Co60—γ射线辐照对工业大麻种子萌发及幼苗生长的影响

姜颖+孙宇峰+潘冬梅+王晓楠++韩承伟++曹焜++韩喜财

摘 要：为开拓一种快速、简捷的方法进行种质资源改良、创新，本试验采用物理诱变Co60-γ射线辐照进行工业大麻种质资源创新。用γ射线0Gy、50Gy、100Gy、150Gy、200Gy辐照6个不同品种工业大麻的干种子，对辐照后的种子萌发、幼苗生长情况进行了观测。结果表明：大麻种子的筛选剂量在100Gy-200Gy之间，大部分品种在150Gy-200Gy之间。本研究确定适宜的筛选剂量范围，为创新种质资源提供基础。

关键词：工业大麻；Co60-γ射线；种子萌发；幼苗生长

中图分类号：S335.2+1 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20170832003

工业大麻用途广泛，可从农业种植延伸到纺织、服装、造纸、军需、化工、新型建材、生物能源、食品保健、医药、饲料等十几个产业链，麻皮可剥制成纤维织布、造纸、制作绳索，种子可以食用、榨油，花、叶可入药，茎秆可用于制造密度板等新型复合材料，因此大麻及其大麻制品曾一度被广泛的应用于人们生活及工、农业生产中[1-8]。现今，工业大麻产业发展壮大的技术瓶颈是推广种植低毒（THC）、高纤、优质、高产、高抗新品种。因此，开拓一种快速、简捷的方法进行种质资源改良、创新，在工业大麻育种上有着十分重要的意义。Co60-γ射线诱变已成为培育植物新品种的重要手段之一。

通过Co60-γ射线辐射，中国已在许多作物及观赏植物上创造形态和生理上的变异，并培育出了众多品种。付彦荣等用Co60-γ射线辐射五叶地锦已解除休眠的湿种子，并对辐射后的种子发芽、幼苗早期发育、M1植株生长、形态变异等进行观测，确定种子辐射剂量[9]。吴世长等利用不同剂量的Co60-γ射线对黑稻进行辐射，进行M1代进行性状分析[10]。胡丽采用Co60-γ射线对4个苦荞麦品种的种子进行辐照处理，分析M1代株高、茎粗、单株粒重等性状[11]。陈诗林等以不同剂量的Co60-γ射线对3种国兰成熟植株进行辐照，并观测各处理植株的新长幼芽、假鳞茎、花期、植株形态等[12]。本试验利用Co60-γ射线不同辐照剂量辐照处理6个不同品种工业大麻的干种子，对辐照后的种子萌发、幼苗生长情况进行了观测，确定适宜的筛选剂量范围，为创新种质资源提供基础。

1 材料与方法

1.1 辐照地点

供试材料为工业大麻干种子，辐射于2017年在黑龙江省科学院技术物理研究所进行。辐射源为Co60-γ射线。

1.2 试验地点

试验于2017年在黑龙江省大庆市春雷农场温室进行。

1.3 试验材料

诱变基础材料“五常40”、“农安2”及“火麻一号”是由黑龙江省科学院大庆分院提供，其中“火麻一号”是由黑龙江省科学院大庆分院选育出的新品种；“格里昂”、“格里西亚”和“金刀15”是在乌克兰引进来的，并且均是在试验区种植性状表现良好的品种。

1.4 试验方法

1.4.1 种子辐照

2017年4月由Co60-γ射线进行工业大麻干种子处理，共设5个剂量，分别为：0Gy，50Gy，100Gy，150Gy，200Gy，剂量率为0.10Gy/min。

1.4.2 死苗率与M1植株生长观测

处理后的种子直接播种于温室，做种子死苗数和幼苗早期生长情况的观测。播种深度5～7cm，播种后第32天观测死苗数，2个月内分不同时期调查植株高度。

1.4.3 死苗数指标测定与数据处理

死苗率（%）=死苗数/出苗数×100%

2 结果与分析

2.1 Co60-γ射线对工业大麻种子萌发的影响

辐照后的种子于4月22日播种，4月29日—5月3日为出苗期。辐射后，工业大麻种子发芽受到一定程度抑制。50Gy γ射线辐射后，种子发芽率与对照较为接近。100Gy以上的γ射线辐照后，种子发芽率明显降低，不同品种种子的发芽率也有所不同，根据种子死苗率的情况观察，种子发芽受到中等程度抑制的情况表现为：五常40抗性较差，筛选剂量约在100Gy；农安2，筛选剂量约为150Gy；火麻一号，筛选剂量约为150Gy；格里昂，筛选剂量约为150Gy；格里西亚，筛选剂量约为150Gy-200Gy；金刀15抗性较强，筛选剂量约150Gy-200Gy。根据种子出苗期可以看出，γ射线辐射延缓了种子发芽，这种延缓效应随辐射剂量增大而增大，种子受到γ射线辐射后，辐射效应会在田间出苗上表现出来。

可见，工业大麻种子 Co60-γ射线的辐照剂量应集中在100Gy-200Gy之间进行筛选，不同品种的工业大麻种子对Co60-γ射线的敏感性不同，针对不同品种还要进行单一精确的试验。

2.2 Co60-γ射线对工业大麻植株生长情况的影响

经Co60-γ射线辐射后，植株生长受到了不同程度抑制，随辐射剂量增加，抑制作用加强。而在5月16—24日是生长势最快的一个阶段。各个材料的株高随着处理剂量的增加而较低，五常40在100Gy株高就呈现明显下降；农安2在150Gy-200Gy之间株高呈现明显下降；火麻一号在150Gy株高也呈现明显下降；格里昂在150Gy株高呈现明显下降；格里西亚，在200Gy株高呈现明显下降，其筛选剂量也约为150Gy-200Gy；金刀15，在200Gy株高呈现明显下降。笔者认为，株高的表现在一定程度也会显示该品种辐照剂量的一个范围。

3 结论与讨论

采用物理诱变Co60-γ射线产生突变体是创造新种质的有效途径之一。 Co60的获得，是将同位素Co59，在原子反应堆里的中子流冲击下，激发形成不稳定的同位素即Co60，释放γ射线。在辐射育种中，适宜辐射剂量的选择是诱变成功的前提[13]。實践中多以半致死剂量作为判断植物种子辐射适宜剂量的指标[10]。种子发芽率、苗高、根系、鲜重等指标也常作为确定适宜辐射剂量的指标[14]。试验分别考查了γ射线辐射后，大麻种子萌发、田间出苗、幼苗生长情况的影响。根据半致死剂量和苗高结果得出结论，大麻种子的筛选剂量在100～200Gy之间，大部分品种在150～200Gy之间。不同品种的工业大麻种子对Co60-γ射线的敏感性不同，针对不同品种还要进行单一精确的试验。endprint

参考文献

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作者简介：姜颖（1986-），女，吉林通化人，助理研究员，研究方向作物遗传育种。endprint