微波诱变华山松种子生长效应研究

王永强　徐钡昌　张夸云等

摘 要：利用不同功率下的微波辐照对华山松种子进行诱变处理，探讨不同功率下微波辐照对华山松种子的诱变效果，并对处理后的种子发芽特性、幼苗生长量及外部形态差异进行分析研究。结果表明：低功率微波辐照可以促进华山松种子发芽，高功率微波辐照则会抑制其发芽，480W处理15s，对华山松幼苗苗高、地径有显著促进作用，640W处理45s，对华山松幼苗苗高、地径有抑制作用；较高功率的微波处理华山松种子，可以获得较多幼苗生长量相关性状的变异。

关键词：华山松；微波辐照；诱变；出苗率；生长情况

中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）11-79-03

华山松（Pinus armandii Franch）是松科（Pinaceae）松属（Pinus）树种，原产于中国，分布较广，可供建筑、枕木、家具及木纤维工业原料等用材，树干可割取树脂，树皮可提取栲胶，针叶可提炼芳香油，种子可食用也可榨油[1]。目前，由于长期大面积引种栽植单一类型的华山松人工纯林，其生长量持续减少，呈现出衰退现象，继而引发多种病虫害[2]。利用遗传改良手段对华山松进行种质创新，有望在一定程度上改善上述问题。诱变育种是人为的采用物理或化学等因素，诱发生物产生可遗传的变异，继而按照育种目标进行选择和鉴定，最终选育出新种质的育种方法[3]，包括物理辐照、太空辐照、等离子体辐照以及微波辐照等。诱变育种应用于华山松种质改良，已有相关报道[4-5]。微波是一种频率在300MHz～300GHz（波长为1mm～1m）的电磁波，微波与生物系统相互作用，能够产生多种生物学效应。目前，关于微波处理对植物种子活力及萌发特性的影响的研究已有一些报道，如陈力玉等[6]对苜蓿种子微波辐照发现，低功率微波辐照不但能使种子活力在短期内获得激发和促进，而且在种子储存2a后辐照产生的效应仍能影响到种子的萌发，微波辐照在造成种子损伤的同时，也激发了种子及其幼苗产生补偿作用；刘静等[7]对发芽小麦微波辐照处理后发现，轻度发芽小麦样品，其全麦粉及小麦粉的沉降数值升高，面糊的峰值黏度、崩解值、回生值等有所增加，面团的搅拌稳定性显著增强。而目前有关华山松微波辐照诱变的研究则鲜见报到，为此，笔者利用不同功率下的微波辐照对华山松种子进行了诱变处理，并对处理后种子的出苗情况、幼苗生长量等进行了分析研究，以期为微波辐照改良华山松种质提供理论及实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料 试验材料为采自云南楚雄市紫溪山华山松种子园的华山松半同胞优质种子。

1.2 方法

1.2.1 华山松种子处理 取阴干、颗粒饱满、子粒较大的健康华山松种子13份，每份100粒，其中将12份进行微波辐照处理，1份作为对照，即不进行诱变处理。对其进行处理的微波炉为LG-3210型微波炉，功率分别为160W（低火）、320W（中低火）、480W（中火）、640W（中高火），处理时间分别为15s、30s、45s。重复3次。

1.2.2 播种前催芽处理 将微波辐照处理的种子及对照种子用45%的酒精溶液进行清洗，再用0.5%的高锰酸钾溶液进行消毒10～15min，然后用60℃的温水浸泡材料48h催芽，再用0.01%的GA3溶液处理24h，去除漂浮溶液表面的种子，并将其他种子在人工气候箱中培养10d，备用。

1.2.3 苗床整理及播种 在智能温室内，先清理好苗床，将播种基质（腐质土∶红土∶蛭石=1∶1∶1）装入10cm×12cm的营养袋中，并置于苗床之上，浇足水备用。播种时每粒种子均播在距土面1cm深处，每个处理播种66粒种子。播种完后浇水使其浸至营养袋底部为止，保持温度30℃左右，湿度80%左右。

1.3 统计分析 播种后华山松种子开始破土出芽，直到20d左右停止统计。对不同处理华山松种子的出苗数进行统计；待华山松幼苗长至90d后，对所有成活幼苗的苗高（从表土苗木基部至茎尖生长点处）及地径（距土壤1cm处）进行测定。所有数据经过统计记录后，利用Excel 2003和SPSS 21.0进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对华山松种子出苗的影响 华山松种子经微波辐照处理，在播种后5d左右开始破土出苗，此时开始统计不同处理华山松种子的出苗情况，直至第20天停止测定，测定结果列于表1。由表1可知，当用低功率[160W（45s）、320W（15s）、320W（30s）]处理后，华山松种子出苗率分别为31.8%、34.8%和37.9%，明显高于对照，而640W（45s）处理的华山松种子出苗率最低（为18.2%）。由此可见，低功率[160W（45s）、320W（15s）、320W（30s）]的辐照处理可以促使华山松种子发芽，而640W（45s）的辐照处理则抑制了华山松种子发芽。在同功率处理下160W处理的华山松幼苗出苗率随着时间的增加而增加，320W处理在30s时出苗率最高，到45s时减小。480W处理的华山松幼苗出苗率随着处理时间的增加而增加，640W处理的华山松幼苗出苗率随着处理时间的增加而减小。

2.2 不同处理对幼苗生长的影响 华山松种子经不同剂量微波处理后，对其幼苗生长情况进行方差分析，结果列于表2。由表2可以看出，用不同功率的微波辐照华山松种子后，不同的辐照处理与对照组间对华山松幼苗地径和苗高差异有显著影响。因此，进一步采用Duncan法作多重比较，多重比较结果如表3。由表3可知，13种不同功率处理的华山松种子幼苗在苗高及地径性状上存在差异。经不同功率微波辐照处理的华山松种子在幼苗期对照与480W（15s）、640W（45s）的处理对苗高有显著差异，经480W（15s）处理的种子幼苗较高，为8.39cm，而对照苗高仅7.02cm，差异显著，经640W（45s）处理的种子幼苗最低，仅6.41cm，且与对照（7.02cm）差异显著。除480W（15s）和640W（45s）处理外，对照（7.02cm）与其他处理间苗高差异不显著；说明480W（15s）可促使华山松幼苗速生，640W（45s）对华山松幼苗苗高生长有显著抑制作用。经不同功率微波辐照处理的华山松种子在幼苗期对照地径与480W（15s）、640W（45s）的处理对地径有显著差异。480W（15s）处理的华山松幼苗地径具有最高平均值，达2.43mm，且与对照（2.12mm）差异显著。经640W（45s）处理的种子幼苗地径最低，为2.04mm，且与对照（2.12mm）差异显著。除480W（15s）和640W（45s）处理外，对照与其他处理间差异不显著；说明480W（15s）对华山松幼苗地径有显著促进作用，而640W（45s）对华山松幼苗地径有显著抑制作用。

2.3 不同处理对幼苗生长变异的影响 不同功率微波处理华山松种子后，其幼苗变异情况如表4所示。由表4可知，当辐照功率低于640W（45s）时，幼苗生长变异系数均较低，当功率达到640W（45s）时，幼苗苗高变异系数最高（为28.1%），比对照（10.8%）高。幼苗地径变异系数最高的是640W（45s），为15.9%，比对照（4.1%）高。因此，较高功率的微波处理华山松种子，可以获得较多幼苗高度和幼苗地径粗度变异类型，以利于选择。

3 结论与讨论

（1）根据实验中不同辐照处理华山松种子出苗率可以看出，最高功率的640W（45s）出苗率为18.2%，比对照（21.2%）的小，而160W（45s）、320W（15s）、320W（30s）3个处理的出苗率分别为31.8%、34.8%、37.9%，明显高于对照（21.2%）。总体上，随着功率时间的变化，出苗率的变化并不明显，可以推测半致死剂量和致死剂量应该大于实验中的640W（45s）。这与陈力玉等[6]的试验结果相一致。试验也发现微波辐照对华山松种子发芽有促进作用，320W辐照处理，随着辐照时间的增加苗高逐渐增加。

（2）微波辐照处理华山松种子，在功率适中即480W（15s）时，可促使种子出苗率提高及幼苗速生，且在此时幼苗生长量的变异系数相对较低，因而在生产实践中有一定的指导意义。幼苗苗高变异系数最高为28.1%，地径变异系数最高为15.9%，一般变异系数高，该群体中变异类型也就丰富，可供选择的个体多。因此，要使微波辐照处理华山松种子产生更高变异率，可能需在640W（45s）的基础上进一步提高诱变剂量，进而提高变异程度，最终可以获得更好的诱变效果。

参考文献

[1]佚名.中国植物志（第七卷）[M].北京：科学出版社，1978.

[2]盛世法，余丽云，伍建榕，等.云南华山松人工林衰退现象研究[J].西南林学院学报，2000，（20）5：94-99.

[3]胡延吉.植物育种学[M].北京：高等教育出版社，2003.

[4]马建伟，刘林英，王桑，等.卫星搭载华山松、白皮松种子苗木培育试验研究初报[J].甘肃林业科技，2007.32（1）：12-13.

[5]许奕华，张玉平，陈梅，等.辐照对华山松种子萌芽以及幼苗生长的影响[J].核农学报，2005，19（4）：307-308.

[6]陈力玉，张淑卿，李剑峰，等.微波辐照对苜蓿种子储存后发芽和幼苗生长生理特性的影响[J].原子能科学技术，2012，46（9）：729-735.

[7]刘静，任国宝，朱晓月，等.微波辐照对发芽小麦理化特性影响的初步研究[J].粮食与饲料工业，2013，7：7-11.

（责编：张宏民）