60Co不同剂量辐射对黄秋葵种子萌发和植株主要农艺性状的影响

韩菊兰　叶昌华　卓明　王辉　许震寰　刘静　孙婷　尚迪

摘要：以适宜成都地区种植的优良品种09-4为材料，采用50、100、150、200、250、300 Gy等6个等级的60Co辐射剂量对黄秋葵种子进行辐射处理，研究60Co辐射对黄秋葵主要农艺性状的影响。结果表明，100、150 Gy剂量辐射对种子出苗有促进作用，其出苗率极显著高于对照，但超过250 Gy都具有显著（P<005）的抑制作用。不同60Co剂量辐射处理对黄秋葵單果生长发育的影响存在一定差异。随着辐射剂量的增加，嫩果的果长、果径及单果质量都有明显提高，且均呈正相关，单株挂果数也有所增加。150 Gy处理与对照相比，单果平均果长增加048 cm，果径增加038 cm，果质量增加836 g，平均单株产量增加8558 g。且受60Co辐照影响，植株形态与嫩果形态发生多种变异。

关键词：60Co；辐射；黄秋葵；种子萌发；农艺性状

中图分类号： S64904文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）21-0137-03

收稿日期：2016-06-14

基金项目：四川省省级公益性科研单位成果转化专项资金（编号：14010117）；四川省省级公益性科研单位基本科研业务费专项资金（编号：2016CZYYJBKY01）。

作者简介：韩菊兰（1983—），女，硕士，助理研究员，主要从事花卉育种与栽培研究。E-mail：61960723@qqcom。

通信作者：卓明。E-mail：531346556@qqcom。

黄秋葵（Hibiscus esulentus L）别称秋葵、羊角豆等，为锦葵科秋葵属一年生草本植物，主要以嫩果供食用。自20世纪80年代以来，中国农业科学院蔬菜花卉研究所从国外引进黄秋葵种质24份1]，国内科研单位及企业也积极开展了品种引进与选育工作，四川省植物工程研究院也从国外引进了7个优异新品种，作为名特优蔬菜种植2]。现在，这种新型蔬菜品种已经越来越多地进入我国市场。

育种方面，育种家主要对黄秋葵现有种质资源进行大量纯系选择、变种间或种间杂交等多种育种途径研究，先后选育了一批新品种3]。辐射育种也是选育新品种有效途径之一。辐射育种即人为地利用物理诱变因素——X射线、γ射线、中子、激光、紫外线等，诱发植物遗传变异在短时间内获得有利用价值的突变体，根据育种目标的要求选育出新品种，直接利用于生产或作为亲本资源用于杂交育种4]。其中，γ射线为能量高、穿透力强的电磁波，主要用于外照射，是目前辐射育种中最常用的射线之一。采用γ射线进行辐射诱变，较易产生早熟、矮秆、株型和育性等形状的突变体5]。

本研究用60Co-γ射线对黄秋葵种子进行照射，观察其发芽率、出苗率以及对黄秋葵主要农艺性状、产量性状变化，为进一步辐射育种提供参考数据。

1材料与方法

11材料

供试黄秋葵品种为已筛选出适合成都地区种植的优良品种09-4。

12方法

2015年5月在郫县蔬菜花卉系大棚试验区进行，为单栋大棚，可搭遮阳网。

在播种前1个月进行辐照处理，辐射源为60Co-γ射线，辐射剂量率5 Gymin，在四川省农业科学院生物技术核技术JP3]研究所照射。剂量分别用0（CK）、50、100、150、200、250、300 Gy，每剂量为1个处理，共7个处理，每个处理种子500 g。

出苗率测定，每个处理设3个重复，每重复随机选择100粒种子播于温室苗盘内，正常管理，从种子开始发芽起，每天对不同照射剂量处理黄秋葵种子的出苗数进行统计，至仅有零星新苗出土时停止统计。待黄秋葵苗子叶完全展开后，随机抽取各组幼苗，对其生长点高度（地面到生长点间距离）进行测定，每处理抽样50株。

生长观察，出苗后将其移栽至大田，观察各处理生长状况，测量其株高、单果质量、挂果数量等产量指标；测定果长、果径、果型等形态指标等。

13数据处理方法

利用DPS软件进行统计分析。

2结果与分析

21不同辐射处理对黄秋葵出苗率的影响

播种后5 d黄秋葵种子开始破土出芽，直到10 d停止统计。由表1可知，对照与50、200 Gy出苗率差异不显著，与100、150、250、300 Gy剂量处理间差异极显著。100、150、250、300 Gy剂量处理间差异极显著。试验表明，较低剂量的辐射处理并不影响黄秋葵种子的出苗率，100、150 Gy剂量对黄秋葵出苗率有一定的刺激促进作用，其出苗率极显著高于对照，随着辐射剂量增加，出苗率整体呈下降趋势。6种辐照处理剂量出苗率均高于85%，说明黄秋葵辐射处理的致死剂量应高于300 Gy。而各剂量出苗率间虽差异极显著但都较高， 表明辐射对种子的最终萌发影响很小，也有可能是辐射剂量低所导致。

22不同辐射处理对黄秋葵幼苗生长情况的影响

对照与50、100、150、200、250 Gy处理间幼苗的生长点高度差异不显著，300 Gy与250 Gy外的其他处理间均存在显著差异（表2）。表明对黄秋葵种子进行300 Gy辐射剂量，幼苗生长受到抑制，而低于300 Gy剂量的处理对幼苗生长抑制作用不大。

23不同辐射处理对黄秋葵植株生长的影响

在收获期对不同辐射剂量处理下黄秋葵的株高和茎粗进行测定，结果见表3。随着辐射剂量的增加，黄秋葵株高呈增高的趋势，50 Gy辐射下黄秋葵株高最小，为145 cm，300 Gy 辐射下株高最大，为187 cm，比50 Gy处理增加了2896%。与对照相比，200、250、300 Gy辐射处理后与对照株高差异不显著，仅50 Gy处理与对照间差异呈显著关系。由此可见，辐射对黄秋葵株高有一定的影响，要想从辐射中得出较大的株高，300 Gy是黄秋葵辐射处理的最佳剂量。endprint

茎粗则随辐射剂量的增加，与对照比较差异不大，但均小于对照，仅300 Gy差异显著。说明辐射对黄秋葵茎粗具有抑制作用，但若想从辐射中筛选出较大的茎秆，250 Gy是最佳剂量。

植株形态上，各个辐射处理除300 Gy处理偏纤细外，植株皆健壮；叶色上均变深；叶形上50、150 Gy处理为浅裂，其他处理与对照则同为深裂；花色无明显变化。在整个生育期对每个处理植株进行观察发现株高性状变异的单株8株，果荚性状变异的植株6株。株高变异方向为增高，果荚变异方向为畸形。

24不同辐射处理对黄秋葵果实性状的影响

在黄秋葵商品果成熟收获时，对各处理黄秋葵鲜果性状进行考察测定，考测结果见表4。随着剂量的增加，果柄长度呈先降低后增高的趋势，但均低于对照，可见辐射对果柄生长有抑制作用。100、150、200 Gy剂量处理下果柄长度显著低于对照，其他剂量则与对照差异不显著。

250 Gy处理果实长度显著高于其他处理，50 Gy处理显著低于其他处理，除这2个处理外其他剂量处理间差异不显著。果实横径方面，50 Gy处理显著低于其他处理，其他剂量处理间差异不显著但显著高于对照。故果形上50 Gy处理明显短细，其他处理则相对于对照较为粗长。说明黄秋葵果形上50 Gy处理有明显抑制作用，其他处理则有促进作用，而250 Gy处理促进作用较为明显。

嫩果质量随着处理剂量的增加而显著增加。单株结果数除300 Gy处理有增加外，其他剂量都有所降低。从表4中可知，不同剂量处理下以150 Gy剂量处理产量最高，单株产量为1 0864 g；50 Gy剂量处理产量最低，单株产量为9082 g。同时还发现，不同剂量处理的嫩果形态也发生了明显变化。其中 50 Gy 处理嫩果形态最差，短小且不直；100 Gy辐照处理果色上有白色斑点，不够美观；150 Gy处理嫩果形态与对照相比在果形上变得更粗，形态为最佳；200、250、300 Gy处理相对于对照，虽果形上更粗，但绒毛变粗，且有突起物，故果实形态不佳。

25辐射剂量与黄秋葵主要农艺性状的相关性

60Co辐射剂量与黄秋葵主要农艺性状的相关分析结果见表5。由表5可见，辐射剂量与黄秋葵株高呈正相关关系（r=012），与茎粗呈负相关关系（r=-018），但均不显著，说明60Co辐射剂量可以促进植株伸长，而对植株的膨大增粗有抑制作用，但效果均不显著。辐射剂量与果实长度、嫩果质量和单株挂果数呈显著的正相关关系（r=027、027、023），与果实横径和JP3]单株产量呈极显著的正相关关系（r=035、055），说明60Co辐射可以促进黄秋葵嫩果伸长变粗，提高单果质量和单株结果数，增加单株产量，且效果十分明显。

3结论与讨论

60Co辐射剂量处理黄秋葵种子可导致幼苗的表型发生改变。与对照植株相比，辐射处理后有些幼苗子葉边缘枯黄，并且出现皱缩现象。但随着生长的延续，黄苗慢慢恢复到绿色。整个生育期对每个处理植株进行观察记载，发现既有株高性状变异的单株，也有果荚性状变异的植株。表明对黄秋葵进行物理辐照诱变处理，诱使其基因发生突变是可行的。

畸变一般是由于生理损伤造成的，生理损伤与剂量呈正相关，幼苗生长到一定生理阶段后，畸变会随着损伤的修复而逐渐消失6]。畸变多为劣变，仅有少部分是有益的变异，可望从中选择出符合栽培性状的变异。对于辐射育种，适宜辐射剂量的确定十分重要，只有适宜的诱变剂量才能获得有效的突变7]。一般认为，植物诱变育种最佳剂量的确定以临界剂量与致死剂量之间的偏致死剂量为最佳8-9]。本试验中，从诱变后对出苗率统计分析结果来看，没有得到致死的辐射剂量，表明利用60Co射线对黄秋葵种子进行辐射诱变时其致死量应大于300 Gy。但从其出苗率和幼苗高度可知，250、300 Gy 辐射剂量处理明显低于对照，最多低于对照15%左右，抑制作用不明显。这可能与辐射材料敏感性和辐射剂量有关。可进一步根据其数据参照周小梅等的直线回归方程10]大致计算出辐射半致死剂量，进行试验加以验证，并研究确认准确的临界剂量及致死剂量，以便最终确定最佳的诱变剂量。

黄秋葵用60Co进行辐射，随着辐射剂量的增加，对黄秋葵植株伸长有促进作用，但会抑制植株的增粗。若想通过辐射选育高大且粗壮的植株，250 Gy辐射剂量是最佳选择。

不同剂量60Co辐射处理黄秋葵种子后，对黄秋葵单果的生长发育产生明显的影响，主要表现在随着辐射剂量的增加，嫩果的果长、果径及果质量均有明显提高，且单株挂果数也有所增加。但嫩果形态上，50、100、200、250、300 Gy辐射剂量处理较对照嫩果形态略差，绒毛变粗，有突起物等，150 Gy辐射剂量嫩果形态佳，明显促进了嫩果伸长增粗，但挂果数有轻微抑制效果。

本试验60Co不同剂量辐射对黄秋葵主要农艺性状的影响差异较大。其中150 Gy株高适宜，对果实形态和单株产量影响比较明显，从其辐射后代有可能可以选到产量高、嫩果形态佳、适宜采摘的突变体。

参考文献：

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