性糖含量顯著降低，表明高劑量輻照確實(shí)降低越南油茶葉片可溶性糖含量。此外，璠龍3 號(hào)、璠龍5 號(hào)葉綠素含量均以50 Gy 劑量處理較低，可溶性蛋白含量均以60 Gy 劑量處理較低。這說明高劑量對(duì)越南油茶種子的影響持續(xù)到幼苗生長(zhǎng)期，植株仍未通過營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)修復(fù)種子期的輻射影響。查錢慧等[10]研究表明，高劑量輻照(50 Gy、60 Gy、70 Gy)對(duì)越南油茶種子的出苗及表觀生長(zhǎng)(葉面積、苗高、地徑)具抑制作用，且璠龍3 號(hào)優(yōu)樹種子半致死劑量為64 Gy，璠龍5 號(hào)優(yōu)樹半致死劑量為57 Gy。本試驗(yàn)與其材料為同一批，生理特性與形態(tài)變化相吻合，表明輻照對(duì)種子的影響會(huì)持續(xù)到營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)中，而生理指標(biāo)正是體現(xiàn)之一。半致死劑量輻照使得植物發(fā)生突變概率往往高于其他劑量，雖突變方向不可控，但易出現(xiàn)新的育種資源，對(duì)輻照育種具重大意義。不同植物對(duì)60Co-γ 輻照耐受力不同且越南油茶的不同優(yōu)樹間也有差異，因此璠龍3 號(hào)和璠龍5 號(hào)對(duì)60Co-γ 輻照響應(yīng)不同，屬正?，F(xiàn)象。