60CO一γ辐照对NaCl胁迫下藜麦种子萌发的影响

梁晓艳　顾寅钰　付娆　张海洋　衣葵花　王向誉　郭洪恩

摘要：采用不同剂量（0-500 Gy）的60 Co -γ射线辐照藜麦种子，研究经不同剂量射线辐射处理的藜麦种子在不同浓度NaCl（O～400 mmol/L）胁迫下种子的萌发特性，以期筛选出能够提高藜麦种子耐盐性的最佳辐射剂量。结果表明：隨着盐浓度的升高，种子发芽率、发芽势和发芽指数呈逐渐下降趋势，高盐环境下下降较为显著;不同剂量的60Co-γ辐照处理对种子萌发的影响因盐浓度的不同而存在差异，即0-200 mmol/L NaCl条件下，种子发芽率及发芽时间随着辐照剂量的增加呈逐渐降低趋势，而300、400mmol/L NaCl条件下，种子发芽率随着辐照剂量的增加呈先升高后降低趋势，300 Gy是促进高盐环境下种子萌发的最佳辐照剂量。

关键词：藜麦;盐胁迫;60Co一γ辐照;种子萌发

Effects of 60Co—γ Irradiation on Seed Germination

of Quinoa under NaCI Stress

Liang Xiaoyan， Gu Yinyu， Fu Rao， Zhang Haiyang， Yi Kuihua， Wang Xiangyu， Guo Hong' en

Abstract

The effects of 60Co-γ irradiation with different doses （0～500 Gy） on the germination rate，germination potential and germination index of quinoa seeds under NaCl （0～400 mmol/L） stress were studiedin order to select the best irradiation dosage for improving salt tolerance of quinoa seeds. The results showedthat with the increase of salt concentration， the germination rate， germination potential and germination index ofseeds decreased gradually. The effect of 60Co- γ irradiation with different doses on seed germination was variedwith the different salt concentration. Under the condition of 0～200 mmol/L NaCl， the seed germination rateand germination time decreased gradually with the increase of irradiation dose， while the germination rate ofseeds increased firstly and then decreased with the increase of irradiation dose under 300 -400 mmol/L NaCl.In conclusion，300 Gy was the best irradiation dose to promote seed germination in high salinity environment.

Keywords

Quinoa; Salt stress; 60Co-γ irradiation; Seed germination

藜麦（ Chenopodium quinoa Willd.）为苋科藜属一年生双子叶草本植物，原产于南美洲安第斯地区，距今已有7 000多年的栽培历史[1]。藜麦具有非常高的营养价值，其蛋白质含量在16%左右，高于水稻和玉米，与小麦相当，且人体必需氨基酸比例均衡，易于被人体吸收[2，3]。同时，藜麦富含维生素B、维生素C、维生素E和矿物质，以及皂苷、多糖、黄酮等生物活性物质[4，5]。除营养价值突出外，藜麦还具有耐寒、耐旱、耐贫瘠、耐盐碱等特性[6]，尤其是对盐碱环境具有较强的适应性，有些藜麦品种可以耐受海水一样高的盐胁迫（电导率40dS/m，或相当于约400 mmol/LNaCl）[7]。因此，藜麦在盐碱地开发利用及优良作物筛选中具有广泛的应用前景和重要的开发利用价值。目前关于藜麦的研究多集中于不同地区的引种栽培及耐盐机理研究等方面，而关于盐碱地耐盐品种的选育研究相对较少，因此，筛选和培育适宜盐碱地种植的藜麦品种是盐碱地开发利用的重要途径。

辐射诱变处理是进行农作物种质资源创新及新品种选育的有效途径，与传统育种相比，它具有操作简单、突变率高、突变谱广、育种年限短等优点，在作物品种改良中被广泛应用。藜麦虽然具有较强的耐盐性，但是在高浓度盐溶液下种子的发芽率及发芽速度普遍受到影响。目前，不少研究证明60Co-γ辐照处理能显著提高高盐环境下种子的发芽率[8-10]，而关于60Co-γ辐照对盐胁迫条件下藜麦种子萌发的影响尚未见报道。本研究以藜麦种子为材料实施不同剂量60Co-γ辐照处理，并在不同浓度NaCl环境中进行种子萌发试验，旨在探索60Co-γ射线辐照对不同浓度盐胁迫条件下藜麦种子萌发特性的影响，以期探寻在盐胁迫下能显著促进藜麦种子萌发的60Co-γ射线辐照剂量，为藜麦的辐射诱变育种及耐盐性研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1供试材料

试验于2017年进行。所用藜麦种子由山西华青藜麦产品开发有限公司提供。

1.2 试验方法

1.2.1 种子处理选取籽粒饱满，大小均匀一致的藜麦种子送往山东省农业科学院辐射中心，进行60Co -γ射线辐照处理。辐射剂量率为2.75Gy/min，辐射剂量分别为O、100、200、300、400、500 Gy，其中，0辐射组为CK。将不同剂量辐射处理后的种子用75%酒精消毒10min，然后用无菌水清洗3次，置于不同浓度的NaCl溶液中预处理，时间为12 h。共设置5个NaCl浓度，分别为O、100、200、300、400 mmol/L。

1.2.2 室内发芽 将预处理后的种子均匀摆放于铺有2层滤纸的9 cm直径培养皿内，分别加入10 mL蒸馏水和不同浓度的NaCl溶液，将培养皿置于光照培养箱，培养条件为25℃、光照12 h/d。每个处理60粒种子、3个重复。每天观察种子萌发情况，并统计发芽数（以胚根突出种皮2 mm为标准），连续统计6d。并按下列公式统计发芽势、发芽率、发芽指数。

发芽势（%）=（3d正常萌发种子数/供试种子数）×100;

发芽率（%）=（6d正常萌发种子数/供试种子数）×100;

发芽指数（Gi）=∑（Gt/Dt）。式中，Gt为萌发种子数;Dt为相应萌发天数。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2007进行数据统计与做图，用SPSS 18.0进行方差（0.05水平）分析。

2 结果与分析

2.1 60Co-γ辐照处理对NaCl胁迫下藜麦种子发芽率的影响

由图1可以看出，随着NaCl浓度的增加藜麦种子发芽率逐渐降低，不同盐浓度条件下60Co-γ辐照处理对发芽率的影响作用不同。其中，清水条件（对照）下，藜麦种子发芽率随着辐照剂量的增加呈逐渐降低趋势，但各辐照剂量处理均在80%以上;100、200 mmol/L NaCl条件下藜麦种子发芽率与对照基本一致;300、400 mmol/L NaCl条件下，藜麥种子发芽率随着辐照剂量的增加呈先升高后降低趋势，300 Gy辐照处理的种子发芽率均显著高于其它处理。这说明较高NaCl浓度胁迫下，一定剂量的辐照处理会提高藜麦种子的发芽率，在300、400 mmol/L NaCl条件下，300 Gy是促进藜麦种子萌发的最佳剂量。

2.2 60Co-γ辐照处理对NaCl胁迫下藜麦种子发芽势的影响

由图2可知，藜麦种子发芽势随着NaCl浓度的增加呈逐渐降低趋势，在NaCl浓度超过300mmol/L时，种子发芽势显著降低，这说明高浓度盐胁迫显著抑制种子萌发。不同辐照剂量对藜麦种子发芽势的影响随着盐浓度的不同而表现不同，其中，清水条件下，100 Gy辐照对发芽势无显著影响，之后随着辐照剂量的进一步增加发芽势逐渐降低;低浓度（0～200 mmol/L） NaCl处理下，种子发芽势随着辐照剂量的增加基本呈逐渐降低趋势，而在300、400 mmol/L NaCl条件下，一定剂量的辐照处理则增加种子发芽势，其中300 Gy辐照处理种子发芽势最高。这说明300 Gy辐照剂量能促进种子萌发，提高发芽的整齐度。

2.3 60Co-γ辐照处理对NaCl胁迫下藜麦种子发芽指数的影响

发芽指数是衡量种子发芽速度和整齐度的参数。由图3可知，不同浓度NaCl处理对藜麦种子发芽指数的影响与发芽势基本一致，低浓度NaCl处理对藜麦发芽指数的影响较小，随着盐浓度的进一步增加发芽指数逐渐降低。不同剂量辐照处理对发芽指数的影响也因NaCl浓度的不同而不同，其中，清水和低浓度（100～200 mmol/L） NaCl处理下，种子发芽指数随着辐照剂量的增加呈逐渐降低趋势，而在高浓度（ 300 - 400 mmol/L）NaCl处理下，发芽指数随着辐射剂量的增加先升高后降低，200 Gy和300 Gy辐照剂量显著提高种子的发芽指数。

3 讨论与结论

盐渍环境下种子萌发是盐生植物生长的关键和敏感阶段[ll]，种子能够萌发是植株在盐碱胁迫下能够生长发育的前提。种子耐盐能力和发芽能力影响着植物种群的分布范围[12]。因此，盐胁迫下的种子发芽状况是评价植物耐盐性的一个重要指标。虽然藜麦对盐渍环境有较强的适应性，但种子在萌发过程中仍然受到盐的遏制作用[13-15]。有研究表明，不同剂量的辐照处理对种子发芽的影响不同，低剂量的辐射处理对种子发芽具有促进作用，而高剂量的辐射抑制种子发芽且对种胚产生伤害[16-18]。本研究结果认为，在不同盐浓度条件下，60Co-γ辐照处理对种子发芽的影响作用不同，其中，清水和低浓度NaCl（100～200mmol/L）胁迫下，低剂量辐照处理对种子萌发的影响较小，高剂量辐照处理抑制种子的萌发;而在高浓度（300～400 mmol/L）胁迫下，种子发芽率、发芽势及发芽指数随着辐照剂量的增加呈先升高后降低趋势，300 Gy辐照剂量有利于促进高盐环境下藜麦种子的萌发。其原因可能是辐射处理引起了种子内部生物自由基或有关酶活性的变化，从而提高种子的新陈代谢水平、促进种子的萌发，这在其它研究中也得到过相似的结论[8，19]。但是不同植物的种子对60Co-γ辐照的效果存在一个最佳剂量，本研究中300 Gy是促进高盐环境下藜麦种子萌发的最佳剂量。

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