60Co-γ射線對重瓣大巖桐組培苗移栽成活和生長的影響

閆海霞， 王曉國， 黃昌艷， 鄧杰玲， 何荊洲， 卜朝陽

(廣西壯族自治區農業科學院花卉研究所，廣西南寧 530007)

重瓣大巖桐(Sinningiaspeciosa)為苦苣苔科的多年生球根花卉，分類上起初歸屬為苦苣苔屬，之后又將其歸屬為巖桐屬，別稱落雪泥、巴西芙蓉等，原產于巴西。在我國引種大巖桐的工作始于20世紀30年代，至90年代僅有少量生產。近年來，重瓣大巖桐因其花大、色澤艷麗、色彩豐富而成為花卉市場的新寵。此外，重瓣大巖桐整株花期長，1年連續多次開花，性喜溫濕，耐陰，是不可多得的室內花卉。目前，有關重瓣大巖桐的研究主要集中在栽培養護、繁殖以及遺產轉化等方面，在育種方面也有少量報道。重瓣大巖桐在我國的育種工作起步較晚，主要采取傳統的雜交育種、誘變育種[1]、轉基因育種[2]，而關于輻射的研究尚未見報道。輻射育種中常用60Co-γ射線作為輻射誘變源，是一種有效的品種培育與改良手段，已被廣泛應用于木本植物如獼猴桃[3]、油茶[4]、香梨[5-6]、蘋果[7]以及草本植物西瓜[8]、菊苣[9]、馬鈴薯[10]、蓖麻[11]等多種植物。近年來，輻射育種在觀賞植物的應用上也逐漸增多，月季[12-13]、菊花[14]、海棠[15]、桂花[16-17]的輻射育種研究已有相關報道，但重瓣大巖桐的輻射育種研究尚未開展。本試驗以4種重瓣大巖桐組培生根苗為材料，以60Co-γ射線為輻射源，進行了不同輻射劑量的處理，統計其死亡率以及植株生長情況，分析品種間對輻射的敏感性，明確輻射劑量與重瓣大巖桐死亡率之間的關系，計算出其半致死劑量，為重瓣大巖桐育種提供參考依據。

1 材料和與方法

1.1 供試材料

重瓣大巖桐組培苗，花色分別為粉色(P)、玫瑰紅具白邊(W)、深紅色(RD)、紫色具白邊(V)，由廣西壯族自治區農業科學院花卉研究所提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 組培苗的輻射處理 選擇高度為5 cm、葉片4張以上的重瓣大巖桐生根組培苗，輻射源為60Co-γ射線，輻射劑量為0、15、30、45、60 Gy(記為處理1、2、3、4、5)，每個梯度輻射植株為72株，重復3次。經輻射處理后的組培苗在室溫中 2～3 d 后除去瓶蓋，加入少量水將培養基軟化后取出，冼凈基部培養基，用50%多菌靈可濕性粉劑的800～1 000倍液浸泡10 min，移栽到基質上，澆透定根水，30 d后統計成活率，并比較輻射劑量對各品種成活的影響：

成活率=成活植株數/輻射植株數×100%；

死亡率=死亡植株數/輻射植株數×100%。

1.2.2 半致死劑量的計算 以死亡率作為衡量輻射損傷效應的重要指標，以不同輻射量x為自變量，不同輻射劑量下的死亡率y為因變量，利用統計軟件SPSS 19.0得出直線回歸方程y=a+bx來計算不同品種的重瓣大巖桐的半致死劑量。

1.2.3 生長情況 每隔7 d對輻照的重瓣大巖的組培苗桐生長情況進行觀察，連續觀察45 d并統計生長性狀：莖干高、花梗高、葉片數、分枝數、花梗數，分析各品種不同處理間的差異。

莖干高指基質面(或土壤表面)至植株莖干頂端的最大距離；花梗高指植株花梗的最大高度；葉片數是整個植株的所有葉片的總和；分枝數指從球莖生長出來的莖干的總和；花梗數指整個植株的所有花梗的總和。

1.3 統計分析

數據用統計軟件SPSS 19.0進行差異性分析，并用Duncan’s新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同輻射劑量對重瓣大巖桐成活的影響

研究發現，隨著輻射劑量的增加，粉色重瓣大巖桐成活率逐漸降低，其中處理1的成活率顯著高于處理5，處理2、3、4的成活率無顯著差異。相反地，死亡率隨著輻射劑量的增加在逐漸增大，處理5的死亡率最高，為57.41%(表1)。深紅色重瓣大巖桐的成活率隨輻射劑量的升高而降低，輻照處理的成活率顯著低于對照，輻射劑量為60 Gy時成活率最低。相反地，死亡率的變化與輻射劑量呈正相關，輻射劑量為 60 Gy 時的死亡率高達93.98%(表2)。在玫瑰紅具白邊重瓣大巖桐中，低輻射劑量的成活率與對照的成活率無顯著差異，而對照的死亡率與不同處理間均存在顯著差異。當輻射劑量≥45 Gy時，成活率顯著降低(表3)。紫色具白邊重瓣大巖桐的對照和劑量為15 Gy的成活率、死亡率存在顯著差異，且成活率顯著高于其他輻射劑量，死亡率顯著低于其他輻射劑量。當輻射劑量在30～60 Gy時，成活率、死亡率無顯著差異(表4)。

由上述分析可知，不同品種對輻射劑量的敏感程度不同，粉紅色和玫瑰紅具白邊的品種對輻射的敏感性較差，而深紅色以及紫色具白邊品種對輻射的敏感性較強，即粉紅色和玫瑰紅具白邊的品種經過輻射后，成活率普遍較高，而深紅色以及紫色具白邊品種經過輻射后，成活率普遍較低。此外，隨著輻射劑量的增加，4個品種的成活率均呈下降的趨勢，且成活與輻射劑量呈負相關，死亡率則與輻射劑量呈正相關。隨著輻射劑量的增加，植株出現死亡的時間較早。綜上可知，重瓣大巖桐的死亡率與和輻射劑量之間表現顯著的正相關性。

表1 不同輻射劑量對粉色重瓣大巖桐成活的影響

注：同列數據后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。下表同。

表2 不同輻射劑量對深紅色重瓣大巖桐成活的影響

表3 不同輻射劑量對玫瑰紅具白邊重瓣大巖桐成活的影響

表4 不同輻射劑量對紫色具白邊重瓣大巖桐成活的影響

2.2 重瓣大巖桐半致死劑量的確定

對粉花重瓣大巖桐的輻射劑量與死亡率(表1)進行簡單線性回歸分析可知：粉色重瓣大巖桐的直線回歸方程為y(死亡率)=13.426+0.806x1(輻射劑量)，從直線回歸方程中可以求得，當y1=50(即死亡率為50%)時，x1=45.377，即粉色重瓣大巖桐組培苗的半致死劑量LD50=45.377，約為45 Gy。從結果可以看出，死亡率和輻照劑量之間呈顯著的正相關性。

采用上述同樣的分析方法可得，深紅色重瓣大巖桐的直線回歸方程為y2=24.630+1.333x2，半致死劑量LD50=19.031，約為19 Gy；玫瑰紅具白邊重瓣大巖桐的直線回歸方程為y3=8.148+0.568x3，半致死劑量LD50=73.68，約為 74 Gy；紫色具白邊重瓣大巖桐的直線回歸方程為y4=39.537+1.111x4，半致死劑量LD50=9.417，約為9 Gy。

2.3 不同輻射劑量對組培苗生長的影響

研究發現，粉色重瓣大巖桐組培苗干高、花梗高、花梗數隨著輻射劑量的增加呈下降的趨勢；葉片數在低劑量時無顯著變化，在高劑量時存在顯著差異；植株的分枝數差異不明顯。由此可見，60Co-γ 對粉色重瓣大巖桐的干高、花梗高、花梗數具有抑制作用(表5)。

深紅色重瓣大巖桐組培苗對照的干高、葉片數和其他輻射處理間的干高、葉片數存在顯著差異，而花梗高、分枝數、花梗數在低劑量時與對照無顯著差異，當劑量高于45 Gy時，花梗高以及花梗數顯著低于對照(表6)。由此表明，不同輻射劑量對深紅色重瓣大巖桐的干高、葉片數有顯著的抑制作用，高劑量對花梗高以及花梗數無顯著的抑制作用。

不同輻射劑量對玫瑰紅具白邊重瓣大巖桐的干高、花梗高、分枝數無顯著影響，但對葉片數、花梗數的影響略有差異。輻射劑量為30 Gy處理的葉片數顯著少于高劑量的輻射處理；經過輻射處理后，花梗數顯著減少(表7)。由上可知，不同輻射劑量對玫瑰紅具白邊重瓣大巖桐的干高、花梗高、葉片數、分枝無顯著的抑制作用，但對花梗數則有顯著的減少作用。

不同輻射劑量的紫色具白邊重瓣大巖桐干高、花梗高、分枝數、花梗數均無顯著差異，僅葉片數略有差異，低劑量與對照無顯著差異，當劑量≥45 Gy時，葉片數顯著減少(表8)。由此可見，不同輻射劑量對紫色具白邊重瓣大巖桐生長的抑制作用不明顯，但高劑量能顯著減少葉片數。

表5 不同輻射劑量對粉色重瓣大巖桐組培苗生長的影響

表6 不同輻射劑量對深紅色重瓣大巖桐組培苗生長的影響

表7 不同輻射劑量對玫瑰紅具白邊重瓣大巖桐組培苗生長的影響

表8 不同輻射劑量對紫色具白邊重瓣大巖桐組培苗生長的影響

通過上述的分析可知，輻射處理對植株的生長具有一定的抑制作用，抑制作用因品種、性狀不同而異。

3 討論與結論

植株經過輻照后會表現出一定的損傷效應，重瓣大巖桐在經過輻射處理后，初期并未表現出明顯的葉片枯萎、莖尖壞死、葉片掉落或黃化、死亡，這可能與輻射劑量的大小有關。因為輻照劑量越大，組培苗的損傷效應表現得越早，植株在較短時間內會出現葉片掉落或死亡；輻照劑量越小，組培苗的損傷效應潛伏期長，射線對植株的損傷隨著時間的推移逐漸表現出來[12]。

60Co-γ 輻照黑莓組培苗后，其存活率與輻照劑量之間均表現出極顯著的負相關性，且黃化、玻璃化、畸形、生長遲緩以及死亡等現象隨著輻照劑量的增大發生越頻繁[18]；60Co-γ 射線輻射觀賞海棠的組培苗后，隨著輻射劑量的增加，組培苗的死亡率顯著上升[19]。在本試驗中，隨著輻射劑量的增加，成活率逐漸降低，死亡率逐漸升高，這表明成活率與輻射劑量呈負相關，而死亡率與輻射劑量呈正相關，這與前人研究的結果是一致的。

植株輻射后，由于品種不同，其半致死劑量也有所不同，這是由植物遺傳背景的差異造成，即基因型決定的。如采用不同輻照劑量的60Co-γ射線處理3個不同品種的石斛蘭品種幼苗，結果顯示半致死劑量品種間存在差異[20]；柳覲等對不同品種澳洲堅果進行高劑量60Co-γ射線輻照發現，不同品種的致死劑量和半致死劑量有較大差異[21]。本試驗中玫瑰紅具白邊品種半致死劑量最高，其次為粉紅色品種，再次是深紅色品種，紫色具白邊品種的半致死劑量最低，為9 Gy。這表明玫瑰紅具白邊品種和粉色品種對60Co-γ射線敏感性較差，而深紅色以及紫色具白邊品種對輻射的敏感性較強。

本試驗通過對各品種的生長情況進行方差分析可知，60Co-γ 射線對重瓣大巖桐的生長具有一定的抑制作用，但抑制作用因品種、性狀不同而異。這和前人的觀點是一致的：如不同輻照劑量對石斛蘭的株高、假鱗莖長、葉片長均有抑制作用，其中30、40 Gy的輻照劑量作用明顯[20]；3種變色葉類觀賞海棠輻射處理后，其新梢生長速率、新梢長度、枝條粗度、節間長度顯著減小，葉面積、花瓣面積、葉片厚度顯著降低[22]；觀賞海棠組培苗輻射后，其增殖率、生根率、平均根長、苗高均明顯下降，同時出現葉變小、增厚，節間和根系變短、變粗，頂端生長勢減弱[19]；紫薇種子輻射后，幼苗的根長、株高等都受到了抑制[23]。百合種球經輻照后，植株成活率、株高、葉片數、花蕾數、開花株率、花徑隨著劑量的增加相應減小[24]。通常來說，60Co-γ射線對植株的生長具有抑制或者促進作用。多數物種對60Co-γ射線的反應是抑制作用，但也有一些物種在輻照后表現出促進作用，這種促進作用限于低劑量的輻射處理。如在蠟梅的輻射中，低劑量對幼苗根的生長具有促進作用，而高劑量則會導致真葉的抽出及生長[25]；80、160 Gy的劑量可提高萬壽菊發芽率，而20、320 Gy的劑量則會抑制芽和根的生長，且所有劑量的輻射處理幼苗及成苗的高度均低于對照，花徑也有所減小[26]。因此，60Co-γ 射線對植株的生長產生的作用因物種、品種、性狀的不同而不同。