60Co-γ射線對(duì)青岡櫟、細(xì)葉青岡種子的輻照效應(yīng)

摘要：為了研究60Co-γ射線對(duì)青岡櫟、細(xì)葉青岡的輻照效應(yīng)，以13種不同劑量（0、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120 Gy）的60Co-γ射線輻照處理青岡櫟、細(xì)葉青岡種子，觀察對(duì)其種子生根、成苗、幼苗生長(zhǎng)及可溶性糖含量、葉綠素含量、丙二醛含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、過氧化物酶（POD）活性等5項(xiàng)生理指標(biāo)的影響，計(jì)算最適劑量范圍。結(jié)果表明：（1）用不同劑量60Co-γ射線輻照后，青岡櫟、細(xì)葉青岡種子的生根率變化不顯著；（2）高劑量輻照能夠顯著降低種子根長(zhǎng)、成苗率，且隨著輻照劑量的增加，幼苗生長(zhǎng)量基本呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)；（3）隨著輻照劑量的增加，幼苗葉片內(nèi)可溶性糖含量顯著降低，青岡櫟葉片中的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量均呈先升后降的趨勢(shì)，細(xì)葉青岡幼苗葉片中的葉綠素 a、葉綠素 b、葉綠素a+b含量均隨著輻照劑量的增加呈先升后降再升的趨勢(shì)，且不同處理間的差異顯著；（4）隨著輻照劑量的增加，2種樹幼苗葉片中的丙二醛含量顯著升高，SOD、POD活性先升后降，且在不同處理間差異顯著；（5）青岡櫟對(duì)60Co-γ射線輻照的半致死劑量（LD50）為43.03 Gy，臨界劑量（LD40）為 51.68 Gy，細(xì)葉青岡對(duì)60Co-γ射線輻照的半致死劑量為33.54 Gy，臨界劑量為40.92 Gy。綜上，60Co-γ 射線輻照誘變青岡櫟、細(xì)葉青岡的適宜輻照劑量分別為43.03～51.68、33.54～40.92 Gy。

關(guān)鍵詞：青岡屬；種子；60Co-γ射線；半致死劑量；生理指標(biāo)；輻照效應(yīng)

中圖分類號(hào)：S718.43 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2024）12-0150-10

植物的育種方式包括傳統(tǒng)育種和非傳統(tǒng)育種，其中非傳統(tǒng)育種包括誘變育種、細(xì)胞工程育種、基因工程育種等。與其他育種方式相比，誘變育種具有快捷、方便、效率高等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用［1］。輻射誘變育種為當(dāng)下主要的誘變育種方式，是利用物理因素（如射線、電子束）誘導(dǎo)植物遺傳物質(zhì)發(fā)生突變而產(chǎn)生新種質(zhì)的方法［2］，在農(nóng)作物［3］、果樹［4-5］、蔬菜［6］、觀賞植物［7-8］、林木［9］及藥用植物［10］等方面被廣泛研究應(yīng)用。輻射常用的誘變?cè)窗呻婋x輻射源和非電離輻射源，其中γ射線和X射線屬于可電離輻射源，其成功誘變占比在70%以上［11］。利用60Co-γ射線進(jìn)行誘變?cè)谀颈局参锏妮椛湔T變中應(yīng)用得最多［12］。有研究發(fā)現(xiàn)，γ射線能夠?qū)χ参锛?xì)胞組織生長(zhǎng)產(chǎn)生刺激作用，進(jìn)而促進(jìn)植物生理生化反應(yīng)，最終對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生影響［13］。在輻射育種中，誘變材料的選擇至關(guān)重要，植株、種子、單細(xì)胞、胚狀體、愈傷組織等都可以作為誘變材料，其中選擇種子作為誘變材料的應(yīng)用最廣泛［14］。

輻射誘變育種的研究始于國(guó)外。Muller發(fā)現(xiàn)，X射線能誘發(fā)果蠅體內(nèi)遺傳物質(zhì)產(chǎn)生多種類型的大量突變［15］。Stadler也發(fā)現(xiàn)，X射線能夠使玉米、大麥產(chǎn)生一定的誘變效應(yīng)［16］，自此拉開了輻射誘變應(yīng)用的序幕。在20世紀(jì)50～60年代，我國(guó)的輻射誘變育種研究工作開始起步，到70～80年代，與輻射育種相關(guān)的學(xué)科領(lǐng)域發(fā)展迅速，除農(nóng)作物外，在園林等方面也得到了發(fā)展。20世紀(jì)80年代至今，生物工程、基因工程、細(xì)胞工程等多學(xué)科融合發(fā)展使輻射育種的研究和應(yīng)用達(dá)到了一個(gè)全新的高度。例如，李玉嶺等探討了60Co-γ輻射對(duì)北美紅花七葉樹種子的誘變效應(yīng)，確定其適宜的輻照劑量為200～300 Gy［17］；陳玉霞等研究了60Co-γ輻射對(duì)黃瓜種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，得出低輻照劑量（50 Gy）對(duì)黃瓜種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)和幼苗素質(zhì)有促進(jìn)作用，高輻照劑量（100～1 000 Gy）則有抑制作用［6］。李春牛等以3個(gè)茉莉花插穗為試驗(yàn)材料，分別進(jìn)行5個(gè)劑量的60Co-γ射線輻照處理，得出不同品種茉莉花對(duì)60Co-γ射線輻照敏感性不同的結(jié)論［18］。

青岡屬植物為常綠闊葉樹種，主要分布在我國(guó)南方地區(qū)，是南方地區(qū)造林的重要樹種。青岡櫟（Cyclobalanopsis glauca）、細(xì)葉青岡（C. gracilis）、小葉青岡（C. myrsinifolia）等樹種在河南、陜西等北方地區(qū)有分布。目前對(duì)青岡屬的研究多集中在休眠打破［19］、育苗基質(zhì)篩選［20］、扦插［21］、組培［22］等育苗相關(guān)技術(shù)方面，尚未見有關(guān)新品種的報(bào)道，也未有人進(jìn)行過種子輻照方面的研究。本研究以青岡櫟、細(xì)葉青岡為試驗(yàn)材料，以不同劑量 60Co-γ 射線進(jìn)行輻照處理，通過對(duì)種子生根情況、成苗情況、幼苗生長(zhǎng)及生理指標(biāo)的測(cè)定，研究 60Co-γ 射線輻照對(duì)種子的輻照效應(yīng)，旨在為青岡屬植物輻照育種研究提供理論依據(jù)，加快青岡屬植物的育種進(jìn)程。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為筆者所在課題組于2022年秋季收集的青岡櫟、細(xì)葉青岡種子，其中青岡櫟種子采自鄭州植物園，細(xì)葉青岡種子采自鄭州樹木園。挑選出大小均勻、籽粒飽滿、無病蟲害的種子，洗凈、晾干備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子輻照 60Co-γ射線輻照設(shè)10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120 Gy 12個(gè)梯度，以未輻照種子（0 Gy）作對(duì)照。輻照試驗(yàn)在河南省科學(xué)院同位素研究所有限責(zé)任公司進(jìn)行，輻照劑量率為2.0 Gy/min，每個(gè)處理設(shè)50粒種子，用自封袋分裝，試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.2.2 生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定 輻照處理后，對(duì)種子進(jìn)行切口處理，用400 mg/L赤霉素浸泡48 h后，在鄭州市農(nóng)林科學(xué)研究所中牟試驗(yàn)場(chǎng)（南院）溫室內(nèi)將種子播種于50孔林木穴盤中，以泥炭土-珍珠巖（體積比2 ∶1）為基質(zhì)，播種深度為1.0 cm左右，覆土 3～5 mm，播種后澆透水，后期保持基質(zhì)濕潤(rùn)，溫室溫度控制在20～25 ℃。播種后30 d，統(tǒng)計(jì)種子萌發(fā)情況和生根情況。播種后60 d，統(tǒng)計(jì)成苗數(shù)，計(jì)算成苗率。播種30 d后每周測(cè)量幼苗株高及地徑，繪制生長(zhǎng)曲線。成苗率的計(jì)算公式如下：

成苗率=成苗數(shù)/播種數(shù)×100%。

1.2.3 生理指標(biāo)的測(cè)定 播種后90 d，取第3～5張完全展開的葉片，檢測(cè)不同輻照劑量條件下幼苗葉片的可溶性糖（SS）含量、葉綠素含量、丙二醛（MDA）含量、過氧化物酶（POD）活性及超氧化物歧化酶（SOD）活性。

1.2.4 半致死劑量的計(jì)算 以輻照劑量為自變量、成苗率為因變量，擬合多項(xiàng)式回歸方程，計(jì)算半致死劑量（LD50）、臨界劑量（LD40）。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 用Excel 2010、SPSS 23.0軟件進(jìn)行方差分析和回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同輻照處理下種子的生根情況

播種30 d后，不同輻照處理?xiàng)l件下種子的生根情況見表1。從表1可以看出，青岡櫟和細(xì)葉青岡種子在所有輻照劑量條件下的生根率差異均不顯著。青岡櫟在所有輻照劑量處理下的生根率均在98%以上，且在10、60 Gy輻照劑量處理下，生根率達(dá)到了100%。細(xì)葉青岡在所有輻照劑量處理下的生根率均在97%以上。

由表1還可以看出，在不同輻照劑量下，2個(gè)樹種的平均根長(zhǎng)差異均顯著（P＜0.05）。青岡櫟根長(zhǎng)在輻照劑量為0～30 Gy之間差異不顯著，但顯著高于其他輻照劑量處理，在輻照劑量為60～120 Gy之間差異不顯著，但顯著低于其他輻照劑量處理。當(dāng)輻照劑量為10 Gy時(shí)，青岡櫟的平均根長(zhǎng)最長(zhǎng)，達(dá)到8.30 cm，當(dāng)輻照劑量為100 Gy時(shí)，青岡櫟的平均根長(zhǎng)最短，僅為0.63 cm。當(dāng)輻照劑量為0、10 Gy時(shí)，青岡櫟的毛細(xì)根數(shù)量很多；當(dāng)輻照劑量為20～30 Gy 時(shí)，青岡櫟的毛細(xì)根較多，其余處理的毛細(xì)根很少或沒有。對(duì)于細(xì)葉青岡而言，當(dāng)輻照劑量為 0～20 Gy時(shí)，平均根長(zhǎng)差異不顯著，但顯著高于其他輻照劑量處理；當(dāng)輻照劑量為80～120 Gy時(shí)，平均根長(zhǎng)差異不顯著，但顯著低于其他輻照劑量處理。當(dāng)輻照劑量為10 Gy時(shí)，細(xì)葉青岡的平均根長(zhǎng)最長(zhǎng)，達(dá)到7.97 cm；當(dāng)輻照劑量為100 Gy時(shí)，細(xì)葉青岡的根長(zhǎng)最短，僅為0.57 cm。在0～20 Gy輻照劑量處理下，細(xì)葉青岡的毛細(xì)根數(shù)量很多；在30 Gy輻照劑量處理下，細(xì)葉青岡的毛細(xì)根很少，其余處理均無毛細(xì)根。從整體情況看，在不同輻照劑量處理下，青岡櫟的生根率、根生長(zhǎng)情況均好于細(xì)葉青岡。

2.2 不同輻照處理下種子的成苗率及生長(zhǎng)情況

由圖1可知，隨著輻照劑量的增加，青岡櫟的成苗率整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)輻照劑量為0～30 Gy時(shí)，成苗率差異不顯著，但顯著高于其他處理；當(dāng)輻照劑量為 20 Gy 時(shí)，成苗率最高，達(dá)到95.33%；當(dāng)輻照劑量為70 Gy時(shí)，成苗率最小，僅為1.33%；當(dāng)輻照劑量為90～120 Gy時(shí)，均未成苗。由圖2可知，隨著輻照劑量的增加，細(xì)葉青岡的成苗率顯著降低，對(duì)照的成苗率最高，為95.33%；當(dāng)輻照劑量為10～20 Gy時(shí)，成苗率的差異不顯著且顯著高于除對(duì)照外的其他處理；當(dāng)輻照劑量為90 Gy時(shí)，成苗率最低，僅為1.33%；當(dāng)輻照劑量為100～120 Gy時(shí)，均未成苗。

播種后30 d，連續(xù)3個(gè)月記錄青岡櫟的生長(zhǎng)情況。由圖3、 圖4可知，當(dāng)輻照劑量為 0～30 Gy時(shí)，青岡櫟出苗早，長(zhǎng)速較快，尤其是在0、10 Gy輻照劑量處理下，株高、地徑的增長(zhǎng)速度明顯比其他處理快。播種30 d后，輻照劑量為0～30 Gy的處理均已出苗，其中輻照劑量為10 Gy的處理株高最高，達(dá)到6.60 cm，輻照劑量為20 Gy的處理地徑最大，達(dá)到1.59 mm。除對(duì)照外，播種4個(gè)月后，輻照劑量為10 Gy的處理的株高最高，達(dá)到17.06 cm，地徑也最粗，達(dá)到3.20 mm。當(dāng)輻照劑量為40～80 Gy時(shí)，出苗較晚，其中輻照劑量為80 Gy的處理出苗最晚，播種 80 d 后才出苗，長(zhǎng)速也最慢，播種4個(gè)月后株高僅為4.32 cm，地徑為1.81 mm。當(dāng)輻照劑量為 40～70 Gy時(shí)，播種60 d后陸續(xù)出苗，株高、地徑明顯低于輻照劑量為0～30 Gy的處理。

播種后30 d，連續(xù)3個(gè)月記錄細(xì)葉青岡生長(zhǎng)情況。由圖5、圖6可以看出，在0、10 Gy輻照劑量處理下，細(xì)葉青岡出苗早、長(zhǎng)速快，株高和地徑的增長(zhǎng)速度明顯高于其他處理。播種30 d后，輻照劑量為0、10 Gy 處理的細(xì)葉青岡均已出苗，其中輻照劑量為 10 Gy 處理的細(xì)葉青岡株高最高，達(dá)到4.20 cm，地徑最大，達(dá)到1.25 mm。除對(duì)照外，播種4個(gè)月后，輻照劑量為10 Gy的細(xì)葉青岡株高最高，達(dá)到 8.40 cm，地徑也最大且比對(duì)照粗，達(dá)到2.09 mm。當(dāng)輻照劑量為20 Gy時(shí)，細(xì)葉青岡在播種53 d后開始出苗，4個(gè)月后株高為4.84 cm，明顯小于對(duì)照，但地徑達(dá)到1.93 mm，與對(duì)照間的差異不大。當(dāng)輻照劑量為 30～80 Gy時(shí)，細(xì)葉青岡出苗較晚，其中輻照劑量為90 Gy時(shí)的青岡櫟出苗最晚，播種94 d后才出苗，增長(zhǎng)速度也最慢，播種4個(gè)月后株高僅為 2.64 cm，地徑為1.42 mm。當(dāng)輻照劑量為30～80 Gy 時(shí)，細(xì)葉青岡在播種67 d后陸續(xù)出苗，株高、地徑明顯低于輻照劑量為0、10 Gy的處理。播種半年后比較不同劑量下幼苗形態(tài)（圖7、圖8）可以看出，在低劑量輻照處理下幼苗更健壯，長(zhǎng)勢(shì)明顯好于高劑量處理，主根更粗壯，毛細(xì)根也更多。

對(duì)比青岡櫟和細(xì)葉青岡生長(zhǎng)曲線發(fā)現(xiàn)，在相同處理下青岡櫟出苗比細(xì)葉青岡早，生長(zhǎng)速度也比細(xì)葉青岡快。以10 Gy處理為例，輻照處理4個(gè)月后，青岡櫟的株高達(dá)到17.06 cm，是細(xì)葉青岡的2.03倍；地徑達(dá)到3.20 mm，是細(xì)葉青岡的1.53倍。

2.3 青岡櫟和細(xì)葉青岡成苗率的最佳輻照劑量

通過回歸分析，得到青岡櫟的多項(xiàng)式回歸方程為y=0.005 9x2-1.714 5x+112.850 0，r2=0.902 2（圖9）；細(xì)葉青岡的多項(xiàng)式回歸方程為y=0.009 8x2-2.086 1x+108.950 0，r2=0.942 5（圖10）。通過回歸方程計(jì)算得出，青岡櫟的半致死劑量為43.03 Gy，臨界劑量為51.68 Gy；細(xì)葉青岡的半致死劑量為33.54 Gy，臨界劑量為40.92 Gy。因此得出，青岡櫟的最適輻照劑量范圍為43.03～51.68 Gy，細(xì)葉青岡的最適輻照劑量范圍為33.54～40.92 Gy。

2.4 不同輻照處理下幼苗葉片生理指標(biāo)變化

由圖11可以看出，隨著輻照劑量的增加，青岡櫟幼苗葉片中的可溶性糖含量呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。當(dāng)輻照劑量為30 Gy時(shí)，可溶性糖含量最高，達(dá)到2.31%，與對(duì)照、10 Gy輻照劑量處理間差異不顯

著，但顯著高于其他處理。可溶性糖含量在10、20、40 Gy輻照處理之間差異不顯著，但顯著高于50～70 Gy輻照處理?？扇苄蕴呛吭?0、60、70 Gy輻照劑量處理之間的差異也不顯著，但顯著高于 80 Gy 輻照劑量處理。當(dāng)輻照劑量為80 Gy時(shí)，可溶性糖含量最低，為1.69%。細(xì)葉青岡的可溶性糖含量隨著輻照劑量的增加顯著降低。除對(duì)照外，當(dāng)輻照劑量為10 Gy時(shí)，可溶性糖含量最高，達(dá)到2.34%，與對(duì)照間的差異不顯著，但顯著高于其他處理?？扇苄蕴呛吭?0、30、40 Gy輻照劑量處理之間的差異不顯著，在30～60 Gy輻照劑量處理之間的差異也不顯著。雖然可溶性糖含量在70～80 Gy輻照劑量處理之間差異不顯著，但顯著高于輻照劑量為90 Gy的處理。當(dāng)輻照劑量為 90 Gy 時(shí)，可溶性糖含量最低，為1.82%。

由圖12可以看出，青岡櫟、細(xì)葉青岡幼苗葉片葉的丙二醛含量隨著輻照劑量的增加基本呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)。青岡櫟中的丙二醛含量在輻照劑量為80 Gy時(shí)最高，達(dá)到41.819 nmol/g，與輻照劑量為50、70 Gy的處理間差異不顯著，但顯著高于其他處理。當(dāng)輻照劑量為30～70 Gy時(shí)，青岡櫟中的丙二醛含量差異不顯著，但顯著高于輻照劑量為10、20 Gy的處理。所有輻照處理的丙二醛含量均顯著高于對(duì)照，對(duì)照的丙二醛含量最低，為 35.089 nmol/g。

由圖12還可以看出，當(dāng)輻照劑量為90 Gy時(shí)，細(xì)葉青岡的丙二醛含量最高，達(dá)到38.054 nmol/g，與輻照劑量為70、80 Gy的處理間差異不顯著，但顯著高于其他處理。當(dāng)輻照劑量為40～60 Gy時(shí)，細(xì)葉青岡的丙二醛含量差異顯著；當(dāng)輻照劑量為20、40 Gy時(shí)，細(xì)葉青岡的丙二醛含量差異不顯著，但顯著高于輻照劑量為10、30 Gy的處理。所有輻照處理的丙二醛含量均顯著高于對(duì)照，對(duì)照的丙二醛含量最低，為17.687 nmol/g。在相同輻照劑量下，青岡櫟幼苗葉片丙二醛含量均高于細(xì)葉青岡葉片。

由圖13可知，隨著輻照劑量的增加，青岡櫟幼苗葉片的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b含量基本呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。其中葉綠素a含量在輻照劑量為0～70 Gy之間差異不顯著，但顯著高于輻照劑量為80 Gy的處理。當(dāng)輻照劑量為40 Gy時(shí)，葉綠素a含量最高，為1.256 5 mg/g；當(dāng)輻照劑量為 80 Gy 時(shí)，葉綠素a含量最低，為0.967 1 mg/g。當(dāng)輻照劑量為40 Gy時(shí)，葉綠素b含量最高，為 0.496 9 mg/g，且顯著高于其他劑量；當(dāng)輻照劑量為80 Gy時(shí)，葉綠素b含量最低，為0.361 3 mg/g。當(dāng)輻照劑量為40 Gy時(shí)，葉綠素a+b含量顯著高于其他輻照劑量處理，葉綠素a+b含量在輻照劑量為10、20、30、60 Gy的處理之間差異不顯著。當(dāng)輻照劑量為40 Gy時(shí)，葉綠素a+b含量最高，為 1.753 4 mg/g；當(dāng)輻照劑量為80 Gy時(shí)，葉綠素a+b含量最低，為1.328 4 mg/g。

由圖14可知，隨著輻照劑量的增加，細(xì)葉青岡幼苗葉片的葉綠素a、葉綠素b和葉綠素a+b含量基本呈現(xiàn)先升后降再升的趨勢(shì)。葉綠素a含量的第1個(gè)峰值出現(xiàn)在輻照劑量為40 Gy處，含量為 1.148 4 mg/g；第2個(gè)峰值出現(xiàn)在80 Gy，含量為0.979 3 mg/g；當(dāng)輻照劑量為60 Gy時(shí)，葉綠素a含量最低，為0.856 6 mg/g。葉綠素b含量的第1個(gè)峰值出現(xiàn)在輻照劑量為40 Gy處，含量為 0.407 0 mg/g；第2個(gè)峰值出現(xiàn)在輻照劑量為70 Gy處，含量為0.357 9 mg/g；當(dāng)輻照劑量為60 Gy時(shí)，葉綠素b含量最低，為0.275 7 mg/g。葉綠素a+b含量的第1個(gè)峰值出現(xiàn)在輻照劑量為40 Gy處，含量為1.555 4 mg/g，第2個(gè)峰值出現(xiàn)在輻照劑量為70 Gy處，含量為1.415 5 mg/g，當(dāng)輻照劑量為 60 Gy 時(shí)，葉綠素a+b含量最低，為1.132 2 mg/g。

由圖15可以看出，隨著輻照劑量的增加，青岡櫟、細(xì)葉青岡幼苗葉片的SOD活性均呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。當(dāng)輻照劑量為20、30 Gy時(shí)，青岡櫟幼苗葉片的SOD活性差異不顯著，但顯著高于其他處理，當(dāng)輻照劑量為20 Gy時(shí)活性最高，達(dá)到 2 494.60 U/g，當(dāng)輻照劑量為80 Gy時(shí)活性最低，為1 987.26 U/g。當(dāng)輻照劑量為30 Gy時(shí)，細(xì)葉青岡的SOD活性最高，達(dá)到2 060.18 U/g，與輻照劑量為20 Gy的處理間差異不顯著，但顯著高于其他處理，輻照劑量為90 Gy的處理SOD活性最低，為 1 320.16 U/g。在相同輻照劑量下，青岡櫟幼苗葉片的SOD活性均高于細(xì)葉青岡。

由圖16可以看出，隨著輻照劑量的增加，青岡櫟、細(xì)葉青岡幼苗葉片的POD活性基本呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)。當(dāng)輻照劑量為40 Gy時(shí)，青岡櫟幼苗葉片的POD活性顯著高于其他處理，達(dá)到 4 393.19 U/（g·min）；當(dāng)輻照劑量為60 Gy時(shí)，青岡櫟幼苗葉片的POD活性最低，為 1 244.49 U/（g·min）。當(dāng)輻照劑量為40 Gy時(shí)，細(xì)葉青岡幼苗的POD活性顯著高于其他處理，達(dá)到 6 335.59 U/（g·min）；當(dāng)輻照劑量為90 Gy時(shí)，細(xì)葉青岡幼苗的POD活性最低，為658.43 U/（g·min）。

3 討論與結(jié)論

有研究表明，當(dāng)輻照劑量較低時(shí)，可以促進(jìn)細(xì)胞分裂和快速生長(zhǎng)，從而提高免疫酶的活性［23］，而當(dāng)輻照劑量較高時(shí)則會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)啟動(dòng)子造成破壞，產(chǎn)生生長(zhǎng)抑制劑，引起細(xì)胞染色體畸變，導(dǎo)致植株成活率低，對(duì)突變體的選擇和鑒定造成不利的影響［24］。在本研究中，所有輻照劑量處理的種子生根率均在97%以上，但隨著輻照劑量的增加，根長(zhǎng)明顯降低，且毛細(xì)根數(shù)量也明顯減少，說明低劑量輻照處理可以促進(jìn)根的生長(zhǎng)，高劑量輻照處理則會(huì)抑制根的生長(zhǎng)。本研究還發(fā)現(xiàn)，高劑量輻照會(huì)影響成苗時(shí)間和成苗率。在0～30 Gy輻照劑量處理下，青岡櫟的出苗時(shí)間和成苗率差異不顯著，但是隨著輻照劑量的增加，成苗率明顯降低，幼苗的生長(zhǎng)量也明顯降低，長(zhǎng)勢(shì)也較差，說明高劑量輻照對(duì)幼苗生長(zhǎng)有明顯的抑制作用，這與李春牛等的結(jié)論［25］一致。另外，在適當(dāng)輻照劑量下，青岡櫟、細(xì)葉青岡種子的生根率及青岡櫟的生長(zhǎng)量出現(xiàn)小幅回升，有的甚至高于對(duì)照，說明適當(dāng)?shù)妮椪談┝坑欣诖龠M(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，可能是因?yàn)槟婢硹l件迫使種子自身產(chǎn)生并積累大量抗逆物質(zhì)，從而提高了種子的新陳代謝水平，促進(jìn)了種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)，這與羅頁思等的研究結(jié)論［26］一致。

當(dāng)輻射劑量過高時(shí)，畸變率會(huì)提高，但會(huì)導(dǎo)致成活率降低。相反的，當(dāng)輻照劑量過低時(shí)，成活率雖然較高，但突變率較低。因此，要獲得有效誘變，首先需要確定合適的輻照劑量［27］。大量試驗(yàn)證明，植株的死亡率與輻射劑量呈正相關(guān)［28］，但是基因型不同，對(duì)應(yīng)的半致死劑量有差異［29］。目前多采用半致死劑量（LD50）、臨界劑量（LD40）來確定植物的最適宜輻射劑量。林木種子的LD50差異較大，范圍為10～965 Gy，但絕大部分在200 Gy以下［12］。在本研究中，青岡櫟的半致死劑量為43.03 Gy，最適輻照劑量范圍為43.03～51.68 Gy；細(xì)葉青岡的半致死劑量為33.54 Gy，最適輻照劑量范圍為33.54～40.92 Gy，可為2種樹輻照育種提供理論依據(jù)。

植物體內(nèi)可溶性糖含量與植物的抗逆性有關(guān)。在逆境脅迫下，植物會(huì)主動(dòng)積累可溶性糖以抵御外界環(huán)境的變化［30］。在本研究中，幼苗葉片中可溶性糖含量隨著輻照劑量增加基本呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，這與史玉敏等的研究結(jié)果［31-32］基本一致。葉綠素是捕獲光能的物質(zhì)基礎(chǔ)，其含量在一定程度上反映了植物同化物質(zhì)的能力［33］。何嶺等認(rèn)為，當(dāng)輻照劑量較低時(shí)，會(huì)在一定程度上提高海州常山葉綠素含量，但輻照劑量過高會(huì)明顯降低葉綠素含量［34］。在本研究中，青岡櫟幼苗葉片的葉綠素含量表現(xiàn)出先升后降的規(guī)律，這與前人的研究結(jié)果［34］一致；細(xì)葉青岡的葉片葉綠素含量則表現(xiàn)出先升后降再升的規(guī)律，這與前人的研究結(jié)果［34］不一致。輻照會(huì)誘導(dǎo)活性氧的產(chǎn)生，繼而破壞類囊體膜，葉綠素在輻射下降解或其合成過程受阻，導(dǎo)致葉綠素含量降低［35］。不同樹種輻照效應(yīng)持久性存在差異，導(dǎo)致在葉綠素含量方面表現(xiàn)出了不同的規(guī)律。

輻照使植物體內(nèi)活性氧（ROS）暴發(fā)，對(duì)細(xì)胞膜產(chǎn)生傷害［36］。植物體內(nèi)的丙二醛含量能夠衡量細(xì)胞膜系統(tǒng)受損程度，ROS暴發(fā)造成的傷害則可以通過保護(hù)酶系統(tǒng)得到緩解［37］。因此，保護(hù)酶活性和丙二醛含量等可作為品種差異性的鑒定指標(biāo)［38］。在本研究中，MDA含量隨著輻照劑量的持續(xù)增大而顯著增加，這與前人的研究結(jié)果［39-40］一致，說明隨著輻照劑量的增加，2種樹幼苗葉片內(nèi)膜脂的過氧化程度顯著加重，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)有害物質(zhì)大量積累。在本研究中，青岡櫟、細(xì)葉青岡的SOD、POD活性隨著輻照劑量的增加均基本呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，青岡櫟和細(xì)葉青岡的SOD、POD活性均分別在輻照劑量為30、40 Gy時(shí)達(dá)到峰值，說明這2種樹在到達(dá)峰值輻照劑量前，保護(hù)酶系統(tǒng)可能還未損壞，其活性和輻照劑量呈正相關(guān)；超過輻照劑量峰值后，保護(hù)酶系統(tǒng)受損，隨著輻照劑量的增加，保護(hù)酶活性也隨之降低。

本研究結(jié)果表明：（1）不同劑量60Co-γ射線輻照對(duì)青岡櫟、細(xì)葉青岡種子生根率的影響不顯著；（2）高劑量輻照會(huì)顯著降低種子根長(zhǎng)和成苗率，且隨著輻照劑量的增加，幼苗生長(zhǎng)量基本呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)；（3）隨著輻照劑量的增加，幼苗葉片內(nèi)可溶性糖含量顯著降低，青岡櫟葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a+b含量均呈先升后降的趨勢(shì)，細(xì)葉青岡幼苗葉片內(nèi)葉綠素 a、葉綠素 b、葉綠素a+b 含量均隨著輻照劑量的增加呈先升后降再升的趨勢(shì)，且在不同處理間差異顯著；（4）隨著輻照劑量增加，幼苗葉片中的丙二醛含量顯著升高，SOD、POD活性先升后降，在不同處理間差異顯著；（5）青岡櫟的60Co-γ射線輻照半致死劑量（LD50）為43.03 Gy，臨界劑量（LD40）為 51.68 Gy，細(xì)葉青岡的半致死劑量為33.54 Gy，臨界劑量為40.92 Gy。綜上，60Co-γ射線輻照誘變青岡櫟的適宜輻照劑量為43.03～51.68 Gy，誘變細(xì)葉青岡的適宜輻照劑量為 33.54～40.92 Gy。

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收稿日期：2023-07-25

基金項(xiàng)目：河南省林業(yè)局科技興林項(xiàng)目（編號(hào)：YLK202311）；河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（編號(hào)：202102110081）；河南省黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題（編號(hào)：LYBEPR202204）。

作者簡(jiǎn)介：焦雪輝（1987—），女，山東章丘人，碩士，助理研究員，主要從事園林植物引進(jìn)及栽培技術(shù)研究。E-mail：526807741@qq.com。

通信作者：史喜兵，碩士，主要從事園林植物栽培及育種技術(shù)研究。E-mail：3511319300@qq.com。