60Co-γ射线辐射薏苡干种子诱变效应的研究

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(1.贵州省农业科学院旱粮研究所， 贵阳 550006； 2.贵州省农业科学院亚热带作物研究所， 贵阳 550006)

薏苡(Coixlacryma-jobiL.)起源于我国西南地区，是云贵高原的特色作物之一，具有6 000多年的种植历史[1-2]。薏苡仁营养丰富，并且是我国的传统中药,含有丰富的营养成分和特殊的药用成分,不但具有多种药理活性[3]，而且具有粮饲兼用、耐瘠耐旱等特点。辐射诱变是进行种质资源创新和新品种选育的有效途径之一，很多作物都利用辐射诱变获得了具有优质变异的突变体，并审定了相应的品种，广泛应用到实际育种工作中。目前，从事薏苡育种研究工作的科研人员相对较少，研究基础薄弱，研究成果缺乏[4]，主要还是利用常规育种的方法进行研究，利用辐射诱变进行新材料创制的报道鲜见。作为诱变育种的重要内容，作物的辐射敏感性与适宜的诱变剂量都是进行辐射育种研究的重点。本研究以1个自育薏苡品系和1个当地品种(兴仁小白壳)为试验材料，用 7个不同辐射剂量进行了处理，对辐射1代(M1)的敏感性及辐射2代(M2)的诱变效果进行分析，以期为提高薏苡辐射诱变育种效率提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试的薏苡品种(系)有2种，皆为当年收获的新种子，分别为兴仁小白壳，自育系Y 164。

1.2 方 法

试验于2013—2015年进行。利用60Co-γ射线以150，250，350，450，550，650，750 Gy等7个剂量辐照薏苡干种子，不同处理后种植于贵州省兴义市万峰林试验地，以未进行辐照处理的相应材料种子为对照，每个处理用干种子300粒进行单粒播种，3次重复。

在M1代，观察记录田间出苗率、成株率、畸变苗率等，以研究不同薏苡材料的辐照敏感性。秋后收获其主穗所结种子并保存。次年，将收获的M1代种子按不同辐照剂量分区播种，同样以未进行辐照的材料作为对照，观测记录各处理薏苡熟期、株高等可见突变。

1.3 统计项目与方法

单株考察性状：发芽数、成株数、突变数。发芽试验：取各辐照剂量处理的干种子及对照种子100粒，常温浸种12 h，分别放在铺有湿润滤纸的培养皿中，每皿25粒，3次重复，30 ℃恒温培养。2 d时统计发芽情况。

1.4 数据分析

试验数据用SAS 9.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 60Co-γ射线对发芽率与成苗率的影响

由表1可见，当辐射剂量达到550 Gy时，2个品系都表现出发芽率急剧下降的趋势。在辐射剂量达到750 Gy时，发芽率降低到50%左右。在成苗率方面，2个品系都表现出随着辐射剂量的升高成苗率急剧下降。大多数表现都与对照呈显著或极显著差异，说明辐射对幼苗生长具有较强的抑制作用。

表1 辐射剂量对不同品系种子发芽及幼苗生长的影响

辐射剂量(Gy) Y164 兴仁小白壳 发芽率成苗率发芽率成苗率ck80.378.679.378.815080.470.380.169.725081.167.580.566.935081.163.281.162.8*45080.861.5*79.862.1*55074.348.7*72.149.3*65062.4*39.2**60.2*38.7**75051.7**34.3**48.9**33.6**

注：“*”，“**”分别表示在0.05和0.01水平与对照差异显著。

2.2 60Co-γ射线对叶片的影响

由表2可知，γ射线能诱导薏苡幼苗发生叶绿素缺失突变，其中主要以白化、黄化突变为主。突变频率在辐射剂量为450 Gy时达到最高值，随后下降。可见，γ射线具有较强的诱发叶绿素突变的能力。

表2 不同品系叶绿素缺失突变频率

辐射剂量(Gy) Y164 兴仁小白壳 调查苗数突变苗数突变频率(%)调查苗数突变苗数突变频率(%)ck3015003142001502984150.502978190.642502964220.743011230.763502899371.28 2984361.214502946461.562901491.695502641411.552631401.526502531321.262601311.197501780231.291791211.17

2.3 60Co-γ射线对株高和抽穗期的影响

由表3可知，不同辐射剂量对株高突变的诱导与叶绿素缺失相似，表现为辐射剂量在450 Gy以下时，随辐射剂量增加而增加，在450 Gy时达到最大值，此后逐渐下降。且在所获得的株高突变中，矮杆突变多于高杆突变，这一结果有利于利用辐射选育出矮杆抗倒伏的品系。

在抽穗期突变中，其突变频率在450 Gy时达到最大值，所有时期的抽穗期突变频率都低于株高的突变频率，并且晚熟突变明显多于早熟突变。

3 讨 论

3.1 辐射诱变在薏苡育种中的价值

以上试验结果表明，γ射线对M1苗期会产生一定的生理损伤，且随着辐射剂量的提高损伤加剧。对于M2，γ射线能诱发叶绿素、株高和抽穗期突变，其中株高突变又以矮杆突变为主，这与沈晓霞等[5]的观点一致。因此，利用γ射线辐射对薏苡进行诱变以期筛选出有利突变株的方法。

表3 不同品系株高与抽穗期突变频率

品系辐射剂量(Gy)株数株高抽穗矮杆高杆早熟晚熟株数频率(%)株数频率(%)株数频率(%)株数频率(%)Y164ck136100.000000001502569120.47100.3930.12100.392502768180.65110.4050.18110.403502845210.74120.4270.25130.464502456261.06150.6190.37160.655502310220.95100.4360.26140.616502413170.7040.1740.17120.507502315120.5220.0930.1390.39兴仁小白壳ck1169000000001502357110.4780.3410.04110.472502584170.6690.3540.15130.503502651190.72110.4160.23130.494502584261.01140.5480.31160.625502349210.89100.4350.21110.476502318180.7860.2640.17120.527502264100.4410.0430.1390.40

3.2 γ射线对薏苡的适宜诱变剂量

从试验结果可见,辐射对幼苗生长具有明显的抑制作用。M2代所表现出的叶绿素、株高、开花期突变频率均在450 Gy处理时达到峰值，在其它辐射剂量处理中，诱变效果明显降低。由试验结果可知，过高剂量的γ射线辐射会导致生理损伤加剧，从而使得诱变频率和效果降低。在本试验中，2个不同品系的薏苡材料都以450 Gy的辐射剂量较为适宜。

参考文献：

[1]蔡泽熙,刘慧君,谢文军,等.薏苡的生物学研究进展[J].作物杂志,2013(2):16-22,161.

[2]刘荣,申刚,罗晓青,等.薏苡遗传育种研究进展[J].河南农业科学,2015,44(3):1-4.

[3]杨志清,王硕,张世鲍,等.15种薏苡仁中多糖含量测定[J].亚太传统医药,2014,10(19):25-26.

[4]蒙秋伊,刘鹏飞,张志勇.薏苡种质资源及育种研究进展[J].贵州农业科学,2013,41(5):33-37.

[5]沈晓霞,王志安,俞旭平.γ射线对薏苡诱变效应的初步研究[J].中国中药杂志,2007,32(11):1 016-1 018.