60Co-γ射线对茉莉花插穗的辐照效应研究

李春牛,李先民,黄展文,卢家仕,卜朝阳

(广西农业科学院 花卉研究所，广西 南宁 530007)

茉莉花[Jasminumsambac(L.)Ait]为木犀科素馨属常绿直立或攀援状灌木。茉莉花早在汉代就已从亚洲西南部传入我国，现在我国广西、四川、福建、云南等地广泛种植。因其花多期长、香气清香而持久、浓郁而不浊，被世人誉为“天下第一香”[1]，是著名的花茶原料及重要的香精原料[2]。茉莉花栽培品种单一，长期无性繁殖造成品种种性退化，产量及品质不断下滑，茉莉花品种更新迫在眉睫。目前，茉莉花新品种选育工作进展缓慢。茉莉花极少结实[3-5]，很难通过有性杂交的方法培育新品种，开展茉莉花诱变育种具有重要意义。

辐照诱变育种是培育无性繁殖作物新品种的重要手段之一[6]。植物对辐照的敏感性常以半致死剂量和临界剂量来表示，最适辐照剂量通常是诱导材料死亡率为50%的辐照剂量(LD50)。不同作物或同一作物的不同品种间甚至同一品种的不同器官对于辐照敏感性都存在着差异[7]。在花卉辐照诱变育种工作中，60Co-γ射线辐照是选育无性繁殖植物新品种应用最为广泛的诱变手段[8]。在菊花[9]、月季[10]、百合[11]、石斛[12]、杜鹃[13]、波士顿蕨[14]、板栗[15]、澳洲坚果[7，16]、木薯[17]等领域开展了大量辐照育种工作。目前，尚未见相关60Co-γ 射线辐照茉莉花诱变育种的研究报道。鉴于此，研究不同品种茉莉花的半致死辐照剂量及辐照对其插穗生根及萌芽的影响，为开展茉莉花辐照诱变育种、获得新种质提供技术支持。

1 材料和方法

1.1 材料

供试材料为广西农业科学院花卉研究所收集的茉莉花种质资源，编号分别为5号(多瓣茉莉，引自泰国)、8号(多瓣茉莉，引自缅甸)、23号(双瓣茉莉，引自广西横县)。2014年4月，种植在广西农业科学院里建科学研究基地(N23°14′—23°15′，E108°02′—108°03′)。该基地占地面积108 hm2，地处亚热带季风气候区，光能充足，气候温和，雨量充沛[18]。

1.2 方法

1.2.1 试验设计 2018年8月，选取2年生健壮木质化枝条剪裁成长10～12 cm的插穗，50根为1捆，进行0(CK)、20、30、40、50、60 Gy 6个剂量水平辐照，每个处理100根，重复3次。扦插基质为珍珠岩。2个月后，统计成活率、生根数量、最长根长及萌芽率。每个处理调查100株插穗的成活情况，抽取10株插穗测量生根数量、最长根长，取平均值。成活率=成活插穗数/100×100%；相对成活率=成活率/对照成活率×100%[12]；萌芽率=萌芽插穗数/成活插穗数×100%。以不同辐照剂量x为自变量，不同剂量下的相对死亡率y为因变量，利用直线回归方程y=a+bx计算半致死剂量。

1.2.2 辐照方法 在广西南翔环保有限公司辐照中心进行60Co-γ射线辐照，剂量率为2.5 Gy/min。

1.3 数据处理

应用SPSS 11.0 软件对数据进行方差分析、线性回归分析。

2 结果与分析

2.1 辐照对茉莉花插穗扦插成活率的影响及半致死剂量的确定

3个品种茉莉花插穗经不同剂量60Co-γ射线辐照处理后，插穗成活率见表1。对不同剂量、品种对插穗成活率的影响进行交叉分组的两因素方差分析，不同辐照剂量的F=11.210，P=0.001<0.01，差异极显著，CK与20～30 Gy处理差异不显著，与40～60 Gy处理差异显著，即高剂量辐照(40～60 Gy)处理显著降低插穗成活率。不同品种的F=12.185，P=0.002<0.01，差异极显著，8号成活率显著低于5号、23号。

表1 不同剂量60Co-γ射线辐照处理茉莉花插穗的成活率及生根数量Tab.1 The survival rate and rooting number of the cuttings of Jasminum sambac irradiated by diffrent 60Co-γ irradiation doses

注：表中同列(行)数据后的不同小写(大写)字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note:In the same column(row) values with different lowercase(capital) letters show significantly different at the 5% probability level.The same below.

将辐照剂量与5号品种的插穗相对成活率进行线性回归分析，回归系数b=-1.224，截距a=128.556，可得回归方程：y=128.556-1.224x，其中y为相对成活率，x为辐照剂量。从直线回归方程中可以求得，当y=50时(即死亡率为50%)，x=64.18，即5号半致死剂量LD50=64.18 Gy。回归系数b检验的统计量t值为-4.296，P=0.013<0.05，即辐照剂量与插穗成活率之间存在显著的线性关系。同样可以求得，8号品种的回归方程为y=74.715-0.580x，半致死剂量LD50=42.61 Gy，回归系数b检验的统计量t值为-3.717，P=0.021<0.05，即辐照剂量与扦插成活率之间存在显著的线性关系。23号品种的回归方程为y=78.093-0.710x，半致死剂量LD50=39.57 Gy，回归系数b检验的统计量t值为-5.922，P=0.004<0.01，即辐照剂量与插穗成活率之间存在极显著的线性关系。

2.2 辐照对茉莉花插穗生根数量的影响

3个品种茉莉花插穗经不同剂量60Co-γ射线辐照处理后，插穗生根数量见表1。5号品种CK的生根数量为21.9条，而经辐照处理后，插穗生根数量降低到4.3～7.6条，不同剂量处理之间差异不显著(P>0.05)。8号品种CK的生根数量为20.5条，显著高于辐照处理(4.9～13.1条)。23号品种CK的生根数量为12.1条，显著高于辐照处理(2.0～8.1条)。对不同剂量、品种对插穗生根数量的影响进行交叉分组的两因素方差分析，不同辐照剂量的F=15.498，P=0.000<0.01，差异极显著，所有辐照处理的插穗生根数量均显著小于CK。不同品种的F=7.713，P=0.009<0.01，差异极显著，5号与8号、23号品种差异不显著，8号与23号差异显著。

2.3 辐照对茉莉花插穗最长根长的影响

由表2可知，5号品种CK的最长根长为17.36 cm，与60 Gy处理(10.19 cm)差异显著，与20～50 Gy处理差异不显著。8号品种CK的最长根长为17.70 cm，与60 Gy处理(10.45 cm)差异显著，与20～50 Gy处理差异不显著。23号品种各处理与CK差异不显著。对不同剂量、品种对插穗最长根长的影响进行交叉分组的两因素方差分析，不同辐照剂量的F=15.332，P=0.000<0.01，差异极显著，CK与20、30 Gy处理差异不显著，但显著高于40、50、60 Gy处理。不同品种的F=4.981，P=0.032<0.05，差异显著，5号、8号品种的最长根长显著低于23号品种。

表2 不同剂量60Co-γ射线辐照处理茉莉花插穗的最长根长及萌芽率Tab.2 The longest root length and germination rate of the cuttings of Jasminum sambac irradiated by diffrent 60Co-γ irradiation doses

2.4 辐照对茉莉花插穗萌芽的影响

由表2可知，对不同剂量、品种对插穗萌芽率的影响进行交叉分组的两因素方差分析，不同辐照剂量的F=11.335，P=0.001<0.01，差异极显著，CK与20 Gy处理差异不显著，但显著高于其他处理，即30～60 Gy60Co-γ射线辐照显著抑制插穗萌芽。不同品种的F=0.413，P=0.672>0.05，差异不显著。

3 结论与讨论

本试验中，对茉莉花插穗进行60Co-γ射线辐照诱变，辐照是影响插穗成活率主要因素。同时，插穗经过前期处理、辐照处理、扦插，整个过程耗时较长，也一定程度影响插穗成活率。如8号CK成活率仅为51.69%，如直接采用插穗的成活率与辐照剂量拟合直线回归方程，回归系数b=-1.123，截距a=74.722，可得回归方程:y=74.722-1.123x，其中y为成活率，x为辐照剂量。从直线回归方程中可以求得，当y=50时(即死亡率为50%)，x=22.01，即8号半致死剂量LD50=22.01 Gy，而以相对成活率与辐照剂量拟合直线回归方程，计算半致死剂量为42.61 Gy。两者相差较大，辐照半致死剂量计算以相对成活率更合理。

3个供试品种的半致死剂量为39.57～64.18 Gy，不同品种半致死剂量不同，与石斛[12]、杜鹃[13]、澳洲坚果[7]等辐照诱变研究结论一致。翟学军等[19-20]研究发现，棉花的辐照敏感性与棉花的熟期类型有关，早熟类棉花品种辐射敏感性最差，中熟类品种次之，晚熟类品种最强。茉莉花一般根据花冠层数，分为单瓣、双瓣、多瓣茉莉3种类型。3个供试品种中，5号和8号均为多瓣茉莉花，23号为双瓣茉莉花，辐照半致死剂量依次为64.18、42.61、39.57 Gy。5号和8号均为多瓣茉莉花，但辐照半致死剂量差别大，说明同一瓣型不同品种的茉莉花辐照剂量不同。

不同品种对辐照的敏感性不同，辐照材料、辐照剂量、辐照时期及辐照条件也与辐照敏感性紧密相关[21]。本试验中，辐照的剂量率为2.5 Gy/min，用其他剂量率辐照时，茉莉花半致死剂量是否发生变化，有待进一步研究。

综上，供试茉莉花品种插穗60Co-γ射线辐照半致死剂量为39.57～64.18 Gy，不同茉莉花品种半致死剂量不同。与对照相比，60Co-γ射线辐照显著降低插穗生根数量；20 Gy60Co-γ射线辐照对插穗萌芽率影响不显著，30～60 Gy60Co-γ射线辐照显著抑制插穗萌芽率；20～30 Gy60Co-γ射线辐照对插穗成活率、最长根长影响不显著，40～60 Gy60Co-γ射线辐照显著降低插穗成活率、最长根长。