60Co-γ辐射对三种盐碱胁迫下稗草种子萌发的影响

李 红， 李 波， 杨 曌

(1. 黑龙江省畜牧研究所， 黑龙江 齐齐哈尔 161005； 2. 齐齐哈尔大学生命科学与农林学院，抗性基因工程与寒生物多样性保护黑龙江省重点实验室， 黑龙江 齐齐哈尔 161006)

稗草(Echinochloacrusgalli)为一年生的禾本科植物，抗性良好、产量高、适应性强、生长周期长、抗盐碱和抗倒伏等特点，是一种适合在盐碱地种植的优良饲料作物，应用范围广泛。但是对稗草的研究却很少，从而导致稗草的品种比较单一、种质资源遗传基础狭小[1-2]。

辐射诱变育种就是通过辐射从而诱发植物的遗传物质发生改变，从其中选育优良品种的方法，是一条能够有效获得新的优质种质资源的途径。辐射诱变可以使原有品种缺陷的问题得以解决，丰富农作物品种，并能够稳定种质发生突变的特性，进而使种子的萌发时间变短[3]。γ辐射和X射线在辐射诱变中通常使用，60Co-γ射线和137Cs-γ射线是两种常用的辐射源，而60Co-γ在牧草中应用广泛，例如，苜蓿、高羊茅[4]，但是在选育稗草的优良品种中应用较少。辐射诱变育种是一种可以快速打破植物基因连锁和提高基因重组率的一项技术，依据此项技术可以快速的获得变异及重组植株，选育优质的种质资源、优良的稗草品种。

在全世界范围内，土壤盐渍化是影响农作物生长的非生物胁迫因素之一，解决土壤盐渍化是一个必然趋势，传统的改良方法费时费力，而在盐碱地种植耐盐的牧草是改良盐碱地的一个重要举措之一[5]，辐射育种可以提高植物的抗逆性，如对无芒雀麦[6]、陆地棉[7]和乌拉尔甘草[8]研究中应用60Co-γ射线辐射提高其抗盐碱或干旱能力，因此探寻60Co-γ辐射对盐碱胁迫下稗草种子萌发的影响，为选育稗草优良品种、辐射诱变育种和稗草在盐碱地种植提供一些理论基础。

本实验采用稗草干种子为试验材料经不同剂量的60Co-γ辐射处理，并在不同浓度NaCl、NaHCO3以及NaCl和NaHCO3混合盐碱环境中进行种子萌发试验，旨在探究盐胁迫下60Co-γ辐射对稗草种子发芽各项指标的影响，以探索在盐胁迫下能够显著促进稗草种子萌发的60Co-γ辐射剂量，为稗草种质资源的创新以及在盐碱土壤的栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验以黑龙江省畜牧研究所提供的60Co-γ辐射的朝牧1号稗草(Echinochloacrusgalli‘Zhaomu No.1’)干种子(2016年收获)为材料。

1.2 方法

1.2.160Co-γ射线辐射处理稗草干种子 以中国农业科学院原子能利用研究所的60Co-γ射线为辐射源，在2017年5月时对稗草的干种子进行60Co-γ辐射处理，辐照剂量分别为0～250 Gy，以每隔50 Gy的辐射剂量为一个梯度，辐射剂量率为15 Gy·min-1，每个辐射剂量处理150 g种子，以未经过辐射处理的种子为对照。

1.2.2盐胁迫半致死浓度的筛选 选取未经辐射的稗草净种子各50粒(每个浓度150粒，分三组)，用35℃去离子水浸泡稗草种子2 h后，将种子整齐摆放到铺有两层滤纸的发芽盒中，分别进行NaCl、NaHCO3和NaCl+ NaHCO3的单一和混合盐碱胁迫处理。每个发芽盒内加入相应的每种盐溶液20 mmol·L-1，浸没种子的一半，将发芽盒置于电子天平上称量发芽盒的重量并做好记录，以恒重法进行补水，发芽盒放入25 ℃恒温培养箱中培养，当胚芽的长度为2 mm以上时则视为发芽，每天观察种子发芽个数从而计算其发芽率，共观测14 d，确定NaCl、NaHCO3和NaCl+ NaHCO3胁迫下的半致死浓度。

三种胁迫液浓度分别为：处理1加入浓度为220～320 mmol·L-1的NaCl溶液，以每20 mmol·L-1为一个浓度梯度；处理2为60～100 mmol·L-1的NaHCO3溶液，以每10 mmol·L-1为一个浓度梯度；处理 3为280 mmol·L-1NaCl溶液和60，70，80，90和100 mmol·L-1的NaHCO3溶液1:1混合。

280 mmol·L-1氯化钠胁迫下，辐射稗草种子芽苗生长和生物量的变化见表2和图2，稗草的芽苗总长度、根长和芽长出现了先增后降的趋势，且主根长度随着辐射剂量的增加逐渐变短，甚至有的芽苗无根。辐射剂量为50 Gy时对芽苗总长度、根长和胚芽长的促进作用最大，分别比对照增加了94.38%，86.51% 和 108.89%。200和250 Gy对芽苗生长起到抑制作用，芽苗总长度、根长和胚芽长低于对照组和其他辐射组。低辐射剂量使芽苗的鲜重、干重和相对含水量增加，在辐射剂量为50 Gy时达最大值，分别比对照增加了28.61%，0.60%和12.36%，200 Gy时对芽苗的鲜重、干重有较大的影响，各辐射剂量的相对含水量与对照相比均有一定程度的增加，但变化幅度不大。

选取我院诊治的周围型肺癌患者40例，回顾性分析其全部的临床资料，其中男22例、女18例，年龄39～78（58.2±5.7）岁。临床表现主要为胸闷、胸痛、咳嗽、咳痰咯血、痰中带血等。

1.2.4种子萌发各项指标的测定方法[9-10]以3 d内发芽的稗草种子数来计算发芽势(GP)，以发芽14 d种子的个数来计算发芽率(GR)。取发芽后第14天的生长状况一致的芽苗30株(每盒分别取10株)，用游标卡尺分别来测量其胚芽长(EL)和根长(RL)并计算芽苗总长(TLBS)。以10株为一个单位，称量其鲜重(FW)，在室温中干燥3 d后称量其干重(DW)，每项指标均重复测量3次，以各盐碱胁迫下算出的各项发芽指标计算隶属度。

发芽指标计算：发芽率(%) =第14 d发芽种子数/供试种子数×100%；

发芽势(%) =3d内发芽种子数/供试种子数×100%；

三种盐碱胁迫对稗草种子的发芽率的变化见图1，随着盐碱浓度的增加种子发芽率呈下降的趋势。在NaCl浓度为220～260 mmol·L-1时，种子发芽率均高于65%，浓度为300～320 mmol·L-1时，种子发芽率均低于50%，NaCl浓度为280 mmol·L-1时，种子的发芽率为53.33%，此浓度为NaCl胁迫半致死浓度。NaHCO3浓度在90 mmol·L-1和NaCl+NaHCO3为280+90 mmol·L-1以下时，种子的发芽率均为65%以上，NaHCO3浓度在100 mmol·L-1时种子的发芽率为53.33%，NaCl+NaHCO3浓度为280+100 mmol·L-1时种子发芽率为 54%，但NaHCO3浓度为80 mmol·L-1和NaCl+NaHCO3浓度 280+70 mmol·L-1以上时抑制种子胚根的萌发，因此将NaHCO3和NaCl+NaHCO3胁迫半致死浓度分别确定为80 mmol·L-1和 280+70 mmol·L-1。

为制造业创造新的动能，关键是要努力创新。当前，全球制造业正在经历全方位的数字化转型，特别是工业互联网、工业云、人工智能等下一代信息网络技术的全面渗透。这极大地颠覆了原有的制造业。从生产方式上看，新型信息网络技术的综合应用使制造业现有的数字化、智能化、个性化、共享化和绿色化更加突出。随着传感器、工业软件、工业互联网和工业云等技术的日益普及，生产过程更加智能化，生产者满足个人需求的能力进一步增强。

活力指数(VI) =S×ΣGt/Dt(S指芽苗的总长度)；相对含水量(RWC)=(芽苗鲜重-芽苗干重)/芽苗鲜重×100%。

根据如下公式：X=∑U(Xi)/n(X是所求平均抗性的隶属值)，将抗性隶属值进行累加求出平均数，其中各辐射剂量对应的隶属值越大的，其抗逆性越强。

2.市场化风险合作承包模式。在现有技术、经济、政策下开发无效益甚至负效益的难采储量区块，大港油田提出了在中国石油内部开展市场化风险合作承包的策略，得到中石油集团公司的认可。在严格执行中国石油“油气田开发管理规定”和矿权归属不变的前提下，邀请渤海钻探、长城钻探、大港油田集团公司3 家企业参加6 个难采储量区块的开发竞标。通过竞标，与渤海钻探工程有限公司、长城钻探工程有限公司、大港油田集团有限责任公司3 家企业签订了滨海一区、塘沽-长芦、叶三拨等6个风险区块的开发协议。生产期间，全部油气产量归甲方所有，由甲方按照中国石油相关规定向乙方支付服务费。

将危重患者实际液体出入量情况与316张护理监护单液体出入量记录情况进行比较，记录每一处少记、错记、多记、漏记、误记等情况，分析每一处记录不正确情况发生的相关因素，找出存在的问题并制定相应对策。

式中：Xi为指标测定值，Xmin、Xmax为所有实验材料某项指标的最小值和最大值。

1.2.5数据的处理与统计分析 使用SPSS 16.0统计分析软件进行差异显著性分析，图表绘制使用Excel 2010软件。

2 结果与分析

2.1 三种盐胁迫稗草种子半致死浓度的确定

发芽指数(GI) =ΣGt/Dt =当天的发芽数/发芽日数+当天的发芽数/发芽日数+…… (Gt指时间t的发芽数，Dt指相应的发芽天数)；

图1 盐碱胁迫下稗草种子发芽率的变化Fig.1 Changes of germination rate of Echinochloacrusgalliseeds under saline-alkali stress注：不同字母表示差异显著(P<0.05)，下同Note：Different letters indicate significant difference at the 0.05 level,the same as below

2.2 盐碱胁迫对辐射种子萌发的影响

60Co-γ辐射处理稗草种子，在三种盐碱胁迫下种子萌发的各项指标的变化见表1，辐射对盐碱胁迫种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均产生不同的影响。

280 mmol·L-1NaCl+70 mmol·L-1NaHCO3混合盐碱胁迫下，辐射后稗草芽苗生长和生物量的变化见表2和图2，随着辐射剂量的增加，苗生长的各项指标均呈现下降的变化趋势，芽苗主根抑制作用逐渐加强，芽苗的生长受到抑制。250 Gy对芽苗总长度、胚芽长度和主根长度抑制作用最大，分别比对照降低了80.40%，63.36% 和 66.66%。在混合盐碱胁迫下辐射后稗草芽苗生物量除100 Gy辐射组芽苗干重外，其他辐射组芽苗的鲜重、干重和相对含水量均低于对照组，在100 Gy时芽苗的干重达最大，为对照的16.67%，芽苗鲜重和相对含水量都有不同程度的降低，250 Gy时干重和相对含水量最低，分别比对照降低45.99%和12.69%。混合溶液胁迫下辐射对种子芽苗生长和生物量产生不同的影响，特别是在200 和250 Gy辐射组各指标均产生显著的抑制作用(P<0.05)。

辐射的稗草种子萌发的各项指标在80 mmol·L-1NaHCO3胁迫下变化见表1，随着辐射剂量的增加发芽率、发芽势以及发芽指数均呈现出先升高后下降的趋势，辐射组与对照组比较种子萌发的各项指标均下降，250 Gy时种子的发芽率、发芽势发芽指数和活力指数分别比对照组下降了29.83%，36.26%，34.80%，79.81%。辐射抑制种子在NaHCO3胁迫下的萌发，特别是辐射剂量为250 Gy时对种子萌发的抑制作用最强(P<0.05)。

在280 mmol·L-1NaCl+70 mmol·L-1NaHCO3混合盐碱胁迫下，辐射稗草种子萌发的各项指标变化见表1，随着辐射剂量的增加发芽率和发芽指数呈现先增后降的趋势，但发芽势和活力指数均呈现下降的趋势。种子发芽率和发芽指数分别为50和100 Gy时达到最大值，比对照增加了12.21%和1.53%，在250 Gy时发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别比对照降低了22.22%， 49.25%，40.34%，31.9%和77.31%。NaCl和NaHCO3混合盐碱胁迫的辐射种子，低剂量可以促进种子萌发，但辐射组的芽苗整齐度均降低，而高剂量对种子萌发的抑制作用最强(P<0.05)。

1.4.2 对照组 术中不使用纳米碳标记，余手术方法同试验组。将甲状腺肿瘤切除送快速冰冻病理检查，证实为甲状腺癌后行甲状腺全切及患侧颈Ⅵ区淋巴结清扫。

2.3 盐碱胁迫对辐射种子芽苗生长的影响

1.2.3盐碱胁迫下辐射种子的萌发试验 选取各辐射剂量处理的谷稗种子和对照的种子各50粒(每个剂量150粒，分三组)，用35 ℃去离子水浸泡2 h后，将种子整齐摆放到铺有两层滤纸的发芽盒中，将筛选的半致死浓度的NaCl、NaHCO3和NaCl+ NaHCO3溶液加入其中，把发芽盒放在电子天平上称量并做好记录，以便于每天为其补水，将发芽盒放入25℃恒温培养箱中培养，视胚芽长度在2 mm以上时为发芽，每天观察其发芽个数以计算发芽率和发芽势，观测时间为14 d。

表1 盐碱胁迫对辐射稗草种子萌发的影响Table 1 Effects of saline alkali stress on radiation seed germination of Echinochloa crusgalli

注：各盐碱处理下同列不同小写字母表示不同辐射剂量处理间差异显著(P<0.05)，下同

Note：Different lowercase letters in same column under different saline-alkali treatments indicate significant difference between different radiation dose treatments at the 0.05 level,the same as below

辐射处理稗草种子芽苗生长和生物量在80 mmol·L-1NaHCO3胁迫下的变化见表2和图2所示。经胁迫处理后辐射组稗草芽苗生长的各项指标呈现先增后降的趋势，特别是对主根生长抑制作用逐渐加大，甚至有的芽苗无根。辐射剂量为250 Gy对芽苗总长度、胚芽长度和主根长度抑制作用最大，分别比对照降低了90.14%，61.11% 和 69.14%。芽苗的鲜重、干重和含水量呈现先增后降的趋势，在150 Gy时达最大值，分别比对照增加了15.39%，7.84%和3.36%。NaHCO3胁迫对辐射处理后种子的芽苗干重无明显的影响，但辐射剂量为50 Gy时对稗草芽苗的鲜重和含水量有显著的抑制作用(P<0.05)。

280 mmol·L-1NaCl溶液胁迫下，种子萌发的各项指标随着辐射剂量的增加，表现出先升后降趋势。种子发芽率和发芽势分别在150和100 Gy时达到最大值，比对照增加了6.17%和6.12%。辐射剂量为50 Gy时种子的发芽指数和活力指数最高，分别比对照增加了5.43% 和 98.53%。200 和250 Gy辐射剂量使种子萌发的4项指标均下降，辐射稗草种子在NaCl胁迫下，种子萌发和发芽整齐度随着辐射剂量的增加呈现先增后降的变化趋势，低剂量起促进作用，高剂量则起到抑制作用，在辐射剂量为200 Gy时对种子萌发的抑制作用最强(P<0.05)。

“white(白色)”在英语文化中，象征着美好、纯洁、高雅、合法。而在汉语中，白色代表着死亡、冷漠，且在汉语中，没有能表达出相似文化隐含意义的颜色词，这时，我们可以忽略颜色词，根据原文的意思进行意译。故选择了去除颜色词的翻译方法，译为“善意的谎言”。

表2 盐碱胁迫对辐射稗草种子芽苗生长的影响Table 2 Effects of saline-alkali stress on radiation seedling growth of Echinochloa crusgalli under

图2 盐碱胁迫下60Co-γ辐射稗草种子14 d芽苗Fig.2 14 d seedlingof Echinochloa crusgalli with 60Co-γradiation seed under saline-alkali stress注：a1，b1，c1，d1，e1和f1为NaCl胁迫辐射剂量为0，50，100，150，200和250 Gy芽苗；a2，b2，c2，d2，e2和f2为NaHCO3胁迫辐射剂量为0，50，100，150，200和250 Gy芽苗；a3，b3，c3，d3，e3和f3为NaCl +NaHCO3胁迫辐射剂量为0，50，100，150，200和250 Gy芽苗Note:a1,b1,c1,d1,e1and f1 are sprouts of 0,50,100,150,200 and 250 Gy radiation dose under NaCl stress;a2,b2,c2,d2,e2and f1 are sprouts of 0,50,100,150,200 and 250 Gy radiation dose under NaCl stress;a3,b3,c3,d3,e3and f3 are sprouts of 0,50,100,150, 200 and 250 Gy radiation dose under NaCl stress

2.4 隶属函数综合分析

盐碱胁迫对辐射稗草种子的萌发和芽苗的生长产生不同的变化，因此用某一指标的变化难以评价辐射的效果，利用隶属函数法应用多项指标的变化进行综合分析，使评价的结果更为准确[12]。对三种盐碱盐碱胁迫下，稗草种子的发芽率(GR)、发芽势(GP)、发芽指数(GI)、活力指数(VI)、根长(RL)、芽长(EL)、芽苗总长(TLBS)、鲜重(FW)、干重(DW)、相对含水量(RWC)共10项指标隶属函数值见表3，隶属函数值越大，其对盐碱的抗性越强。

NaCl胁迫辐射稗草种子隶属函数值大小排序为50 Gy>150 Gy>100 Gy>0 Gy>250 Gy>200 Gy，辐射剂量为50，100和150 Gy的隶属值高于对照组，说明辐射能提高稗草种子耐NaCl的能力，且50 Gy辐射剂量对稗草种子耐NaCl能力提高最强；NaHCO3胁迫辐射稗草种子隶属值大小排序为0 Gy>150 Gy>100 Gy>50 Gy>200 Gy>250 Gy，NaCl和NaHCO3混合盐碱胁迫辐射稗草种子隶属值大小排序为为0 Gy>50 Gy>100 Gy>150 Gy>200 Gy>250 Gy，2种盐碱胁迫对照组隶属值均高于辐射组，说明辐射处理不能提高稗草种子耐NaHCO3和NaCl和NaHCO3混合盐碱能力。

表3 盐碱胁迫下辐射种子发芽指标隶属函数综合分析Table 3 Comprehensive analysis of membership function of radiation seed germination index under saline-alkali stress

3 讨论

种子萌发阶段对环境胁迫最为敏感，在盐渍环境中，种子能够正常萌发是植株在盐碱胁迫环境中能够进一步生长发育的前提[13]，也是评价植物耐盐性的一个重要指标[14]。60Co-γ辐射处理的稗草种子，在NaCl、NaHCO3以及NaCl和NaHCO3混合盐碱胁迫下，种子萌发时期耐盐碱能力及抗辐射能力不同。

综上所述，多发性骨髓瘤的X线、CT及MRI临床表现具有一定特征性，通过检测可及时对患者做出诊断，且联合应用的诊断准确率显著较高，故值得临床推广。

辐射对3种盐碱胁迫稗草种子萌发产生了不同的影响，尤其是200～250 Gy处理的种子在NaCl、NaHCO3、NaCl和NaHCO3盐碱环境胁迫下种子的萌发抑制作用最强，特别是NaHCO3盐碱胁迫组。辐射对3种盐碱胁迫稗草种子萌发具有不同程度的抑制作用，随着辐射剂量的增大，稗草种子萌发的各项指标逐渐降低。当辐射剂量为200和250 Gy时，辐射对种子的胁迫作用极为显著，种子萌发的各项指标均显著降低，在此辐射剂量下种植，会造成种子大量浪费。

拆除破坏的衬砌混凝土板、保温板、封顶板，内坡坝脚部位埋设内排水设施，整平坝坡后铺设保温板，然后现浇厚混凝土。混凝土强度等级采用C30，现浇混凝土板厚10 cm。封顶板采用C30现浇混凝土板，尺寸为30 cm×8 cm。现浇混凝土板衬砌的渠段每4.2 m设横向伸缩缝一道。

适量的60Co-γ射线辐照能够提高NaCl胁迫稗草种子的萌发率，缩短发芽时间，提高芽的生长速度，这与韩亚楠[15]利用60Co-γ辐照对乌拉尔甘草种子萌发特性研究的结果相似。在同一浓度的NaCl胁迫下，50～150辐射处理的种子无论萌发状况还是芽苗的生长状况均显著高于对照组，该辐射剂量处理能显著提高NaCl胁迫条件下稗草种子的萌发速度，缩短种子萌发的时间，促进种子在中性盐碱环境下的生长，而在相同盐浓度胁迫环境下，200和250 Gy的辐射处理均能显著抑制稗草种子的萌发和芽苗生长，这可能是由于辐射引起了种子内部生理或有关酶活性的变化，从而导致种子的新陈代谢水平变化不同，进而产生促进或抑制种子的萌发[16-17]。

种子萌发的抑制作用还与所处的盐碱环境有关，NaHCO3以及NaCl和NaHCO3两种混合盐碱的胁迫液pH分别为7.82和7.75，刘攀等人[18]在研究辐射对盐碱胁迫杜鹃花种子萌发和幼苗生长的影响，发现酸性环境(pH 5.0)和中性环境(pH 6.5)下马银花和映山红种子萌发较好，在碱性环境下(pH 8.0)种子萌发受到抑制，樊丛令[19]等人研究表明，露珠杜鹃在pH 6.0条件下萌发率最高，pH 6.0～8.0条件下萌发率逐渐下降，岳媛[20]等人研究表明，在pH大于6.5条件下，映山红、满山红、马银花和鹿角杜鹃4种杜鹃花的种子发芽率显著下降，这与本试验辐射稗草种子在有碳酸盐碱胁迫环境下抑制种子的萌发和芽苗的生长的结果基本一致。

辐射对三种盐碱胁迫种子芽苗生长和生物量积累产生了不同的影响，尤其是200～250 Gy处理的稗草种子在NaCl、NaHCO3、NaCl和NaHCO3盐碱环境胁迫下生长很慢，根明显缩短，250 Gy处理种子在NaHCO3、NaCl和NaHCO3碱性环境甚至有的芽苗无法生根，进而抑制芽苗的生长，影响芽苗鲜重和干重积累，对相对含水量的影响变化不大。其原因可能是植物随着辐射剂量增高及盐碱胁迫pH值的增加，超过其自身耐受阈值导致生长缓慢甚至死亡。因此，辐射处理的稗草种子在不同盐碱环境下的耐受性及其基因的差异表达尚待深入研究。综上所述，盐碱pH差异影响不同辐射剂量的稗草种子的萌发和芽苗生长，稗草不耐高碱，在碱性环境中生长较差。

当然，非要在拥堵的路况中驾驶这辆特殊的保时捷911也无可厚非，毕竟每个人有权利在吃饺子时候选择蘸酱油、醋或者番茄酱。

4 结论

不同剂量的60Co-γ射线辐射对稗草种子萌发能力产生的影响效果不同，种子萌发率与辐射剂量间不存在简单的线性剂量效应。不同辐射剂量对3种盐碱胁迫种子萌发和芽苗生长各指标的影响不同，隶属函数综合分析，辐射剂量在50、100和150 Gy能提高稗草种子耐NaCl能力，但辐射不能提高其耐NaHCO3和混合盐碱能力。播前用50或100 Gy的60Co-γ射线辐射稗草种子，对其在中性盐土壤环境中的芽苗的生长有积极的促进作用，因此，辐射处理可提高稗草种子发芽阶段的耐盐性能。