60Co－γ辐射对胡麻耐盐性及生物活性物质含量的影响

赵东晓，董亚茹，耿兵，王照红，娄齐年

（山东省蚕业研究所，山东 烟台 264002）

油用亚麻（Linum usitatissimumL.）又称胡麻，为一年生草本植物，抗逆性强，主要分布于我国西北、华北等地，是栽培区主要的经济作物［1］。油用亚麻是我国第五大油料作物，也是世界十大油料作物之一，其籽粒含油量高达40%左右［2］，且胡麻油含有大量不饱和脂肪酸，如α－亚麻酸和亚油酸等，可降低血压和胆固醇，预防心脑血管疾病，被誉为植物界的“脑黄金”［3］。胡麻籽中富含的亚麻胶，是食品、医疗、纺织业的重要原料［4］；种皮中的果胶质是一种粘合剂，可作为食品添加剂、化妆品原粉、医药原料等［5］。在可食用植物中，胡麻的木脂素含量最高，是其他植物的75～80倍，木脂素结构与人体雌激素相似，可预防女性乳腺癌和男性前列腺癌［6］；籽中还含有可溶性纤维，可用于防治结肠癌和直肠癌［7］。胡麻籽发芽后总黄酮和总多酚含量升高，抗氧化活性增强，使得胡麻籽副产品的开发深受关注［8］。胡麻的高附加值使其近年来种植面积不断扩大，但逆境胁迫严重限制胡麻产业的发展。土壤盐碱化是目前世界公认的主要非生物胁迫之一，限制植物生长，对全球生态环境造成严重威胁［9］，也严重制约了胡麻的可持续发展。因此，如何增强胡麻的耐盐性及其保健品、药品的开发利用成为近年的研究热点。

离子辐射诱变育种是一种经济、快速有效的育种方式，与传统育种方法相比，具有快速、突变率高、突变谱宽、后代性状稳定且抗逆性强等优点，目前在植物育种中被广泛应用。其中，60Coγ射线是穿透力强且能量最强的离子辐射，是辐射诱变创制新品种和新种质最常用的方法之一［10］，在亚麻育种中的应用已有不少报道，如应用60Co－γ辐射育成了含油率高、产量稳定、适宜加工的品种内亚六号［11］以及产量高、抗倒伏、抗病能力强的双亚16号［12］和高产的宁亚10号［13］。随着研究的深入，人们发现60Co－γ辐射在增强植物抗逆性方面也有一定的功效。高睿等［14］利用不同剂量60Co－γ辐射乌拉尔甘草种子，发现100 Gy的60Co－γ辐射可以显著促进Na2SO4胁迫下乌拉尔甘草幼苗的生长发育，提高植株渗透调节和抗氧化的能力。李波等［15］研究表明，600 Gy60Co－γ辐射能够促进苜蓿叶片和根中可溶性糖等渗透调节物质的积累，减少膜损伤，提高抗氧化酶活性和活性氧清除能力，维持活性氧代谢平衡，从而提高苜蓿的抗盐性。Qi等［16］研究发现，50 Gy60Co－γ辐射可以减轻拟南芥（Arabidopsis thaliana）盐害程度，提高幼苗耐盐性。

然而60Co－γ辐射在胡麻抗逆性方面的研究却很少，60Co－γ辐射及盐胁迫对胡麻芽苗生物活性物质含量和抗氧化活性的影响还未见报道。胡麻种子较大，种皮较厚，含油量高，对60Co－γ射线有一定的抗性，因此利用60Co－γ辐射胡麻种子往往需要比其他植物更高的剂量。本研究探索了不同剂量的60Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻种子萌发特性和幼苗生长以及渗透调节物质、丙二醛含量、抗氧化酶活性、生物活性物质含量和体外抗氧化活性的影响，以探寻在盐胁迫下能显著促进胡麻种子萌发、提升幼苗抗盐性和提高生物活性物质含量的60Co－γ辐射剂量，为胡麻的辐射诱变育种、品种改良及耐盐性研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料与试剂

供试胡麻品种为陇亚8号，种子由中国农业科学院麻类研究所提供。

试验所用抗氧化酶活性、渗透调节物质含量测定试剂盒购自南京建成生物工程研究所。芦丁（98%）、没食子酸（98%）、抗坏血酸（98%）、福林酚试剂、1，1－二苯基－2－硝基苦肼（DPPH，95%）、2，4，6－三吡啶基三嗪（TPTZ，99%）购自美国Sigma公司。其他试剂均为分析纯，购自上海国药集团化学试剂公司。

1.2 主要仪器与设备

RTOP－1000D智能人工气候箱（浙江托普云农科技股份有限公司），UV－2550紫外分光光度计（日本SHIMADZU公司），雷磁DDS－307电导率仪（上海仪电科学仪器有限公司），凯达TGL18M高速冷冻离心机（湖南凯达科学仪器有限公司），自动酶标仪（美国Varian公司），RE－52旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂），冷冻干燥机（北京博医康实验仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 种子辐照处理 选取籽粒饱满、大小均一的胡麻种子送往山东省农业科学院辐照中心，进行60Co－γ辐射处理，辐射剂量率为10 Gy／min，辐射剂量分别为0、200、600、1000、1500、3000、6000、9000、12000、15000 Gy，共10组，每个剂量辐射60 g种子，重复3次。

1.3.2 室内发芽试验 将经过不同剂量辐射处理的种子用75%乙醇消毒20 min，无菌蒸馏水冲洗5次，然后均匀地摆放于已灭菌的种子萌发袋（180 mm×125 mm）内，每个萌发袋40粒种子。每个剂量辐射处理的种子分为两组，一组为盐胁迫处理组（NaCl），加入100 mmol／L NaCl溶液（1／2 Hoagland营养液配制）30 mL；一组为对照组（CK），加入1／2 Hoagland营养液30 mL。将种子萌发袋置于萌发架上垂直培养，萌发架置于光照培养箱内，培养条件为25℃、光照12 h／d、光照强度为450 lx。每个处理设置3个平行。共进行3次萌发试验。

1.3.3 发芽和生长指标测定 从种子置床之日开始，每隔24 h观察种子萌发情况并统计发芽种子数（以胚根突出种皮1 mm为发芽标准），连续统计7 d。在置床后第8天，从每个萌发袋中随机选取10株幼苗，用游标卡尺测量幼苗的株高和根长。用去离子水冲洗所选幼苗，用吸水纸吸干表面水分；将清洗完毕的幼苗从茎基部剪开，用万分之一分析天平分别称量地上部分（茎基部以上）和根部的鲜质量，然后将其放入55℃烘箱中烘至恒重，称量干质量。按照以下公式计算发芽势、发芽率、发芽指数。每项指标设3次平行。

式中，Gt为累计萌发种子粒数，Dt为相对应的萌发日数；S为平均株高。

1.3.4 生理生化指标的测定 抗氧化酶活性、丙二醛（MDA）及渗透调节物质含量的测定采用试剂盒进行，其中，过氧化物酶（POD）活性采用愈创木酚法测定，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮蓝四唑（NBT）还原法测定，过氧化氢酶（CAT）活性采用过氧化氢分解反应法测定，MDA含量采用硫代巴比妥酸比色法测定，可溶性蛋白（WSP）含量采用考马斯亮蓝法测定，可溶性糖含量采用蒽酮法测定，脯氨酸含量采用酸性茚三酮法测定。具体测定方法参考试剂盒说明书。

1.3.5 生物活性物质含量的测定 样品液制备：将各处理下萌发8 d的胡麻幼苗用去离子水冲洗3遍后冷冻干燥，粉碎；每个样品取0.2 g，在室温下用80%甲醇振摇提取3次，每次2 h，合并3次的提取液并减压干燥。将收集的浓缩液用80%甲醇定容至10 mL，0.22μm滤膜过滤后分装，－20℃保存待测。

总黄酮含量检测：按照文献［17］的方法测定胡麻幼苗的总黄酮含量。以芦丁为对照品，用80%甲醇溶液分别配制成0.010、0.020、0.040、0.060、0.080、0.100 g／L的标准品溶液，同时，用80%甲醇溶液将待测样品配制成干重浓度为25 g／L的溶液。将1 mL对照品或样品溶液加入到5 mL离心管中，再分别加入质量分数5%的NaNO260μL，涡旋混匀后静置6 min，加入10%Al（NO3）360μL，涡旋混匀后静置6 min，再加入4%的NaOH溶液800μL，用80%甲醇稀释至2 mL，摇匀后静置10 min，于510 nm波长下测吸光值，平行测定3次，取平均值。以不同浓度芦丁标准品及对应的吸光度值绘制标准曲线。样品总黄酮含量以芦丁标准品计，结果表示为mg／g。

总多酚含量检测：胡麻幼苗的总多酚含量测定参考文献［8］的方法，并稍加改进。以没食子酸为对照品，用去离子水分别配制成0.050、0.100、0.200、0.300、0.400、0.500 g／L溶液，同时用去离子水将待测样品配制成干重浓度为100 g／L的溶液。于5 mL离心管中分别加入50μL对照品或样品溶液，加入950μL去离子水稀释至1 mL，各管分别加入1 mL福林酚试剂，混匀后静置10 min，然后加入10%Na2CO3溶液2 mL，混匀后25℃遮光反应1 h显色。测定各管765 nm吸光值，每个对照品或样品平行测定3次，取平均值。以不同浓度没食子酸标准品及对应的吸光度值绘制标准曲线。样品总多酚含量以没食子酸标准品计，结果表示为mg／g。

1.3.6 体外抗氧化活性的测定 DPPH自由基清除能力法：采用参考文献［18］中的方法并加以改进。将1，1－二苯基－2－三硝基苯肼（DPPH）用甲醇配制成浓度为0.065 mmol／L的工作液，避光保存，现用现配。吸取20μL甲醇，加入100 μL DPPH工作液混匀，计为A0；吸取20μL待测样品溶液加入100μL DPPH工作液混匀，计为Ai；吸取20μL待测样品溶液加入100μL甲醇混匀，计为Aj。将以上3种溶液避光放置30 min，用自动酶标仪测定其在515 nm波长下的吸光值，每个样品平行测定3次，取平均值。计算公式：DPPH清除率（%）＝［A0－（Ai－Aj）］／A0×100。

铁离子还原／抗氧化能力法（FRAP）：采用参考文献［19］中的方法并加以改进。将100 mmol／L醋酸缓冲液（pH 3.6）、20 mmol／L FeCl3溶液和10 mmol／L 2，4，6－三吡啶基三嗪（TPTZ）溶液（40 mmol／L HCl溶液配置）按照体积比10∶1∶1混匀，即为FRAP工作液，避光保存，现用现配，用前置于37℃水浴锅中预热10 min。以抗坏血酸（VC）为对照品，分别配制成50、100、250、500、750、1000μmol／L的溶液；取10μL样品或对照品溶液加入96孔板中，迅速加入300μL FRAP工作液，37℃下测定各孔593 nm波长下的吸光值，每个对照品或样品平行测定3次，取平均值。以不同浓度抗坏血酸对照品及对应的吸光度值绘制标准曲线。样品的总抗氧化能力以每克样品干质量含微摩尔抗坏血酸计，结果表示为μmol／g。

1.4 数据统计分析

采用Microsoft Word和Excel 2007对试验数据进行处理与作图，采用SPSS 20.0对数据进行统计分析。用单因素试验统计分析方法，对胡麻幼苗不同处理的试验数据进行差异显著性检测（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 60 Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻种子萌发特性的影响

由表1可见，无盐胁迫时辐射剂量小于等于6000 Gy对胡麻种子发芽率没有影响，超过该剂量后，发芽率显著降低。盐胁迫下，与0 Gy相比，200～1500 Gy60Co－γ辐射可显著提高胡麻种子发芽率，提高14.29%～61.90%，1000 Gy时发芽率最高；3000 Gy时发芽率比0 Gy时略有降低，但差异不显著；6000、9000、12000 Gy辐射的发芽率显著下降，降幅可达71.43%～85.71%，15000 Gy下种子不萌发。

表1 60 Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻种子萌发特性的影响

无盐胁迫时，60Co－γ辐射剂量对胡麻种子发芽势的影响与发芽率一致，只有当辐射剂量超过6000 Gy才显著降低胡麻种子发芽势。盐胁迫下，与0 Gy相比，200～3000 Gy60Co－γ辐射均可提高胡麻种子发芽势，增幅18.18%～81.82%，其中600～1500 Gy显著提高，1000 Gy发芽势最高；当辐射剂量达到6000 Gy后，发芽势显著降低，剂量越大下降幅度越大，12000、15000 Gy下种子发芽势为零。

无盐胁迫时，0～6000 Gy60Co－γ辐射胡麻种子发芽指数没有显著差异，辐射剂量达到9000 Gy后，发芽指数显著下降。盐胁迫下，200～3000 Gy60Co－γ辐射时胡麻种子的发芽指数显著高于0 Gy组，提高了27.81%～99.50%，1000 Gy的发芽指数最高；辐射剂量6000、9000、12000 Gy的发芽指数与0 Gy相比分别显著下降了67.83%、79.73%和91.50%，15000 Gy下种子发芽指数为0。

无盐胁迫时，0～1500 Gy60Co－γ辐射的胡麻种子活力指数没有显著差异，辐射剂量达到3000 Gy后，活力指数随剂量增加显著下降，辐射剂量大于等于12000 Gy时，由于种子胚根只能突破种皮，不能继续生长，胚芽不能长出，发芽指数不能统计。盐胁迫下，200～1500 Gy60Co－γ辐射可提高胡麻种子的活力指数32.24%～193.13%，600～1500 Gy辐射下可达显著水平；3000 Gy的活力指数比0 Gy低16.64%，辐射剂量继续增大时，因胡麻种子胚芽不能突破种皮，无法统计发芽指数。

2.2 60 Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗生长指标的影响

由表2可见，无盐胁迫时，1500 Gy以下辐射剂量对胡麻幼苗的株高没有显著影响，超过该剂量后，株高显著降低。盐胁迫下，200～1500 Gy60Co－γ辐射使胡麻幼苗株高增加，与0 Gy相比，提高了5.64%～51.23%，1000 Gy时株高显著增加；3000 Gy时，幼苗株高显著下降，与0 Gy相比降低30.88%；辐射剂量超过3000 Gy幼苗地上部生长受到严重抑制，没有胚芽抽出。

表2 60Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗生长的影响

无盐胁迫时，1000 Gy以下辐射剂量对胡麻幼苗的主根长没有显著影响，超过1000 Gy后，主根长随着剂量的增大显著减小。盐胁迫下，200～1500 Gy60Co－γ辐射使胡麻幼苗主根增长，与0 Gy相比增加了17.56%～114.12%，1000 Gy下增加最多；3000 Gy时，幼苗主根长显著减小，与0 Gy相比降低37.30%；辐射剂量继续增大，幼苗根部受盐胁迫和辐射的严重抑制而无法生长。

无盐胁迫时，胡麻幼苗地上部鲜重在3000 Gy以下辐照时没有显著变化，大于3000 Gy后显著降低。盐胁迫下，胡麻幼苗地上部鲜重在200～1000 Gy辐射下比0 Gy增加了14.04%～34.56%，1000 Gy辐射下增加显著；辐射剂量大于1500 Gy，幼苗地上部鲜重显著降低，辐射剂量达到6000 Gy后幼苗无法生长。

随着辐射剂量的增加，胡麻幼苗根系鲜重呈现先升高后降低的变化趋势。在无盐胁迫时，根系鲜重在辐射剂量低于3000 Gy时没有显著变化，但达到3000 Gy即显著降低。在盐胁迫下，胡麻幼苗根系鲜重在200～1000 Gy辐射下比0 Gy增加了13.38%～41.87%，600 Gy和1000 Gy增加显著；辐射剂量大于1500 Gy后，幼苗根系鲜重显著低于0 Gy；达到6000 Gy及以上幼苗根系无法生长。

2.3 60 Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗抗氧化酶活性的影响

2.3.1 对SOD活性的影响 如图1A所示，正常培养条件下，1500 Gy及以下60Co－γ辐射对胡麻幼苗叶片SOD活性没有显著影响，3000 Gy及以上显著降低叶片SOD活性，且辐射剂量越高活性越低。盐胁迫下，辐射剂量低于1000 Gy使叶片SOD活性升高，200、600、1000 Gy辐射分别比0 Gy增加0.59%、7.18%和14.36%，1000 Gy时增加显著；辐射剂量1500、3000 Gy时SOD活性分别降低2.74%和33.93%，3000 Gy时下降显著。

2.3.2 对POD活性的影响 如图1B所示，胡麻幼苗叶片POD活性随着60Co－γ辐射剂量增大表现出先升高后降低的变化趋势，均在1000 Gy时达到最大值。无盐胁迫时，3000 Gy以下60Co－γ辐射对POD活性没有显著影响，但超过3000 Gy则显著降低叶片POD活性。在盐胁迫下，与未辐射组相比，叶片POD活性在1000 Gy以下分别升高11.91%、26.01%和52.89%，600和1000 Gy组达到显著差异；1500 Gy以上辐射组POD活性显著性低于未辐射组，1500和3000 Gy辐射组分别降低21.98%和62.99%。

2.3.3 对CAT活性的影响 如图1C所示，胡麻幼苗叶片CAT活性随着60Co－γ辐射剂量增大呈现出上升－下降趋势，均在1000 Gy辐射时达到最高。在无盐胁迫时，CAT活性在3000 Gy及以下较未辐射组没有显著性变化，6000和9000 Gy60Co－γ辐射时CAT活性下降显著。在盐胁迫下，与0 Gy辐射相比，200～1000 Gy辐射提高胡麻幼苗叶片CAT活性3.88%～27.54%，1000 Gy时差异达显著水平；辐射剂量1500、3000 Gy时，CAT活性分别下降0.99%和75.92%，3000 Gy时下降显著。

图1 60Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗叶片 抗氧化酶活性的影响

2.4 60Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗MDA含量的影响

由图2可知，随着60Co－γ辐射剂量的增大，胡麻叶片MDA含量先下降后上升，1000 Gy时含量最低，之后随辐射剂量增加逐渐升高。正常培养条件下，1000 Gy时的MDA含量与0 Gy时相比降低显著，6000、9000 Gy时升高显著，其他剂量间没有显著差异。盐胁迫下，1000 Gy及以下剂量间MDA含量差异不显著，比0 Gy时降低15.66%～35.65%；1500、3000 Gy时MDA含量显著升高，分别比0 Gy时高0.94倍和1.84倍。

图2 60Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗叶片 MDA含量的影响

2.5 60 Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗渗透调节物质含量的影响

2.5.1 对脯氨酸含量的影响 由图3A可知，胡麻幼苗叶片脯氨酸含量随辐射剂量增大先增加后下降，在1000 Gy时达到峰值。无盐胁迫时，1000 Gy及以下辐射剂量间差异不显著，超过1000 Gy后脯氨酸含量显著下降，剂量越大下降越多。在盐胁迫下，与0 Gy相比，仅1000 Gy时脯氨酸含量显著升高，增幅22.87%；超过1000 Gy后，脯氨酸含量下降，3000 Gy时显著下降，降幅为27.62%。

2.5.2 对可溶性蛋白含量的影响 由图3B可知，胡麻幼苗叶片可溶性蛋白含量在0～1000 Gy不断增加，之后逐渐减少。无盐胁迫时，0～1500 Gy各剂量间没有显著差异，6000～9000 Gy显著降低。盐胁迫下，与0 Gy相比，200～1000 Gy辐射胡麻幼苗叶片可溶性蛋白含量增加2.67%～23.29%，600、1000 Gy时增加显著；剂量继续增加，可溶性蛋白含量显著下降，1500、3000 Gy分别下降15.81%和53.66%。

2.5.3 对可溶性糖含量的影响 由图3C可知，胡麻幼苗叶片可溶性糖含量随辐射剂量增加的变化趋势与脯氨酸和可溶性蛋白一样，也在1000 Gy时最高，与0 Gy相比，无盐胁迫时提高10.91%，但未达显著差异，在NaCl胁迫下提高21.22%，差异显著。辐照剂量达到3000 Gy后，可溶性糖含量显著下降。

图3 60 Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗叶片 渗透调节物质含量的影响

2.6 60 Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗生物活性物质含量的影响

2.6.1 对总黄酮含量的影响 由图4A可见，胡麻幼苗总黄酮含量随辐射剂量的增大先升高后降低，均在600 Gy剂量下达到最高值。与CK相比，未辐射组胡麻幼苗总黄酮含量在NaCl胁迫下升高了18.06%，说明盐胁迫可促进胡麻幼苗总黄酮的积累。在NaCl胁迫下，200、600 Gy辐射使胡麻幼苗总黄酮含量提高了9.59%和23.71%，600 Gy时显著提高。辐射剂量在1000、1500、3000 Gy时，总黄酮含量分别下降5.72%、23.48%和48.83%，1500、3000 Gy时下降显著。

2.6.2 对总多酚含量的影响 由图4B可见，胡麻幼苗总多酚含量随辐射剂量的变化呈现出与总黄酮一样的变化趋势，也均在600 Gy达到最高值，在盐胁迫下与0 Gy时差异显著。辐射剂量超过600 Gy后，总多酚含量逐渐下降，无盐胁迫时6000～9000 Gy辐射剂量下显著降低，盐胁迫时1500 Gy及以上时下降显著。未辐射条件下，盐胁迫幼苗的总多酚含量比无盐胁迫的升高了26.23%，表明盐胁迫可提高胡麻幼苗总多酚含量。盐胁迫下，辐射剂量1000～3000 Gy时总多酚含量下降了1.77%～42.13%，1500、3000 Gy时差异显著。

图4 60 Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗 生物活性物质含量的影响

2.7 60 Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗体外抗氧化活性的影响

2.7.1 对DPPH清除率的影响 如图5A所示，胡麻幼苗DPPH清除率随辐射剂量增大先升高后下降，600 Gy时DPPH清除率最高。无盐胁迫时，0～600 Gy辐射对DPPH清除率没有显著影响，当辐射剂量超过1500 Gy后显著下降。盐胁迫条件下，0 Gy处理的DPPH清除率比无盐胁迫的增加20.35%；200、600 Gy剂量下DPPH清除率比0 Gy分别增加17.35%和27.47%，均达到显著差异；1000 Gy及以上时，DPPH清除率下降6.03%～37.56%，1500 Gy和3000 Gy时达到显著差异。

2.7.2 对FRAP的影响 如图5B所示，随着60Co－γ辐射剂量的增大，胡麻幼苗FRAP值也呈先上升后下降的变化趋势，600 Gy时达到峰值。无盐胁迫时，1500～9000 Gy辐射时FRAP值下降显著，其他剂量处理间差异不显著。盐胁迫条件下，未辐射组的FRAP值比无盐胁迫时提高14.21%；与0 Gy相比，600 Gy时FRAP值显著增加了24.59%，而1500、3000 Gy时FRAP值显著下降，降幅为22.88%和89.18%。

图5 60 Co－γ辐射对盐胁迫下胡麻幼苗 体外抗氧化活性的影响

3 讨论

3.1 适当剂量60 Co－γ辐射促进盐胁迫下胡麻种子萌发和幼苗生长

植物种子萌发和幼苗生长期是对逆境胁迫最敏感的时期。种子能够在逆境条件下发芽是植物在胁迫条件下生长发育的前提，因此，逆境胁迫条件下种子发芽指标也是评价植物抗逆性的重要指标［20］。研究表明，盐胁迫下一定剂量的60Co－γ辐射可促进海滨锦葵种子萌发，而高剂量辐射往往会因破坏种胚而抑制种子萌发［21］。本研究结果也表明，1000 Gy及以下剂量60Co－γ辐射可促进100 mmol／L NaCl胁迫下胡麻种子萌发，提高发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数，1000 Gy时促进作用最显著，说明该剂量是促进NaCl胁迫下胡麻种子萌发的最佳剂量。类似结果也已经在藜麦［22］、胡杨［23］等植物中得到证实。分析其原因，一方面可能是适宜剂量的辐射处理刺激了种子内部生物自由基或激发了相关酶的活性，提高了种子的新陈代谢水平，从而促进种子萌发［24］；另一方面，一定剂量的γ射线辐照可能会使萌发中的种子加大对氧气的吸收量，刺激种子内部产生有机或无机过氧自由基，可打破种子休眠，激发相关RNA或蛋白质合成，从而使种子萌发率得以提高，而高剂量的辐射则造成种子损伤而抑制萌发［25］。

本研究中，1000 Gy及以下剂量的60Co－γ辐射可以促进胡麻幼苗生长，提高幼苗的株高、主根长、地上部和根部鲜重。原因一方面可能是低剂量的60Co－γ辐射可刺激幼苗体内产生生长素，从而刺激生长［26］；另一方面可能是种子时期接受的γ射线刺激了幼苗生长过程中核酸物质和可溶性蛋白的合成［27，28］。本研究还发现，9000 Gy以上60Co－γ辐射过的种子在正常生长条件下可以萌发，但往往难以长大存活，不能成苗，说明高剂量辐射处理严重破坏了种子的生长点，抑制了种胚分生细胞的有丝分裂活动［29］。在100 mmol／L NaCl胁迫下，6000 Gy60Co－γ辐射的种子不能成苗，说明盐胁迫和高剂量辐射的双重胁迫加剧了种子的损伤。

植物种子的抗辐射能力与其大小、种皮厚度、结构、含水率、内部物质（酚类化合物、纤维素等）有关，胡麻种子较大，种皮厚，且含有亚麻籽油、果胶、亚麻胶等抗辐射物质，因此胡麻种子对60Coγ辐射并不敏感，促进其种子萌发和幼苗生长的最佳剂量与其他植物相比偏大，但与同是油料作物的油菜［30］相似。

3.2 适当剂量60Co－γ辐射调节盐胁迫下胡麻抗氧化酶活性

在逆境胁迫下，植物细胞内产生和清除活性氧的平衡会被打破，积累大量活性氧自由基等过氧化产物。为了适应逆境环境，保护自身避免活性氧伤害，植物会利用体内SOD、CAT、POD等抗氧化酶清除过多的活性氧，以此来维持细胞内活性氧平衡。SOD将植物细胞中的活性氧转化成H2O2，POD、CAT则进一步将H2O2转化为H2O和O2，三者协同配合以清除植物体内多余的活性氧［31］。本试验结果表明，在100 mmol／L NaCl胁迫下，胡麻幼苗叶片中SOD、CAT、POD活性升高，说明盐胁迫下胡麻幼苗通过提高细胞内SOD、CAT、POD活性来清除过多的活性氧和过氧化产物，以减轻盐害，这与余明龙等［32］在大豆上的研究结果一致。在100 mmol／L NaCl胁迫下，1000 Gy及以下剂量60Co－γ辐射可提高胡麻幼苗叶片SOD、CAT、POD活性，剂量大于1500 Gy时酶活性下降，说明一定剂量的60Co－γ辐射可通过提高抗氧化酶活性来增强胡麻抗盐性。分析原因可能是适宜的60Co－γ辐射可使植物细胞内ATP含量提高，从而调节抗氧化酶mRNA的数量，最终提高酶的数量，而高剂量辐射会打破ATP的传导途径，最终影响酶的活性［33］；另一方面，低剂量的60Co－γ辐射可上调编码抗氧化酶基因的表达［34］。

3.3 适当剂量60Co－γ辐射抑制盐胁迫下胡麻幼苗的MDA积累

MDA是膜脂过氧化的产物，具有较强的细胞毒性，其含量反映植物膜脂过氧化程度及植物遭受逆境伤害的程度，含量越高膜脂过氧化程度越大，是公认的衡量质膜损伤程度的指标，反映了植物的抗氧化能力和抗逆性［35］。在本研究中，正常培养条件下1500 Gy及以下剂量使胡麻幼苗叶片MDA含量下降，说明60Co－γ辐射可减轻胡麻幼苗膜脂过氧化，剂量达到3000 Gy时，MDA含量上升，说明高剂量的60Co－γ辐射可加速膜脂过氧化，这与在谷稗［33］、柠檬［36］上的研究结果一致。盐胁迫下胡麻幼苗叶片MDA含量升高，说明盐胁迫会在一定程度上破坏胡麻幼苗细胞膜结构和功能；盐胁迫下1500 Gy以下60Co－γ辐射可降低胡麻幼苗叶片MDA含量，说明一定剂量的60Co－γ辐射可保护细胞膜的稳定性，缓解盐胁迫对细胞膜的伤害，而高剂量的60Co－γ辐射则加剧了细胞膜的损伤，这与Qi等［16］对拟南芥的研究结果一致，原因可能是60Co－γ辐射刺激了膜脂过氧化过程中某些基因的表达。

3.4 适当剂量60Co－γ辐射增加盐胁迫下胡麻幼苗渗透调节物质含量

当逆境胁迫发生时，植物细胞会通过主动积累可溶性蛋白、可溶性糖、脯氨酸等渗透调节物质来调节细胞质的渗透势，以此保持细胞内部生物膜结构的完整性和蛋白质系统的稳定性［37］。本试验中，盐胁迫下胡麻幼苗叶片脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量升高，说明胡麻在盐胁迫下通过积累大量的渗透调节物质来抵御盐胁迫给细胞带来的渗透胁迫，维持水分平衡，这与大豆［38］在盐胁迫下的反应一致。盐胁迫下一定剂量的60Coγ辐射可显著提高胡麻幼苗叶片脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖等渗透调节物质的含量，而高剂量辐射使脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖含量下降，表明适宜剂量的60Co－γ辐射可使胡麻幼苗积累大量的渗透调节物质来抵御盐胁迫造成的渗透胁迫，从而提高耐盐性。盐胁迫下高剂量60Co－γ辐射会破环胡麻幼苗细胞膜透性，使细胞膜透性增大，渗透调节物质含量下降。这一结果与在大豆［39，40］、无芒雀麦［41］上的结果类似。

3.5 适当剂量60 Co－γ辐射提高盐胁迫下胡麻幼苗生物活性物质含量和体外抗氧化能力

酚类物质具有抗氧化、抗诱变、抗病毒等作用，可预防动脉硬化、冠心病［42］；黄酮类物质能有效清除人体内氧自由基，具有抗衰老、改善心脑血管疾病、促进伤口愈合等作用［43］。DPPH自由基清除能力法和铁离子还原／抗氧化能力法（FRAP）是常用的测定植物活性成分体外抗氧化活性的方法，具有操作简单、灵敏度高、重复性好等优点［44］。以往研究表明，胡麻芽期总黄酮、总多酚类物质含量及抗氧化活性比种子时期高［8］，但目前对胡麻芽苗生物活性物质的研究尚处于起步阶段。随着人们保健意识的增强，胡麻的开发利用已不仅仅局限于胡麻籽，胡麻芽苗保健品和药品的开发同样具有广阔前景。盐胁迫和60Coγ辐射对植物生物活性物质含量和体外抗氧化活性的研究尚少，对胡麻芽苗生物活性物质和抗氧化活性的影响还未见报道。本试验发现，100 mmol／L NaCl胁迫使胡麻幼苗总多酚、总黄酮含量增加，并提升体外抗氧化能力；低剂量（600 Gy）60Co－γ辐射可进一步提高胡麻幼苗总多酚、总黄酮含量和体外抗氧化活性，但高剂量辐射却使总多酚、总黄酮含量和体外抗氧化活性显著下降。这是因为在60Co－γ辐射、NaCl胁迫的逆境条件下，胡麻通过积累黄酮类、酚类物质来抵御逆境伤害，维持自身生长，但辐射剂量超过一定阈值则严重扰乱了胡麻体内生物活性物质的合成和代谢过程。这与UV－B照射对番茄［45］、紫花苜蓿［43］影响的研究结果类似。

4 结论

本试验研究了不同剂量60Co－γ辐射对100 mmol／L NaCl胁迫下胡麻种子萌发及幼苗生长、抗氧化生理特性、生物活性物质含量及体外抗氧化活性的影响，认为一定剂量的60Co－γ辐射可促进盐胁迫下胡麻种子萌发和幼苗生长，通过提高叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量，降低MDA含量来增强胡麻抗盐性，以1000 Gy60Coγ辐射的种子抗盐性最强。一定剂量的60Co－γ辐射可显著增加盐胁迫中胡麻芽苗中总黄酮、总多酚等生物活性物质含量及体外抗氧化活性，其中以600 Gy60Co－γ辐射最佳。

本研究仅测定了生理生化指标，并未在分子生物学层面上进行更深入的探究。深入探究盐胁迫下不同剂量60Co－γ辐射对胡麻基因表达调控的影响，揭示60Co－γ辐射增强胡麻抗盐性和增加生物活性物质含量的分子机制是我们下一步的研究目标，以期从生理和分子调控联合机制开展60Co－γ辐射提高胡麻抗盐性和品质的研究。