137Cs-γ辐射对甜樱桃种子及接穗的影响效应

陈令会，洪莉，董军，阮梦雅

(台州市农业科学研究院 园艺研究所，浙江 临海 317000)

近年来甜樱桃在南方地区快速发展，弥补了市场空缺，以及市民对樱桃品质的需求，但适宜南方地区种植的樱桃品种仍很有限。要从根本上解决问题还是要从种质创新开始，需要选育更多适宜南方地区栽培的樱桃品种，丰富当地的樱桃种类，满足人们对大果型、高品质樱桃的需求。辐射诱变是改良种质性状、创造新种质的有效手段[1-3]。我国果树的辐射育种工作开始于20世纪的60年代，辐射诱变的树种有苹果、梨、山楂、板栗、柑橘等，诱变材料包括种子、芽条、花粉等，诱变源主要有60Co-γ射线、快中子、热中子和激光等。研究表明，辐射育种在苹果、梨、香蕉、山楂和板栗上都有育成的新品种[4-7]，但在甜樱桃上则鲜有报道。本试验以甜樱桃的种子和接穗为试材，研究不同辐射剂量对甜樱桃种子发芽、幼苗生长、接穗成活率及生长量的影响，确定甜樱桃种子和接穗的适宜辐照剂量，以期为南方地区开展甜樱桃种子和接穗的诱变育种工作奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验地点设在浙江省台州市临海市台州市农科院甜樱桃基地，供试材料为甜樱桃红蜜和布鲁克斯品种的种子和接穗。

1.2 处理设计

在2—3月分别剪取樱桃的一年生枝条，在浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所辐照中心进行137Cs-γ辐照处理。辐射处理剂量分别为0、10、20、40和80 Gy，辐射剂量率为1 Gy·min-1。辐射完成后，将5个处理的接穗分别嫁接于吉塞拉6号砧木上，每处理嫁接50棵，重复3次，于6月中旬统计嫁接成活率及生长量。

在4—5月收集甜樱桃的果实，获取种子，阴干后于4 ℃冰箱保存备用。于当年6—7月将樱桃种子去除外壳后装入网袋内，在浙江省农业科学院作物与核技术利用研究所辐照中心进行137Cs-γ辐照处理。辐射处理剂量分别为0、10、20、40和80 Gy，辐射剂量率为1 Gy·min-1。每处理重复3次，每次重复的种子数量为100粒。将辐照处理后的樱桃种子放入铺有2层滤纸的发芽盒中，在人工气候箱中进行催芽，保持温度为25 ℃，湿度为95%。2～3周后，待胚根长至与种子等长时(同时统计不同辐射剂量种子的发芽率)，将其移栽于温室中，栽植于直径为0.1 m的美植袋中，所用基质为栽培基质(杭州锦海农业有限公司)，种苗培育期间水肥管理一致，同时于当年12月底统计种苗生长量。

1.3 调查方法与数据统计

每处理随机取5株，重复3次。株高采用钢卷尺测定，干径采用游标卡尺测定。

采用Excel软件进行数据处理和作图，采用Stst方差分析[5]软件进行单因素随机区组试验结果的方差分析。

2 结果与分析

2.1 辐射处理对甜樱桃种子及其幼苗的影响

辐射处理对甜樱桃种子发芽影响明显。如图1所示，不同剂量辐射处理后，甜樱桃种子发芽率均低于对照，且随着辐射剂量的增加，种子的发芽率降低较为明显。对于红蜜樱桃，10、20 Gy处理的种子发芽率变化不明显，40、80 Gy处理的种子发芽率下降较为明显，相比未辐射的对照处理分别下降12.0和20.0百分点。而对于布鲁克斯樱桃，随着辐射剂量增加，发芽率总体呈逐渐降低的趋势，其中，10、20、40 Gy处理的种子发芽率基本维持在14.30%～15.71%，相比对照降幅在3.3～4.7百分点；而80 Gy处理的种子发芽率下降较为明显，相比对照降低7.0百分点。综上所述，低剂量(10～40 Gy)辐射处理对甜樱桃种子的发芽率影响较小，而高剂量(80 Gy)辐射处理致使甜樱桃种子发芽率降低明显，最大降幅达19.0百分点。同时，不同甜樱桃品种间对辐射剂量的耐受性也不同。相比各自对照，红蜜在高剂量(80 Gy)辐射处理的发芽率降幅为19.0百分点，远高于布鲁克斯的7.0百分点，说明甜樱桃布鲁克斯种子对高剂量辐射有更高的耐受性。

图1 不同辐射处理后对甜樱桃种子发芽率的影响

辐射处理甜樱桃种子对其幼苗的早期生长有一定影响，主要体现在株高和干径两方面。由表1可知，就红蜜幼苗看，低剂量(10～40 Gy)辐射对幼苗高度影响不显著，而高剂量(80 Gy)辐射处理后，其株高显著低于对照，较对照降低70.11%。辐射处理对红蜜幼苗干径的影响结果与其对幼苗高度的影响趋势基本相同。低剂量(10～40 Gy)辐射处理对红蜜幼苗干径影响不显著，但整体呈现下降趋势，相比对照分别下降4.00%、27.95%和30.78%。而高剂量(80 Gy)辐射处理后，干径显著低于对照，降幅达47.42%。从辐射对布鲁克斯幼苗的影响上看，10 Gy的辐射处理对布鲁克斯幼苗株高和干径无显著性影响，20～80 Gy的辐射处理对布鲁克斯幼苗株高和干径影响显著，相比对照，株高分别下降58.78%、54.17%和72.80%，干径降幅也达到35.87%、32.45%和44.25%，由此可见，80 Gy辐射处理下降的最为明显。综上所述，0～10 Gy的辐射处理种子对其幼苗的早期生长影响不显著，20～80 Gy的辐射处理对其幼苗的早期生长有显著影响。同时，不同甜樱桃品种间辐射剂量对其幼苗早期生长的影响存在一定差异性。相比各自对照，在20～40 Gy辐射剂量下，对红蜜幼苗的早期生长影响小，对布鲁克斯则影响显著。由此说明，辐射处理布鲁克斯种子，对其幼苗的早期生长影响要大于红蜜。

表1 不同辐射处理后对甜樱桃幼苗生长量的影响

2.2 辐射处理对甜樱桃接穗的影响

辐射处理对甜樱桃接穗成活率的影响较大。如图2所示，采用不同剂量辐射处理后，甜樱桃接穗成活率均低于对照，且随着辐射剂量增加呈明显的下降趋势。就红蜜来看，在10、20、40 Gy处理后，接穗成活率变化不明显，在44.40%～61.11%，相比对照降幅分别达到44.44、50.67和31.11百分点，其中80 Gy处理的接穗成活率下降最为明显，即红蜜所有接穗均未成活，成活率为0。就布鲁克斯而言，随着辐射剂量增加，接穗成活率呈逐渐降低的趋势。其中，10、20、40 Gy处理的接穗成活率基本一致，在30.00%～30.77%，相比对照降幅在56.00～57.14百分点，当辐射剂量达到80 Gy时，其接穗的成活率也降为0。综上所述，辐射处理对甜樱桃2个品种接穗的成活率影响基本一致，即低剂量(10～40 Gy)的辐射处理对其接穗成活率的影响小，但高剂量(80 Gy)的辐射处理直接导致其接穗全部死亡。

图2 不同辐射处理后对甜樱桃接穗成活率的影响

辐射处理甜樱桃接穗对其生长量有一定的影响。由表2可知，就红蜜接穗看，在10～40 Gy辐射处理下，随着辐射剂量的增加，株高呈下降趋势，但相比对照并不显著，其降幅分别为8.03%、10.25%和29.17%。随着辐射剂量的增加，其干径也呈下降趋势，但只有辐射剂量达到40 Gy时，才会对红蜜接穗干径产生显著影响，干径降幅达24.15%。

表2 不同辐射处理后对甜樱桃接穗生长量的影响

辐射处理对布鲁克斯接穗生长量的影响结果与红蜜基本相同。10～40 Gy辐射处理对布鲁克斯接穗的株高无显著性影响，10～40 Gy辐射处理对布鲁克斯接穗干径影响显著。不同的是，10 Gy辐射处理对布鲁克斯接穗的株高和干径有增加作用。综上表明，辐射处理对甜樱桃品种的接穗生长量的影响基本一致。

3 小结与讨论

诱变育种是人为地利用物理和化学因素诱导植物遗传性状发生变异，并根据育种目标，从变异后代中选育新品种或获得有利用价值的种质资源的一项现代育种技术[8-10]，它可使突变率大大提高，增加了定向创造和筛选变异的可能性。有研究表明，果树受辐射影响的效应在不同果树品种甚至不同植物器官之间都有较大差异。影响果树辐射效应的因素很多，包括生长状况、生长年限、进化程度和倍性水平等都会影响到辐射效果，由于不同植物及不同来源的植物器官对辐射的敏感性不同[11-13]。因此，首先要确定适宜的辐射材料后，才可获得有效的诱变效果。本研究利用辐射诱变育种，旨在探索甜樱桃种子和接穗的适宜辐照剂量，从而达到增加甜樱桃的变异可能性，选育出适宜南方地区栽植的甜樱桃品种。

辐射处理后种子的发芽情况、接穗的成活率及幼苗的生长状况是衡量辐射损伤效应的重要指标[14-15]。试验结果表明，低剂量(10～40 Gy)137Cs-γ 射线辐射对甜樱桃种子发芽率影响较小，而高剂量(80 Gy)137Cs-γ 射线辐射处理甜樱桃种子发芽率显著降低，最大降幅达到19.0百分点。同时，0～10 Gy的137Cs-γ 射线辐射处理甜樱桃种子对其幼苗的早期生长影响不显著，20～80 Gy的137Cs-γ 射线辐射处理甜樱桃种子对其幼苗的早期生长影响较为显著，即表现为137Cs-γ 射线辐射使甜樱桃种子发芽后，幼苗株高变矮，茎秆变细。本研究表明，137Cs-γ 射线辐射对甜樱桃品种红蜜和布鲁克斯种子存在一定差异，即甜樱桃布鲁克斯种子对高剂量辐射(80 Gy)有更高的耐受性，辐射处理其种子对其幼苗的早期生长影响要大于红蜜。137Cs-γ 射线辐射使甜樱桃接穗的成活率下降，高辐射剂量(80 Gy)直接导致成活率下降为0，同时随着辐射剂量的加大，甜樱桃嫁接苗的茎秆变细，株高上虽然差异不显著，但整体呈下降趋势。同时，137Cs-γ 射线辐射对甜樱桃品种红蜜和布鲁克斯接穗的影响基本一致，品种间差异不明显。综合认为，甜樱桃种子对高剂量辐射的耐受性要高于甜樱桃接穗。在诱变育种过程中，甜樱桃种子的137Cs-γ射线辐射诱变较为合适的剂量范围为20～40 Gy，而甜樱桃接穗的137Cs-γ 射线辐射诱变较为合适的剂量范围为10～40 Gy。