60Co-γ射线对重瓣大岩桐组培苗移栽成活和生长的影响

闫海霞， 王晓国， 黄昌艳， 邓杰玲， 何荆洲， 卜朝阳

(广西壮族自治区农业科学院花卉研究所，广西南宁 530007)

重瓣大岩桐(Sinningiaspeciosa)为苦苣苔科的多年生球根花卉，分类上起初归属为苦苣苔属，之后又将其归属为岩桐属，别称落雪泥、巴西芙蓉等，原产于巴西。在我国引种大岩桐的工作始于20世纪30年代，至90年代仅有少量生产。近年来，重瓣大岩桐因其花大、色泽艳丽、色彩丰富而成为花卉市场的新宠。此外，重瓣大岩桐整株花期长，1年连续多次开花，性喜温湿，耐阴，是不可多得的室内花卉。目前，有关重瓣大岩桐的研究主要集中在栽培养护、繁殖以及遗产转化等方面，在育种方面也有少量报道。重瓣大岩桐在我国的育种工作起步较晚，主要采取传统的杂交育种、诱变育种[1]、转基因育种[2]，而关于辐射的研究尚未见报道。辐射育种中常用60Co-γ射线作为辐射诱变源，是一种有效的品种培育与改良手段，已被广泛应用于木本植物如猕猴桃[3]、油茶[4]、香梨[5-6]、苹果[7]以及草本植物西瓜[8]、菊苣[9]、马铃薯[10]、蓖麻[11]等多种植物。近年来，辐射育种在观赏植物的应用上也逐渐增多，月季[12-13]、菊花[14]、海棠[15]、桂花[16-17]的辐射育种研究已有相关报道，但重瓣大岩桐的辐射育种研究尚未开展。本试验以4种重瓣大岩桐组培生根苗为材料，以60Co-γ射线为辐射源，进行了不同辐射剂量的处理，统计其死亡率以及植株生长情况，分析品种间对辐射的敏感性，明确辐射剂量与重瓣大岩桐死亡率之间的关系，计算出其半致死剂量，为重瓣大岩桐育种提供参考依据。

1 材料和与方法

1.1 供试材料

重瓣大岩桐组培苗，花色分别为粉色(P)、玫瑰红具白边(W)、深红色(RD)、紫色具白边(V)，由广西壮族自治区农业科学院花卉研究所提供。

1.2 试验方法

1.2.1 组培苗的辐射处理 选择高度为5 cm、叶片4张以上的重瓣大岩桐生根组培苗，辐射源为60Co-γ射线，辐射剂量为0、15、30、45、60 Gy(记为处理1、2、3、4、5)，每个梯度辐射植株为72株，重复3次。经辐射处理后的组培苗在室温中 2～3 d 后除去瓶盖，加入少量水将培养基软化后取出，冼净基部培养基，用50%多菌灵可湿性粉剂的800～1 000倍液浸泡10 min，移栽到基质上，浇透定根水，30 d后统计成活率，并比较辐射剂量对各品种成活的影响：

成活率=成活植株数/辐射植株数×100%；

死亡率=死亡植株数/辐射植株数×100%。

1.2.2 半致死剂量的计算 以死亡率作为衡量辐射损伤效应的重要指标，以不同辐射量x为自变量，不同辐射剂量下的死亡率y为因变量，利用统计软件SPSS 19.0得出直线回归方程y=a+bx来计算不同品种的重瓣大岩桐的半致死剂量。

1.2.3 生长情况 每隔7 d对辐照的重瓣大岩的组培苗桐生长情况进行观察，连续观察45 d并统计生长性状：茎干高、花梗高、叶片数、分枝数、花梗数，分析各品种不同处理间的差异。

茎干高指基质面(或土壤表面)至植株茎干顶端的最大距离；花梗高指植株花梗的最大高度；叶片数是整个植株的所有叶片的总和；分枝数指从球茎生长出来的茎干的总和；花梗数指整个植株的所有花梗的总和。

1.3 统计分析

数据用统计软件SPSS 19.0进行差异性分析，并用Duncan’s新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同辐射剂量对重瓣大岩桐成活的影响

研究发现，随着辐射剂量的增加，粉色重瓣大岩桐成活率逐渐降低，其中处理1的成活率显著高于处理5，处理2、3、4的成活率无显著差异。相反地，死亡率随着辐射剂量的增加在逐渐增大，处理5的死亡率最高，为57.41%(表1)。深红色重瓣大岩桐的成活率随辐射剂量的升高而降低，辐照处理的成活率显著低于对照，辐射剂量为60 Gy时成活率最低。相反地，死亡率的变化与辐射剂量呈正相关，辐射剂量为 60 Gy 时的死亡率高达93.98%(表2)。在玫瑰红具白边重瓣大岩桐中，低辐射剂量的成活率与对照的成活率无显著差异，而对照的死亡率与不同处理间均存在显著差异。当辐射剂量≥45 Gy时，成活率显著降低(表3)。紫色具白边重瓣大岩桐的对照和剂量为15 Gy的成活率、死亡率存在显著差异，且成活率显著高于其他辐射剂量，死亡率显著低于其他辐射剂量。当辐射剂量在30～60 Gy时，成活率、死亡率无显著差异(表4)。

由上述分析可知，不同品种对辐射剂量的敏感程度不同，粉红色和玫瑰红具白边的品种对辐射的敏感性较差，而深红色以及紫色具白边品种对辐射的敏感性较强，即粉红色和玫瑰红具白边的品种经过辐射后，成活率普遍较高，而深红色以及紫色具白边品种经过辐射后，成活率普遍较低。此外，随着辐射剂量的增加，4个品种的成活率均呈下降的趋势，且成活与辐射剂量呈负相关，死亡率则与辐射剂量呈正相关。随着辐射剂量的增加，植株出现死亡的时间较早。综上可知，重瓣大岩桐的死亡率与和辐射剂量之间表现显著的正相关性。

表1 不同辐射剂量对粉色重瓣大岩桐成活的影响

注：同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。下表同。

表2 不同辐射剂量对深红色重瓣大岩桐成活的影响

表3 不同辐射剂量对玫瑰红具白边重瓣大岩桐成活的影响

表4 不同辐射剂量对紫色具白边重瓣大岩桐成活的影响

2.2 重瓣大岩桐半致死剂量的确定

对粉花重瓣大岩桐的辐射剂量与死亡率(表1)进行简单线性回归分析可知：粉色重瓣大岩桐的直线回归方程为y(死亡率)=13.426+0.806x1(辐射剂量)，从直线回归方程中可以求得，当y1=50(即死亡率为50%)时，x1=45.377，即粉色重瓣大岩桐组培苗的半致死剂量LD50=45.377，约为45 Gy。从结果可以看出，死亡率和辐照剂量之间呈显著的正相关性。

采用上述同样的分析方法可得，深红色重瓣大岩桐的直线回归方程为y2=24.630+1.333x2，半致死剂量LD50=19.031，约为19 Gy；玫瑰红具白边重瓣大岩桐的直线回归方程为y3=8.148+0.568x3，半致死剂量LD50=73.68，约为 74 Gy；紫色具白边重瓣大岩桐的直线回归方程为y4=39.537+1.111x4，半致死剂量LD50=9.417，约为9 Gy。

2.3 不同辐射剂量对组培苗生长的影响

研究发现，粉色重瓣大岩桐组培苗干高、花梗高、花梗数随着辐射剂量的增加呈下降的趋势；叶片数在低剂量时无显著变化，在高剂量时存在显著差异；植株的分枝数差异不明显。由此可见，60Co-γ 对粉色重瓣大岩桐的干高、花梗高、花梗数具有抑制作用(表5)。

深红色重瓣大岩桐组培苗对照的干高、叶片数和其他辐射处理间的干高、叶片数存在显著差异，而花梗高、分枝数、花梗数在低剂量时与对照无显著差异，当剂量高于45 Gy时，花梗高以及花梗数显著低于对照(表6)。由此表明，不同辐射剂量对深红色重瓣大岩桐的干高、叶片数有显著的抑制作用，高剂量对花梗高以及花梗数无显著的抑制作用。

不同辐射剂量对玫瑰红具白边重瓣大岩桐的干高、花梗高、分枝数无显著影响，但对叶片数、花梗数的影响略有差异。辐射剂量为30 Gy处理的叶片数显著少于高剂量的辐射处理；经过辐射处理后，花梗数显著减少(表7)。由上可知，不同辐射剂量对玫瑰红具白边重瓣大岩桐的干高、花梗高、叶片数、分枝无显著的抑制作用，但对花梗数则有显著的减少作用。

不同辐射剂量的紫色具白边重瓣大岩桐干高、花梗高、分枝数、花梗数均无显著差异，仅叶片数略有差异，低剂量与对照无显著差异，当剂量≥45 Gy时，叶片数显著减少(表8)。由此可见，不同辐射剂量对紫色具白边重瓣大岩桐生长的抑制作用不明显，但高剂量能显著减少叶片数。

表5 不同辐射剂量对粉色重瓣大岩桐组培苗生长的影响

表6 不同辐射剂量对深红色重瓣大岩桐组培苗生长的影响

表7 不同辐射剂量对玫瑰红具白边重瓣大岩桐组培苗生长的影响

表8 不同辐射剂量对紫色具白边重瓣大岩桐组培苗生长的影响

通过上述的分析可知，辐射处理对植株的生长具有一定的抑制作用，抑制作用因品种、性状不同而异。

3 讨论与结论

植株经过辐照后会表现出一定的损伤效应，重瓣大岩桐在经过辐射处理后，初期并未表现出明显的叶片枯萎、茎尖坏死、叶片掉落或黄化、死亡，这可能与辐射剂量的大小有关。因为辐照剂量越大，组培苗的损伤效应表现得越早，植株在较短时间内会出现叶片掉落或死亡；辐照剂量越小，组培苗的损伤效应潜伏期长，射线对植株的损伤随着时间的推移逐渐表现出来[12]。

60Co-γ 辐照黑莓组培苗后，其存活率与辐照剂量之间均表现出极显著的负相关性，且黄化、玻璃化、畸形、生长迟缓以及死亡等现象随着辐照剂量的增大发生越频繁[18]；60Co-γ 射线辐射观赏海棠的组培苗后，随着辐射剂量的增加，组培苗的死亡率显著上升[19]。在本试验中，随着辐射剂量的增加，成活率逐渐降低，死亡率逐渐升高，这表明成活率与辐射剂量呈负相关，而死亡率与辐射剂量呈正相关，这与前人研究的结果是一致的。

植株辐射后，由于品种不同，其半致死剂量也有所不同，这是由植物遗传背景的差异造成，即基因型决定的。如采用不同辐照剂量的60Co-γ射线处理3个不同品种的石斛兰品种幼苗，结果显示半致死剂量品种间存在差异[20]；柳觐等对不同品种澳洲坚果进行高剂量60Co-γ射线辐照发现，不同品种的致死剂量和半致死剂量有较大差异[21]。本试验中玫瑰红具白边品种半致死剂量最高，其次为粉红色品种，再次是深红色品种，紫色具白边品种的半致死剂量最低，为9 Gy。这表明玫瑰红具白边品种和粉色品种对60Co-γ射线敏感性较差，而深红色以及紫色具白边品种对辐射的敏感性较强。

本试验通过对各品种的生长情况进行方差分析可知，60Co-γ 射线对重瓣大岩桐的生长具有一定的抑制作用，但抑制作用因品种、性状不同而异。这和前人的观点是一致的：如不同辐照剂量对石斛兰的株高、假鳞茎长、叶片长均有抑制作用，其中30、40 Gy的辐照剂量作用明显[20]；3种变色叶类观赏海棠辐射处理后，其新梢生长速率、新梢长度、枝条粗度、节间长度显著减小，叶面积、花瓣面积、叶片厚度显著降低[22]；观赏海棠组培苗辐射后，其增殖率、生根率、平均根长、苗高均明显下降，同时出现叶变小、增厚，节间和根系变短、变粗，顶端生长势减弱[19]；紫薇种子辐射后，幼苗的根长、株高等都受到了抑制[23]。百合种球经辐照后，植株成活率、株高、叶片数、花蕾数、开花株率、花径随着剂量的增加相应减小[24]。通常来说，60Co-γ射线对植株的生长具有抑制或者促进作用。多数物种对60Co-γ射线的反应是抑制作用，但也有一些物种在辐照后表现出促进作用，这种促进作用限于低剂量的辐射处理。如在蜡梅的辐射中，低剂量对幼苗根的生长具有促进作用，而高剂量则会导致真叶的抽出及生长[25]；80、160 Gy的剂量可提高万寿菊发芽率，而20、320 Gy的剂量则会抑制芽和根的生长，且所有剂量的辐射处理幼苗及成苗的高度均低于对照，花径也有所减小[26]。因此，60Co-γ 射线对植株的生长产生的作用因物种、品种、性状的不同而不同。