多浆植物白牡丹60Co-γ 射线辐射效应研究初报

秦晓杰，王园媛，樊佳奇，王 娟

（云南师范大学文理学院，云南昆明 650222）

1 材料与方法

1.1 材料处理

多浆植物白牡丹采购于云南悦馨多肉植物有限公司。用白牡丹的叶片进行扦插[1]，待幼苗莲座直径长至5～7cm，彻底进行1 次杀菌除虫，备用。

1.2 方法

本试验于2019 年8 月在云南师范大学开展，云南华源核辐射技术有限公司提供了剂量率为0.8～1.5Gy/min 的60Co-γ 射线辐射钴源。

用备用的7cm×7cm 的小黑方幼苗植株，分别进行梯度辐射剂量为0、10、30、50、70、90Gy 的辐照处理，每个剂量照射5 盆。每盆取5 片叶进行扦插。每隔7d左右对经辐照的白牡丹叶片的生长情况进行统计，50d左右统计存活情况、萌芽情况、生根情况和叶片黄化情况。萌芽情况由萌芽率直接反映，它指出芽叶片数量占供试总叶片的比例，直观地反映出辐射对叶片的影响；生根情况由生根率反应，指生根叶片数量占供试叶片的比例；叶片黄化情况由黄化率反应，指叶片辐射处理后，一定时间内叶色由绿变黄的数量占供试叶片的比例；存活情况由存活率（死亡率）反应，是衡量辐射损伤程度的指标，自变量是辐射量，因变量是不同梯度剂量处理下的存活率（死亡率），利用Excel 和SPSS 软件分析其相关性，预测出直线回归方程，计算白牡丹叶片辐射诱变的半致死剂量[2-5]。理论上，半致死剂量的诱变效果最好[6]。

2 结果与分析

2.1 白牡丹叶片辐照处理后的总体情况分析

一定范围内，辐照剂量越大，叶片存活率越低。0～30Gy 之间，处理后叶片存活率差异不明显，存活率为100%；剂量梯度增高至50～90Gy，存活率迅速下降，直至0。0～50Gy 范围内，随辐射剂量增大，叶片萌芽率呈下降趋势，低至52%；50～90Gy 下降落差大，直至0。0～50Gy 之间，辐照剂量越大，叶片生根率越低，低至24%；70Gy 甚至为0。辐射处理后的白牡丹叶片均加大了黄化的概率，当辐射为90Gy 时黄化情况甚至为100%。

2.2 白牡丹叶片辐照处理后萌芽情况分析

对照组（0Gy）发芽百分比为80%，随着辐射剂量增加到50Gy，萌芽率低至52%；达到90Gy，萌芽率为0，即42d 前后的时候叶片无萌发（见表1）。辐照处理后，分析辐射剂量与萌芽率之间的相关性，得出白牡丹叶片的萌芽率与辐射剂量之间的回归方程（见图1）为：y=-1.1353x+97.973，F=30.047，R2=0.8825。从相关性上分析，白牡丹叶片的萌芽率和辐射剂量之间表现为极显著的负向性。从一定程度上讲，说明辐射剂量的增加抑制或延迟了叶片的出芽。

表1 白牡丹叶片射线处理后的差异显著性分析

图1 不同梯度剂量射线与白牡丹叶片萌芽情况的相关性

2.3 白牡丹叶片辐照处理后生根情况分析

从表1 看出，对照组生根率为80%，随着辐照剂量增加到50Gy，生根率低至24%；达到70Gy 时，生根率为0，即42d 前后的叶片无生根现象。辐照处理后，分析辐射剂量与生根率之间的相关性，得出白牡丹叶片的生根率与剂量之间的回归方程（见图2）为：y=-1.0466x+84.274，F=33.062，R2=0.8921。从相关性上分析，其生根率和辐照剂量之间表现极显著的负向性。从一定程度上讲，说明辐照剂量的增加抑制或延迟了根的萌发。

图2 不同梯度剂量射线与白牡丹叶片生根情况的相关性

2.4 白牡丹叶片辐照处理后叶片黄化情况分析

除了对照组黄化率为0 之外，其他处理的叶片均发生了黄化情况，而且随着剂量的递增呈现上升趋势（见表1）。辐照后，分析辐照剂量与黄化率相关性，得出白牡丹叶片辐照后的黄化率与剂量之间的回归方程（见图3）为：y=0.6082x+48.658，F=1.921，R2=0.3245。从相关性上分析，它的黄化率和辐照剂量之间表现显著的正向性。从一定程度来讲，说明辐照剂量的增加加大了叶片的黄化现象。

图3 不同梯度剂量射线与白牡丹叶片黄化情况的相关性

2.5 白牡丹叶片辐照处理后叶片存活情况分析

从图4 看出，一定时间范围内，辐射剂量越大，叶片存活率越低；对照组存活率为100；0～50Gy 辐照后叶片存活率差异不明显；70Gy 和90Gy 存活率皆呈现下降趋势，但90Gy 比70Gy 白牡丹叶片受辐照后叶片的存活率下降速度更加明显。当辐照90Gy 时，受辐照后叶片存活率一直呈现下降趋势，在21～42d 时存活率下降更快，在42d 时甚至下降为0。

图4 不同梯度剂量辐射对白牡丹叶片存活率的分析

对照组CK（0Gy）存活率为100，一定范围内，辐照剂量越大存活率越低，当辐射达到90Gy 时白牡丹存活率为0（见表1）。辐照后，分析辐照剂量与存活率相关性，得出白牡丹叶片辐照后的存活率与剂量之间的回归方程（见图5）为：y=-0.3573x+72.219，F=0.282，R2=0.0658。从相关性上分析，它的存活率和辐照剂量之间表现负向性。从一定程度上讲，辐射剂量的增加降低了扦插叶片的存活率。

图5 不同梯度剂量射线与白牡丹叶片存活情况的相关性

3 讨论

菊科[7]、兰科[8]、蔷薇科[9]等其他植物的辐照诱变育种时，用得最多的试验材料是植物组织培养幼苗。但对于多浆植物来说，植物组织培养成本高，用叶片扦插就可以建立无性繁殖系。在本次试验中，辐射剂量的增加从一定程度上抑制了白牡丹叶插的存活率、生根率、萌芽率，加大了叶片扦插的黄化率。本次试验虽然没有得到表型变异型，但随着扦插时间增长，可能会出现变异，有待于进一步探究。

4 结论

从试验可以看出，对照组叶片第7d 前后开始萌动，70Gy 损伤程度潜伏期为35d，而90Gy 在42d 时萌动率仍然为0。从相关性上讲，白牡丹叶片的生根率、萌芽率和辐射剂量之间表现为极显著的负向性，存活率和辐射剂量之间表现为显著的负向性，一定范围内辐射剂量的增加可抑制叶片扦插的存活率、生根率、萌芽率。白牡丹叶片的黄化率与辐射剂量之间表现为显著的正向性相关，辐照剂量的增加加大了叶片的黄化现象。

存活率（死亡率）是权衡辐射损伤程度的重要标准，最好的诱变效果一般出现在此临界值附近，即采取半致死剂量（LD50）时诱变效果最好[2,6]。此次试验根据白牡丹叶片辐照后存活率与剂量之间的相关回归方程为：y=-0.3573x+72.219，当y=50 时，可得出x=62.19，即白牡丹叶片60Co-γ 射线辐照的半致死剂量（LD50）为62.19Gy。景天科多浆植物的辐射育种目前很少见有报道，本试验参照其他植物辐射育种，将辐射剂量设置在10～90Gy 之间，得出白牡丹叶片半致死剂量为62.19Gy，建议景天科多浆植物辐照育种诱变剂量可选择在60～70Gy 的范围来进行。