， ， ， ， ， ， ， (1.廣西壯族自治區(qū)農業(yè)科學院園藝研究所， 南 530007;2.農業(yè)部南南亞熱帶果樹科學觀測實驗站， 南 530007)

荔枝枝條輻射生物學效應研究初報

秦獻泉1，2，徐寧1，2，朱建華1，2，黃鳳珠1，2，李冬波1，2，李鴻莉1，2，陸貴鋒1，2，彭宏祥1，2
(1.廣西壯族自治區(qū)農業(yè)科學院園藝研究所， 南寧 530007;2.農業(yè)部南寧南亞熱帶果樹科學觀測實驗站， 南寧 530007)

探討60Co-γ射線對荔枝枝條的輻射嫁接影響，為荔枝輻射育種提供參考。利用60Co-γ射線對草莓荔、桂味、貴妃紅、妃子笑、糯米糍、雞嘴荔6個荔枝品種的枝條進行輻射處理后嫁接，對其輻射效應進行初步研究。結果表明：輻射處理降低了荔枝的嫁接成活率，桂味、妃子笑2個品種受輻射處理的影響最大，6個品種的半致死劑量在20～40 Gy之間；處理后枝條長度的變異系數最大，其次是枝條的梢次，變異系數都在47%以上；平均葉面積、葉片寬度和長度分別比對照高75.64%、31.41%、22.45%。在該試驗的輻射劑量范圍內，輻射處理均引起不同程度的性狀變異，而且與對照差異顯著，表明輻射誘變在荔枝品種改良過程中有重要的應用價值。

荔枝；60Co-γ射線； 嫁接； 輻射育種

荔枝是原產于我國南方的一種名貴的南亞熱帶水果，因果實形、色、香、味俱佳和營養(yǎng)豐富被稱為“嶺南果王”而馳名中外。2006年，中國的荔枝種植面積達57.2萬hm2，是南方地區(qū)除龍眼之外幾乎所有水果面積之總和，位居蘋果、柑桔、葡萄和桃之后第5位[1]。目前我國的荔枝新品種選育仍以實生選種為主，由于傳統的選種方法無法取得大的突破，荔枝育種方法創(chuàng)新及新品種選育研究需進一步深入并突破。輻射可使自然突變率提高千倍以上，從而使定向創(chuàng)造和篩選變異成為可能[2-3]。用于輻射誘變的樹種主要有蘋果、梨、山楂、板栗、柑橘等，同時也獲得了一批果樹新品種，如矮變優(yōu)系國光中7-14和金冠優(yōu)系10-13、豐產、無核的新光雪橙[4-6]；短枝向陽紅蘋果[7]，80-4-1[8]；高產穩(wěn)產板粟農大1號[9]；少核紅橙[10]；早熟少核渝早橙[11]；桃[12]；三子葉獼猴桃[13]等。因此，研究荔枝輻射誘變的技術對加快荔枝新品種選育顯得尤為重要。目前對荔枝輻射育變的研究報道較少，鐘啟程等研究認為，在廣州地區(qū)，輻照中、遲熟荔枝品種接穗的適宜劑量范圍為0.95～1.55 Krad[4]。但不同荔枝品種輻射后的變異差異及成效卻未見報道，為此開展了輻射接穗的研究，為加快荔枝育種進程提供參考。

表1 5月份不同輻射劑量處理荔枝枝條嫁接成活情況

輻射劑量(Gy) 草莓荔 貴妃紅 桂 味 嫁接芽數(個)成活芽數(個)成活率(%)嫁接芽數(個)成活芽數(個)成活率(%)嫁接芽數(個)成活芽數(個)成活率(%)0564478．6938995．71068277．420620109062040676191．0533464．2591525．460640640340801372216．15459．37034．3100920600570

注：嫁接成活芽數為8月12日調查。

表2 9月份不同輻射劑量處理荔枝枝條嫁接成活情況

輻射劑量(Gy) 糯米糍 妃子笑 草莓荔 雞嘴荔 嫁接芽數(個)成活芽數(個)成活率(%)嫁接芽數(個)成活芽數(個)成活率(%)嫁接芽數(個)成活芽數(個)成活率(%)嫁接芽數(個)成活芽數(個)成活率(%)028322378．814612988．4362980．6332472．740810118016705860701317154．21162723．3110672841．81112320．7

注：嫁接成活芽數為11月22日調查,草莓荔和雞嘴荔70，110 Gy處理未嫁接。

1 材料與方法

供試材料為草莓荔、桂味、貴妃紅、妃子笑、糯米糍、雞嘴荔共6個荔枝品種，取末次梢充分老熟、芽眼飽滿的枝梢作為接穗。經60Co-γ射線輻射后嫁接。嫁接的砧木為禾荔和黑葉大樹，1996年種植。

2012年5月20—27日(品種：草莓荔、桂味、貴妃紅)和9月2—8日(品種：草莓荔、妃子笑、糯米糍、雞嘴荔)采集枝條，在位于廣西南寧市高新區(qū)的廣西神州輻照中心用60Co-γ射線進行輻射處理，使用的劑量為0，20，40，60，70，80，100，110 Gy，枝條處理后在2 d內嫁接完。對嫁接成活率、枝葉性狀進行調查記錄，葉面積用葉面積儀測定，用DPS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 輻射對嫁接成活率的影響

從表1、表2可看出，2次輻射處理，嫁接成活率差異較大，5月份嫁接成活率略高于9月份；嫁接成活率與輻射劑量無明顯的相關性；同一劑量處理，不同時間嫁接成活率差異較大。

從表1可以看出，隨著輻射強度的增加，荔枝輻射后除40 Gy處理下草莓荔的嫁接成活率高于對照外，其余均比對照低。在5月份的試驗中，只有40，80G y這2個輻射強度處理后有成活枝。草莓荔40 Gy處理后嫁接成活率最高，高于對照12.4%。3個品種不同劑量輻射后嫁接成活率相比，草莓荔最高，其次是貴妃紅，桂味最低。

11月份的調查結果顯示，未輻射的嫁接成活率都在70%以上，輻射后的嫁接成活率低于對照處理，110 Gy處理后的嫁接成活率低于70 Gy強度處理，但高于40 Gy這一處理。妃子笑的嫁接成活率高于其他3個品種。

2.2 枝條生長變異狀況

由于輻射后嫁接成活率較低，5月份嫁接只有草莓荔經40 Gy劑量輻射處理后成活率較高，而9月份雖有70 Gy和110 Gy 2個處理成活芽數達到統計分析的水平，但由于輻射后生長較慢，枝、葉生長未達到該品種的穩(wěn)定遺傳性狀，故枝條生長變異性狀僅對草莓荔0 Gy和40 Gy處理進行統計分析。從觀察的情況來看，輻射后嚴重抑制了枝條的出芽和生長，主要特點有：嫁接后萌芽時間推遲；枝條節(jié)間縮短；(圖1：B、C)葉片反卷，扭曲，皺縮，不對稱畸形，簇生(圖1：A、B)；多數枝條只長幾張葉片后再不抽生新梢(圖1：D)。

注：A為葉片反卷，扭曲，皺縮，不對稱畸形； B為枝條節(jié)間縮短，葉簇生；C為枝條節(jié)間縮短 ； D為頂芽退化，不再抽生新梢圖1 草莓荔輻射后枝條生長表現情況

表3 草莓荔輻射處理枝條變異度分析

輻射劑量(Gy) 梢長(cm) 梢粗(mm) 梢次(次) 末次梢數(條) xCVRxCVRxCVRxCVR044．70A23．2729．00～62．008．60A28．275．42～13．882．80A15．052．00～3．003．30A49．581．00～6．004019．30B62．273．00～42．005．50B24．453．60～8．641．50B47．141．00～3．001．50B47．141．00～300

表4 草莓荔輻射處理葉片性狀變異情況

輻射劑量(Gy) 葉長(cm) 葉寬(cm) 葉面積(cm2) xCV(%)RxCV(%)RxCV(%)R015．50A14．9210．60～19．806．24A15．184．30～8．0062．15A29．3326．72～99．004018．98B14．4812．40～25．408．27B20．394．70～10．70109．16B28．5543．26～152．12

從表3可以看出，輻射后枝條生長明顯受到抑制，枝條長度比對照短了25.3 cm，不到其長度的1/2。處理后的梢粗度也小于對照，兩者相比差3.1 mm。5月份嫁接成活后，對照能正常抽生2～3次新梢，而輻射處理多數為一次梢，占46.67%。經統計分析，處理與對照相比都達到極顯著差異。從變異系數來看，處理后枝條長度的變異系數最大，其次是枝條的梢次，變異系數都在47%以上，兩項的極差也表現出相同的趨勢，這說明輻射對枝條的伸長影響最大。梢粗和末次梢數略低于對照，分別低3.82%和2.44%。依此來看，輻射對枝條的粗度和末次梢的整齊度影響不大。

輻射處理使得荔枝新梢葉片面積變大，表現為葉片寬度增加了。從表4可看出，處理的葉長、葉寬和葉面積與對照相比都達到了極顯著差異水平，單張葉片的最大值均為處理后的葉片。與對照相比，處理后的葉面積最大達到了152.12 cm2，比對照大53.12 cm2。平均葉面積高于對照75.64%。葉片寬度處理高于對照31.41%，葉片長度處理高于對照22.45%。從變異系數來看，葉片3個性狀的變異系數都低于30%，與枝條性狀相比也是較低的，說明葉片的變異較枝條穩(wěn)定。處理的葉片寬度變異系數高于對照，其余2個性狀均低于對照。變異系數最高的是對照葉面積，為29.33%，其次是處理的葉片寬度，處理的葉長變異度最低。

3 討 論

3.1 輻射對荔枝嫁接成活的影響

輻射造成了植物體大量細胞損傷或死亡[14]，從而大大降低嫁接的成活率。本研究中接穗經輻射后再嫁接其成活率比對照更低，這與蘋果、獼猴桃、觀賞桃、梨等果樹的輻射結果一致[15-19]。本研究處理后的嫁接成活率與所用輻射強度無明顯的相關性，分析原因可能是： 1) 不同時期嫁接的成活率差異較大。2) 不同時期的枝條質量對輻射劑量的承受能力有差異。李樹舉研究認為，觀賞桃不同品種有各自的適宜輻照劑量范圍，劑量過低變異率較低，而劑量過高造成成活率較低，從而也降低了變異率[16]。在本研究結果中有一處理是輻射后嫁接成活率高于未輻射處理的，可以推測低劑量輻射有利于提高荔枝的嫁接成活率。在已有的報道中也可以找到類似的結果：王忠華[20]研究輻射葡萄種子時，測定的GSH、SOD、POD、CAT的變化結果表明，隨著輻射劑量的逐漸加大，上述4種酶活性均出現先升高后顯著下降的現象，這可能與低劑量輻照刺激了葡萄實生苗葉片抗氧化酶的活性，而高劑量則抑制酶活性有關。黃鳳珠[21]用不同劑量60Co-γ射線輻照處理石硤等3個龍眼品種新鮮種子，發(fā)現輻照劑量較低(25～50 Gy)時，60Co-γ射線能夠促進種胚組織細胞生長，促進種子萌發(fā)和生長。本研究發(fā)現，不同品種、不同時期的荔枝接穗受60Co-γ射線輻射的耐受能力和變異差異有很大區(qū)別，具體哪些荔枝品種對60Co-γ射線輻射最敏感、變異最大，還有待進一步研究。研究發(fā)現，不同荔枝品種本身的嫁接成活率有較大差異，如以桂味做接穗的嫁接成活率相對其他品種低，用該品種做輻射后嫁接成活率就更低，不宜選用。因此，建議在選擇輻射育種材料時應該選用容易嫁接成活的品種做接穗。輻射后接穗萌芽和生長都受到抑制，嫁接時要考慮有足夠的新梢生長時間能順利過冬，一般選擇上半年進行輻射嫁接。

3.2 輻射材料及農藝性狀的選擇

輻射材料包括兩方面的內容:一是選擇什么樣的材料；二是材料的群體要多大[22]。研究結果表明，只有選取綜合性狀好，旨在克服某1、2個缺點的材料或是雜交后代材料易獲得成功，大豆輻射育種最佳選擇群體為1 500～2 000株[23]，這方面關于果樹的研究較少，還需做大量的研究。本研究用于輻射的材料都是選用目前生產中比較優(yōu)質的荔枝品種。但荔枝在木本果樹中是嫁接成功率相對較低的樹種之一，本研究結果表明，經過輻射后嫁接成活率更低，因此要想獲得更大的輻射材料群體應該選擇其他的材料進行，如種子和植株。

輻射可以使果樹品種的農藝性狀得到改善，在已有的報道中，果樹上變異的主要類型有：短枝型變異、早熟變異、抗性變異、無籽變異等。荔枝枝條經輻射后再生長受到一定的抑制，這與前人在海棠[15]；梨[24]；澳洲堅果[25]等樹種上的研究結果一致。研究表明，早熟突變是輻射育種中易于獲得的有益突變，在提早成熟期方面有明顯效果[23]。李杰等研究表明，輻射誘變的香梨成熟期提前1周左右，適宜范圍內的輻射會使花朵坐果率提高[24]。目前荔枝生產中大多數早熟品種的品質都較差，應用中熟優(yōu)質品種作為輻射材料來選育早熟品種應該是可行的。荔枝品種較多，一些特優(yōu)質品種卻由于裂果嚴重，坐果率低，不易成花等原因未能在生產中大面積推廣應用，通過輻射誘變，使得這些性狀得到改善又保持原有的品質，對荔枝產業(yè)的發(fā)展有很大的推動作用。輻射對荔枝生長物候期、果實外觀品質、口感品質等方面的誘變規(guī)律仍然是空白，還需進一步研究。

3.3 輻射誘變的早期篩選

植物經輻射誘變后，遺傳信息載體DNA發(fā)生了變化，使有的變異可穩(wěn)定地傳給后代。直接對DNA堿基序列的分析和比較是鑒定植物是否發(fā)生遺傳變異的最理想方法[26]。王平等應用AFLP技術對16個60Co-γ輻射誘變和芽變柑橘優(yōu)良品系(株系)進行遺傳差異分析，結果表明：與各自的親本相比，供試16個輻射誘變和芽變的柑橘變異類型的遺傳基礎均已經發(fā)生了不同程度的變化[27]。黃如葵[28]對苦瓜不同材料干種子進行輻射誘變，結合“直接PCR試劑盒+SRAP分子標記”對苦瓜M 2代進行高通量突變單株篩選，并連續(xù)進行田間多代定向篩選，認為這是創(chuàng)新苦瓜種質的高效便捷手段。目前由華南農業(yè)大學園藝學院開發(fā)的純顯性RAPD標記，在鑒定龍眼雜種真實性方面得到很好的應用[29]。因此利用分子手段進行輻射后的早期篩選是可行可靠的。荔枝輻射嫁接需要使用大量的成年大樹，這給研究帶來一定的困難，將現代分子檢測及其他技術結合荔枝的輻射誘變，將會大大降低成本，提高育種效率，這一方面值得進一步研究。

4 結 論

利用60Co-γ射線對荔枝枝條進行輻射處理，對嫁接成活率影響較大，不同品種成活率影響程度不一，隨輻射劑量的加大，成活率降低。輻射能夠誘導荔枝一些性狀變異，不同品種的敏感性以及不同性狀產生變異的程度不同，用桂味荔枝接穗作為輻射材料時需要更低的劑量。輻射處理對嫁接芽萌發(fā)和生長有明顯的抑制作用，對嫁接成活比例、枝條生長長度和第一次新梢葉面積大小的作用更為顯著。

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A Preliminary Report of Biological Effect on the Litchi Branches Radiation

QINXianquan1,2，XUNing1,2，ZHUJianhua1,2，HUANGFengzhu1,2，LIDongbo1,2，LIHongli1,2，LUGuifeng1,2，PENGHongxiang1,2
(1.Horticultural Research Institute, Guangxi Academy of Agricultural Sciences，Nanning 530007,China；2.Nanning Investigation Station of South Subtropical Fruit Trees, Ministry of Agriculture,P.R. China,Nanning 530007,China)

Study the60Co-gamma rays (60Co-γ) radiation grafting effect of litchi branches,provide reference for litchi radiation breeding.Branches of six varieties of lychee,Caomei lychee,Guiwei lychee,Guifeihong lychee,Feizixiao lychee,Nuomici lychee,and Jizui lychee were irradiated with60Co-gamma rays (60Co-γ) and then grafted.A preliminary study was conducted on the radiation effect.The results showed that radiation treatment reduced the graft survival rate of lychee.Guiwei and Smile of princess lychees were the two species most affected by the radiation treatment,and the half-lethal dose for all six species was between 20-40 Gy.After radiation treatment,the maximum coefficient of variation was observed for the length of the branches,followed by the tips of the branches.The coefficient of variation was more than 47%.The average leaf area,leaf width,and length were 75.64%,31.41%,and 22.45% more than that of the control group,respectively. Within the scope of the dose in this trial,different variation degrees of mutations were induced by radiation treatment.The results in the radiation group were significantly different from those of the control group,indicating that radiation mutagenesis has important application value in lychee variety improvement.

litchi；60Co-Gamma Ray； graft； radiation breeding

2016-01-22

國家荔枝龍眼產業(yè)技術體系熟期育種崗位(編號：CARS-33-03)；廣西農業(yè)科學院基本科研業(yè)務專項(編號：2015 YT 50)；廣西創(chuàng)新團隊建設專項項目(編號：nycytxgxcxtd-03-12)。

秦獻泉(1981—)，男，廣西靈川人；碩士，助理研究員，研究方向：荔枝龍眼遺傳育種與配套栽培技術。

彭宏祥(1958—)，男，廣西興業(yè)人；本科，研究員，研究方向：荔枝龍眼種質資源遺傳育種。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.07.005

S 667.2

A

1001-4705(2016)07-0005-05