两个黄金茶品种插穗60Co-γ辐射诱变适宜剂量的研究

杨培迪,赵 洋,刘 振,成 杨,杨 阳



两个黄金茶品种插穗60Co-γ辐射诱变适宜剂量的研究

杨培迪,赵 洋,刘 振,成 杨,杨 阳*

(湖南省农业科学院 茶叶研究所,国家茶树改良中心湖南分中心,湖南 长沙 410125)

以2个黄金茶品种及福鼎大白茶的插穗为材料,采用不同剂量的60Co-γ射线处理, 对其适宜的辐射剂量进行初步研究.结果表明,不同辐射剂量对茶树扦插苗成活率有一定的影响, 以 0 Gy 的发芽率最高, 4～8Gy 为"半致死剂量"(LD50), 10 Gy 或更高的剂量为"致死剂量"( LD100) .不同辐射剂量对幼苗的生长产生影响, 10 Gy 的诱变剂量株型明显矮于对照及其他处理.60Co-γ射线处理茶树扦插苗最适宜的辐射剂量为 2～4 Gy, 其成活率最高.

60Co-γ射线;茶树;黄金茶;辐射诱变;辐射剂量

辐射育种以其简便、安全、突变率高( 比自然突变率高100～1 000 倍, 最高可达 1/30) 、变异谱扩大、能打破旧的性状连锁、实现基因重组且变异性状稳定、短时间内可育出新品种等特点而成为作物品种改良的重要途径之一[1].近年来, 我国在农作物、果树及花卉等方面的辐射育种研究有较大进展并取得了较优异的成果, 但应用到茶树育种上,尚未取得理想的结果.其原因茶树是异花授粉作物,难以获得基因纯合的突变体,遗传效应与辐射效应交错在一起,难以分析;育种年限长、个体大、有益突变率低,还要花费大量土地、人力和时间等.但茶树辐射育种也有不少有利的条件:一是利用茶树遗传组成上的杂合性,通过辐射能诱导出丰富的变异类型;二是利用茶树能无性繁殖的特点,通过扦插能保留各代出现的突变体,而毋须繁琐的纯化程序[2].湖南省茶叶研究选育的省级茶树良种福丰就是采用60Co-γ射线辐照福鼎大白茶种子,从M1中选育出的[3].

保靖黄金茶是湘西保靖县特异、珍稀,古老的地方茶树品种资源,原产于保靖县葫芦镇黄金村,该品种氨基酸含量较高,制绿茶品质优异[4],在当地自古就有"一两黄金一两茶"的美誉.近年来,湖南省茶叶研究所与保靖县农业局合作,从保靖黄金茶群体中选育出保靖黄金茶1号、黄金茶2号、黄金茶168号,并通过湖南省农作物品种登记机构登记.

1　材料与方法

1.1供试材料

保靖黄金茶1号、黄金茶2号、福鼎大白茶3个品种采集母本,按照扦插标准进行剪切.

1.2试验设计

2012 年12月,将各茶树品种扦插苗送湖南省核农学与航天育种研究所用60Co-γ 射线照射处理,设 6 个处理,剂量分别为 0( 对照CK) 、2、4、6、8、10 Gy,剂量率为1.67 Gy/min,每个处理100 根插穗.辐照后将插穗种植在肥力均匀的土壤上,每行50株,常规方法管理.于2013年10月调查成活率及株高.利用EXCEL 2013进行相关统计分析.

图1　不同辐射剂量对不同茶树品种扦插苗成活率的影响Fig.1 The different dose of radiation's effect on the survival rate of cottage seeding

2　结果与分析

2.1不同辐射剂量对不同茶树品种扦插苗成活率的影响

在2013年11月下旬,地上部生长结束时,调查各处理茶树扦插苗成活株数,计算成活率,各处理随机调查15株扦插苗株高,取其平均数.

从图1可以看出,3个茶树品种扦插苗在0 Gy下成活率均不高于50%.各品种扦插苗在0 Gy时成活率最高,随着剂量的加大,不同品种扦插苗成活率略有差异,但整体呈现成活率逐渐下降的趋势.保靖黄金茶1号,在4 Gy、6 Gy处理下,成活率略高于2 Gy时的31.33%,分别为37.00%、35.61%.在10 Gy时,存活率急剧下降,为2.67%.黄金茶2号,在4 Gy时成活率为18.67%,略高于2 Gy时的成活率16.67%,随后逐渐降低.8 Gy时,黄金茶2号、福鼎大白茶成活率远低于保靖黄金茶1号,3个品种在10 Gy时,成活率都很低.各茶树品种扦插苗处理成活率都较低,是由于2013年夏天大旱,且持续时间长,温度高,缺水导致.

相对成活率,是指茶树品种在不同剂量率辐射下相较于该品种在0 Gy的成活率,更能体现不同辐射剂量对该品种茶树成活率的影响.国际上一般将半致死剂量(LD50)作为辐射剂量的一个重要参考指标.

从图2可以看出,保靖黄金茶1号和黄金茶2号在2 Gy时相对成活率为别为68.11%、50.52%,为各剂量成活率最高,福鼎大白茶在0 Gy时相对成活率最高,为63.89%.随着剂量的增大,各品种茶树扦插苗相对成活率呈现降低的趋势.保靖黄金茶在8～10 Gy时下降最为剧烈,从63.76%降为5.80%.而黄金茶2号与福鼎大白茶辐射扦插苗的相对成活率,在4～6 Gy时大幅下降.

2.2不同辐射剂量对茶树扦插苗株高的影响

从图3可以看出,随着剂量的加大,3个茶树品种株高整体呈现下降的趋势.保靖黄金茶1号在0 Gy时,株高最高,为30.95 cm,随后下降,在6 Gy时有所回升,为20.81 cm,随后保持;黄金茶2号在4 Gy时株高最高,为26.19 cm,随后下降,8 Gy时最低,为11.2 cm, 10 Gy时有所升高,为17.35 cm,与6 Gy时大致相当;福鼎大白茶也在4 Gy时株高最高,为26.19 cm,随后下降,在6～8 Gy时相差不大,分别为19.07 cm和19.68 cm.随后迅速下降,10 Gy时仅为11.65 cm.

图2　不同辐射剂量对茶树品种相对成活率的影响Fig.2 The different dose of radiation's effect on the relative survival rate of cottage seeding

图3　不同辐射剂量茶树品种扦插苗株高的影响Fig.3 The different dose of radiation's effect on the height of cottage seeding

3　结论与讨论

从试验结果可以看出,不同辐射剂量对不同茶树品种成活率的影响效果不同.不同品种扦插苗对辐射剂量敏感性不一样,保靖黄金茶1号在2～8 Gy均保持50%以上相对成活率.黄金茶2号在2～4 Gy保持50%以上相对成活率.福鼎大白茶在2 Gy均相对成活率高于50%.因此各品种的"半致死剂量"(LD50)不同:保靖黄金茶1号LD50为8 Gy,黄金茶2号LD50为 4 Gy,福鼎大白茶LD50为2 Gy.剂量为 0 Gy成活率最高, 10 Gy 或更高的剂量为"致死剂量".

受辐照强度的影响, 随着辐射剂量的增加,会对扦插苗造成越来越大的生物学损伤, 植株生长变差.在该试验中, 不同辐射剂量对各茶树品种生长产生一定的影响.在 2～6 Gy 的剂量范围内, 黄金茶2号与福鼎大白茶扦插苗平均株高下降较慢,但保靖黄金茶1号扦插苗受辐射平均株高下降较快.10 Gy 诱变剂量可引起株型明显矮小,各品种平均株高均明显低于0 Gy.

[1] 王旭军,吴际友,程勇,等. 辐射育种及其在林木育种中的应用前景[J]. 湖南林业科技, 2007(02)∶ 13-15.

[2] 曹达人. 茶树的辐射育种[J]. 中国茶叶, 1982(02)∶ 29-31.

[3] 杨亚军,梁月荣. 中国无性系茶树品种志[M].上海∶上海科学技术出版社,2014.

[4] 李维,刘淑娟,张帆,等. 长沙和保靖生态条件对保靖黄金茶1号品质的影响[J]. 湖南农业大学学报(自然科学版), 2014(04)∶ 445-448.

Research of the Appropriate Dose of 2 kinds of cutting seedlings of golden tea by60Co-γ

YANG Pei-di,ZHAO Yang,LIU Zhen,CHENG Yang,YANG Yang*
(Tea Research Institute of Hunan Academy of Agricultural Sciences, National Tea Cultivar Improvement Center Hunan Branch, Changsha 410125, China)

In this article, a preliminary study on the radiation dose of 2 golden tea varieties and Fuding cutting seedlings with different doses of60Co-γ gamma rays was conducted. The results showed that the survival rate of the seedlings with different radiation doses had a certain effect on the germination rate of 0 Gy, 4～8Gy was the "half lethal dose"(LD50), 10 Gy or higher dose to "lethal dose"(LD100). Different radiation doses have some effects on the growth of seedlings, plant mutation dose of 10 Gy were significantly higher than the control and other treatments. The most suitable radiation dose for the treatment of60Co was Gy 2～4, and the survival rate was the highest.

60Co-γ ray, Tea plant, Golden tea, Radiation mutation, Radiation dose

S571.1

A

1009-525X(2016)02-38-40

2015-12-24

2016-03-01

现代农业产业技术体系建设专项(CARS-23)、湖南省科技计划重点研发计划(2015NK3042)、湖南省重大专项(2014FJ006)

杨培迪(1984-),男,四川内江人,助理研究员,主要从事茶树种质资源与遗传育种研究.

杨阳,yangyangsir@126.com