60Co-γ射线对鸡爪槭种子发芽与出苗的影响

苏春燕

（山东省泰安市泰山区邱家店镇政府，山东 泰安 271000）

鸡爪槭（Acer palmatum L.）属槭树科槭树属落叶小乔木，原产中国，朝鲜、日本等也有分布[1]。其叶色秀丽，枝叶扶疏，叶型秀丽，春秋叶色变化丰富，变色期长，观赏价值极高。常用于园林景观中作彩色叶观赏树种，是庭院观赏最佳树种之一[2]。基于鸡爪槭极高的观赏价值，国内外已广泛种植鸡爪槭，创制了众多新型品种，其中以日本最为突出，在鸡爪槭栽培与品种培育方面研究最早，园艺品种已达数百个[3]，为鸡爪槭的种质创新与推广应用提供了大量的植物材料，增添了季相色彩，丰富了园林景观。

辐射育种成为现代育种的重要形式之一，通过外界物理诱导，使其内部遗传物质发生突变，从而在短时间内获得丰富的变异资源，加以人工选育新品种，具有简单、安全、突变率高的优良特性，是园林植物育种的常用方式，目前，60Co－γ射线诱变是最常使用的辐射源[4、5]。现今鸡爪槭品种大多基于传统育种形式，基于此，采用60Co－γ对鸡爪槭种子进行辐射，探索辐射对于鸡爪槭种子萌发、出苗的影响，并计算其半致死剂量，为鸡爪槭辐射育种与种质创新提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2016年11 月在山东泰安市邱家店镇华玉苗圃中采集结实量高的三株鸡爪槭翅果作为试材，分别编号为1号、2号、3号，将翅果装入自封袋内自然阴干。

1.2 辐射处理

将每株处理好的鸡爪槭种子平均分别分成7份，于12月20号在山东泉港辐射科技发展有限公司进行60Co－γ辐射处理，辐射剂量分别为0（CK）、50、100、150、200、250、300 Gy， 钴源放射剂量为 1.5 Gy/min。

1.3 种子萌发率的计算

将试验种子与湿沙混合贮藏在2~5°的冰箱进行催芽，25天后随机抽取百粒种子统计发芽率[6、7]，以胚根突破种皮，有露白现象确认为发芽，3次重复，并参照周小梅等[8]的方法计算相对发芽率。

1.4 半致死剂量（LD50）的确定

参照王兆玉等[9]的回归分析方法，对鸡爪槭种子相对发芽率与辐射剂量间进行相关回归分析，以78.33%，2号最高，在50 Gy处理下最高为65.00%（2号），最小为 57.67%（3号），在 100 Gy处理下发芽率急剧下降，介于19.33%~29.67%，150 Gy继续下降到9.67%~11.33%，辐射剂量大于200 Gy成活率极低，种子几乎不发芽，仅3~5粒种子有露白；相对发芽率伴随着发芽率的变化而变化，0~50 Gy处理发芽率由100%降低到79.00%~85.14%，当辐射剂量大于在100 Gy时相对发芽率急剧降低，约为对照组的1/3，持续增加辐射剂量，相对发芽率降低至0。表明辐射处理对鸡爪槭种子发芽率具有极大影响，当辐射剂量在50 Gy以下的低剂量时对发芽率的影响较小，当大于50 Gy的高辐射剂量时对发芽率影响极大，发芽率急剧下降；通过相关分析（表2）表明辐射剂量与相对发芽率之间具有极显著负相关，三个单株表现较为一致，分别为-0.919**、-0.925**、-0.903**。种子相对发芽率为对照的50%时的辐射剂量作为半致死剂量（LD50）。

表1 不同辐射剂量对鸡爪槭种子发芽率的影响

1.5 辐射对种子出苗率的影响

于2017年3月15号将沙藏后的种子取出，小心洗净沙子，点播于穴盘中，待长出两片真叶时统计出苗率。

1.6 统计分析

采用SPSS22.0进行方差分析与多重比较分析，数据采用3次重复平均值。

2 结果与分析

2.1 辐射剂量对鸡爪槭种子萌发的影响

由表1可知，3个单株间变化规律相似，随着辐射浓度增加而下降，不同剂量处理间，发芽率均表现出极显著差异，对照组发芽率介于73.00%~

表2 辐射剂量与相对发芽率、相对出苗率的相关系数

2.2 半致死剂量的确定

以辐射剂量x作为自变量，相对发芽率y为因变量，采用曲线回归y=ax2+bx+c进行回归分析可得，y（1 号）=107.218-0.825x+0.002x(R2=0.965);y（2号）=106.597-0.811x+0.002x2(R2=0.973);y （3 号）=104.631-0.857x+0.002x2(R2=0.968)，对各式中 y 赋值为50%，可得3个单株的半致死剂量分别为88.23 Gy（1 号）、89.58 Gy（2 号）、77.93 Gy（3 号），三者半致死剂量有所差异，存在一定的个体差异，1号、2号差异较小明显高于3号单株，平均半致死剂量为85.25 Gy，据此认为鸡爪槭的半致死剂量约为85 Gy。

2.3 辐射剂量对鸡爪槭种子出苗率的影响

将种子点播于穴盘中待子叶展开后统计出苗率见表3，可知不同剂量辐射处理间出苗率具有极显著差异，对照组出苗率介于40.00%~44.67%，2号单株最高；辐射剂量为50 Gy时稍有增加，介于41.00%~52.00%，1号单株最高；100 Gy时出苗率急剧下降，介于15.00%~18.67%，2号最高；随着辐射剂量的持续增加，出苗率进一步下降，仅3~5株成活，在200 Gy以上全部死亡。相对出苗率与出苗率具有相同的规律，可以明显看出2号于1号、3号具有不同的规律，2号的相对出苗率随着辐射剂量的增加一直下降，而1号、3号在50 Gy时最大，之后随着辐射剂量的增加而降低，一定程度上反映出低辐射剂量可以提高鸡爪槭的出苗率。对3个单株的辐射剂量与相对出苗率进行相关性分析（表2）可知，三者整体表现为相对出苗率与辐射剂量具有极显著负相关，2号负相关性最强，为-0.909**。

3 结论与讨论

3.1 辐射对鸡爪槭种子发芽率、出苗率的影响

随着辐射剂量的增加，鸡爪槭种子发芽率不断下降，各处理间差异极显著，50 Gy以下的低剂量发芽率降低较缓，大于50 Gy的高剂量成活率急剧下降，在200 Gy以上发芽率几近零，这与多数树种种子辐射发芽率变化趋势相同[10-15]，由于树种特性不同在发芽率上具有一定差异。随着辐射剂量的增加出苗率呈现先增加后降低的趋势，50 Gy具有最高出苗率（52.00%），与潢川金桂、籽银桂、金盏碧珠具有相同的规律[11]，与椿树、牡丹、小油桐、杉木等树种有所差异[12-14]，但整体变化规律均表现为出苗率与辐射剂量具有极显著负相关，前人研究[5]表明种子含水量不同辐射产生的氧自由基数量不同，对遗传物质的破坏性不同，不同树种表现的辐射敏感性不同。本试验认为辐射在一定程度上刺激了鸡爪槭的出苗率，而对于种胚、花粉、球茎、枝条、愈伤组织等其他材料的影响还有待于研究。

3.2 辐射剂量的确定

表3 不同辐射剂量对鸡爪槭种子出苗率的影响

关于辐射育种适宜辐照剂量的确定，不同学者具有不同的见解，徐冠仁[16]认为60%~70%为辐射最适剂量，周小梅等[17]、Dae等[18]认为临界剂量和半致死剂量最优，目前，多以发芽率50%作为最适育种剂量，本试验计算所得鸡爪槭种子的半致死剂量在77.93 Gy~89.58 Gy之间，平均为85.25 Gy，初步认为最适辐射剂量为85 Gy，高于芍药种子（22.77 Gy）牡丹（40 Gy）、月 季（40 Gy~50 Gy）[19]椿树[12]（50 Gy~75 Gy）华山松[20]（20 Gy）等园林树种，低于金桂[21]（92 Gy），小油桐子[14]（127 Gy）等树种。 不同植物品种或类型由于存在遗传差异而对辐射的敏感性不同，耿兴敏等[11]将桂花种子分为辐射敏感型、中间型和迟钝型 3种类型，朱宗文等[22]通过对不同品种间的番茄种子辐射认为品种间对射线敏感性差异显著，而本试验仅对鸡爪槭种子发芽与出苗受辐射的影响进行了初步探索，未细分到品种，还有待进一步深入的研究。

[1] 中国植物志编辑委员会.中国植物志:46卷[M].北京:科学出版社,2008.

[2] 徐廷志.槭树科的地理分布[J].云南植物研究,1996,18(1):43-50.

[3] 吕运舟,黄利斌,何旭东,等.鸡爪槭园艺品种分类及栽培研究综述[J].江苏林业科技,2014,41(5):41-45.

[4] 陈晓阳,沈熙环.林木育种学[M].北京:高等教育出版社,2005

[5] 罗志平,孟兰贞,张勇,等.园林植物育种中辐射育种的应用研究[J].农业与技术,2015，35(6):145-146.

[6] 赵静,王奎玲,刘庆超,等.紫薇种子60Co-γ辐射效应与半致死剂量的确定 [J].中国农学通报,2008,24(2):463-465.

[7] GB-2772-1999,林木种子检验规程,1999.

[8] 周小梅,赵运林,蒋建雄,易自力.几种冷季型草坪草辐射敏感性及其辐射育种半致死剂量的确定 [J].湘潭师范学院学报:自然科学版,2005,27(1):75-78.

[9] 王兆玉,林敬明,萝莉,等.小油桐种子的60Co－γ射线辐射敏感性及半致死剂量的研究 [J].南方医科大学学报,2009,29(3):506-508.

[10] 王少平.辐射育种在园林植物育种中的应用 [J].种子,2008,27(12):63-68.

[11] 耿兴敏,王良桂,李娜,等.60Co-γ辐射对桂花种子萌发及幼苗生长的影响 [J].核农学报,2016,30(2):0216-0223.

[12] 聂莉莉,刘仲齐,张越.等.椿树辐射诱变育种初报,核农学报,2009,23(4):577-580.

[13] 施江,董普辉,张淑玲,等.60Co-γ射线对牡丹 、芍药种子辐射剂量的影响[J].河南科技大学学报：自然科学版,2010,31(4):72-74.

[14] 王兆玉,林敬明,罗莉,等.小油桐种子的60Co-γ射线辐射敏感性及半致死剂量的研究 [J].南方医科大学学报,2009,29(3):506-508.

[15] 胡瑞阳,吴博,纳静,等.60Co-γ射线辐照处理对杉木种子萌发及幼苗生长的影响 [J].中国农学通报,2016,32(4):1-4.

[16] 徐冠仁.植物诱变育种学[M].北京:中国农业出版社,1996

[17] 周小梅,赵运林,蒋建雄,易自立.几种冷季型草坪草辐射敏感性及其辐射育种半致死剂量的确定 [J].湘潭师范学院学报:自然科学版,2005,27(1):75-78

[18] Dae Hoe Goo,Byeong Woo Yae,Hi Sup Song,et al.Color Change in Chrysanthemum Flower by Gamma Ray Irradiation [J].Journal of the Korean Society for Horticultural Science,2003,44(6):1006-1009.

[21] 熊运海,王义.60Co-γ辐射对桂花种子发芽出苗及幼苗生长的影响[J].北方园艺,2017,(4):51-55.

[22] 王丹,任少雄,苏军.核技术在园林植物诱变育种上的应用[J].核农学报,2004,18(6):443-447

[23] 辛培尧,周军,唐军荣,等.60Co-γ辐射对华山松南方种源种子的诱变效果 [J].贵州农业科学,2012,40(9):190-191.

[22] 朱宗文,查丁石,朱为民,等.60Co-γ射线对番茄种子萌发及早期幼苗生长的影响 [J].种子,2010,29(8):15-22.