Co60-γ辐射诱变对烤烟品种发芽的影响

陈钰栋，陈瑶，杜金格，陈芳，马晓刚，唐雅心，杨小洁，温亮，刘文涛，陈峰，高强，张丽*，侯欣*

(1.山东农业大学 植物保护学院，山东 泰安 271000； 2.山东临沂烟草有限公司蒙阴县分公司，山东 临沂 276200；3.山东临沂烟草有限公司费县分公司，山东 临沂 273400; 4.云南省烟草公司烟叶管理处，云南 昆明 650000；5.山东临沂烟草有限公司沂水县分公司，山东 临沂 276400)

在我国烟草主栽品种遗传背景狭窄的前提下，诱变育种成为一种新型有效的育种途径[1-3]。其特点包括突变率高、基因重组率高、缩短育种年限、突变不定向性等[4-5]。根据诱变方法的不同可分为物理诱变和化学诱变。物理诱变中常用的放射性射线包括X射线、γ射线、β射线和紫外线中子等[6]，化学诱变剂EMS已成为在作物育种中应用最广泛、效果最好的诱变剂[7]。

1934年印尼科学家托伦纳利用X射线处理烟草，育成烟草品种赫络里纳F1，开创了农作物辐射育种的新纪元[4]。本试验采用Co60-γ对2个烟草主栽品种进行不同剂量的处理，探究辐射诱变对烟草品种萌发的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

供试烤烟品种中烟100和红花大金元均为2017年采收。

1.2 处理设计

采用山东省辐照中心的Co60-γ辐射源进行辐射处理，设5个辐射剂量梯度，分别为200、250、300、350和400 Gy，辐射强度为5.25 Gy·min-1。以未进行辐射处理的种子为对照，计作0(CK)。

1.3 调查与统计

每处理取100粒种子，试验按照YC/T20-1994《烟草种子检验规程》[8]进行，重复3次。

每天统计发芽数，依第7天的发芽数计算发芽势，依第14天的发芽数计算发芽率。

使用Excel和R-3.3.3软件进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 不同辐射剂量对烤烟品种发芽的影响

如图1所示，在200～400 Gy辐射梯度内，随辐射剂量的增大，2个品种的发芽势和发芽率均降低。作回归分析得出，中烟100辐射剂量与发芽势的回归方程为y=-0.002 2x+0.940 1(R2=0.914 0，方程1)，而与发芽率的回归方程为y=-0.002 1x+0.991 8(R2=0.918 1，方程2)；红花大金元的辐射剂量与发芽势的回归方程为y=-0.001 8x+0.828 0(R2=0.902 6，方程3)，与发芽率的回归方程为y=-0.001 7x+0.879 3(R2=0.892 8，方程4)。可以看出，辐射诱变对2个烤烟品种的发芽势影响更为显著。

图1 不同辐射剂量下烤烟品种的发芽情况

2.2 不同烤烟品种发芽势和发芽率的比较

如图1所示，随着辐射剂量的增大，对中烟100的发芽势和发芽率的影响越来越显著。在200 Gy的辐射剂量下，中烟100的发芽情况要优于红花大金元；但超过200 Gy后，红花大金元的发芽情况却较中烟100更优。这说明在250～400 Gy辐射剂量范围内，红花大金元比中烟100的抗辐射能力强。

2.3 半致死剂量

根据方程2和4可以计算出中烟100的半致死剂量约为234.2 Gy，红花大金元的半致死剂量为223.1 Gy。

3 小结

中烟100的半致死剂量约为234.2 Gy，红花大金元的半致死剂量为223.1 Gy，当辐射剂量达到472.3 Gy时，中烟100种子理论上无发芽率，红花大金元则在517.2 Gy时完全失去发芽力。在200～400 Gy辐射剂量范围内，2个烤烟品种的发芽力随辐射剂量的增大而降低，表明随着辐射剂量的增大，烟草种子受到的损伤越大。

辐射育种的目的是发生辐射损伤，同时获得相关基因的突变或重组[9]。数据表明，合适的辐射剂量有利于烟草基因的突变或重组，但同时会影响种子的发芽力[10]。一般认为，半致死剂量是适合品种的辐射剂量范围。确定辐射材料，并兼顾这两方面的同时，尽可能的选择抗辐射能力强的品种。