姜穎+孫宇峰+潘冬梅+王曉楠++韓承偉++曹焜++韓喜財
摘 要:為開拓一種快速、簡捷的方法進行種質(zhì)資源改良、創(chuàng)新,本試驗采用物理誘變Co60-γ射線輻照進行工業(yè)大麻種質(zhì)資源創(chuàng)新。用γ射線0Gy、50Gy、100Gy、150Gy、200Gy輻照6個不同品種工業(yè)大麻的干種子,對輻照后的種子萌發(fā)、幼苗生長情況進行了觀測。結(jié)果表明:大麻種子的篩選劑量在100Gy-200Gy之間,大部分品種在150Gy-200Gy之間。本研究確定適宜的篩選劑量范圍,為創(chuàng)新種質(zhì)資源提供基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:工業(yè)大麻;Co60-γ射線;種子萌發(fā);幼苗生長
中圖分類號:S335.2+1 文獻標(biāo)識碼:A DOI:10.11974/nyyjs.20170832003
工業(yè)大麻用途廣泛,可從農(nóng)業(yè)種植延伸到紡織、服裝、造紙、軍需、化工、新型建材、生物能源、食品保健、醫(yī)藥、飼料等十幾個產(chǎn)業(yè)鏈,麻皮可剝制成纖維織布、造紙、制作繩索,種子可以食用、榨油,花、葉可入藥,莖稈可用于制造密度板等新型復(fù)合材料,因此大麻及其大麻制品曾一度被廣泛的應(yīng)用于人們生活及工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中[1-8]?,F(xiàn)今,工業(yè)大麻產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大的技術(shù)瓶頸是推廣種植低毒(THC)、高纖、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高抗新品種。因此,開拓一種快速、簡捷的方法進行種質(zhì)資源改良、創(chuàng)新,在工業(yè)大麻育種上有著十分重要的意義。Co60-γ射線誘變已成為培育植物新品種的重要手段之一。
通過Co60-γ射線輻射,中國已在許多作物及觀賞植物上創(chuàng)造形態(tài)和生理上的變異,并培育出了眾多品種。付彥榮等用Co60-γ射線輻射五葉地錦已解除休眠的濕種子,并對輻射后的種子發(fā)芽、幼苗早期發(fā)育、M1植株生長、形態(tài)變異等進行觀測,確定種子輻射劑量[9]。吳世長等利用不同劑量的Co60-γ射線對黑稻進行輻射,進行M1代進行性狀分析[10]。胡麗采用Co60-γ射線對4個苦蕎麥品種的種子進行輻照處理,分析M1代株高、莖粗、單株粒重等性狀[11]。陳詩林等以不同劑量的Co60-γ射線對3種國蘭成熟植株進行輻照,并觀測各處理植株的新長幼芽、假鱗莖、花期、植株形態(tài)等[12]。本試驗利用Co60-γ射線不同輻照劑量輻照處理6個不同品種工業(yè)大麻的干種子,對輻照后的種子萌發(fā)、幼苗生長情況進行了觀測,確定適宜的篩選劑量范圍,為創(chuàng)新種質(zhì)資源提供基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 輻照地點
供試材料為工業(yè)大麻干種子,輻射于2017年在黑龍江省科學(xué)院技術(shù)物理研究所進行。輻射源為Co60-γ射線。
1.2 試驗地點
試驗于2017年在黑龍江省大慶市春雷農(nóng)場溫室進行。
1.3 試驗材料
誘變基礎(chǔ)材料“五常40”、“農(nóng)安2”及“火麻一號”是由黑龍江省科學(xué)院大慶分院提供,其中“火麻一號”是由黑龍江省科學(xué)院大慶分院選育出的新品種;“格里昂”、“格里西亞”和“金刀15”是在烏克蘭引進來的,并且均是在試驗區(qū)種植性狀表現(xiàn)良好的品種。
1.4 試驗方法
1.4.1 種子輻照
2017年4月由Co60-γ射線進行工業(yè)大麻干種子處理,共設(shè)5個劑量,分別為:0Gy,50Gy,100Gy,150Gy,200Gy,劑量率為0.10Gy/min。
1.4.2 死苗率與M1植株生長觀測
處理后的種子直接播種于溫室,做種子死苗數(shù)和幼苗早期生長情況的觀測。播種深度5~7cm,播種后第32天觀測死苗數(shù),2個月內(nèi)分不同時期調(diào)查植株高度。
1.4.3 死苗數(shù)指標(biāo)測定與數(shù)據(jù)處理
死苗率(%)=死苗數(shù)/出苗數(shù)×100%
2 結(jié)果與分析
2.1 Co60-γ射線對工業(yè)大麻種子萌發(fā)的影響
輻照后的種子于4月22日播種,4月29日—5月3日為出苗期。輻射后,工業(yè)大麻種子發(fā)芽受到一定程度抑制。50Gy γ射線輻射后,種子發(fā)芽率與對照較為接近。100Gy以上的γ射線輻照后,種子發(fā)芽率明顯降低,不同品種種子的發(fā)芽率也有所不同,根據(jù)種子死苗率的情況觀察,種子發(fā)芽受到中等程度抑制的情況表現(xiàn)為:五常40抗性較差,篩選劑量約在100Gy;農(nóng)安2,篩選劑量約為150Gy;火麻一號,篩選劑量約為150Gy;格里昂,篩選劑量約為150Gy;格里西亞,篩選劑量約為150Gy-200Gy;金刀15抗性較強,篩選劑量約150Gy-200Gy。根據(jù)種子出苗期可以看出,γ射線輻射延緩了種子發(fā)芽,這種延緩效應(yīng)隨輻射劑量增大而增大,種子受到γ射線輻射后,輻射效應(yīng)會在田間出苗上表現(xiàn)出來。
可見,工業(yè)大麻種子 Co60-γ射線的輻照劑量應(yīng)集中在100Gy-200Gy之間進行篩選,不同品種的工業(yè)大麻種子對Co60-γ射線的敏感性不同,針對不同品種還要進行單一精確的試驗。
2.2 Co60-γ射線對工業(yè)大麻植株生長情況的影響
經(jīng)Co60-γ射線輻射后,植株生長受到了不同程度抑制,隨輻射劑量增加,抑制作用加強。而在5月16—24日是生長勢最快的一個階段。各個材料的株高隨著處理劑量的增加而較低,五常40在100Gy株高就呈現(xiàn)明顯下降;農(nóng)安2在150Gy-200Gy之間株高呈現(xiàn)明顯下降;火麻一號在150Gy株高也呈現(xiàn)明顯下降;格里昂在150Gy株高呈現(xiàn)明顯下降;格里西亞,在200Gy株高呈現(xiàn)明顯下降,其篩選劑量也約為150Gy-200Gy;金刀15,在200Gy株高呈現(xiàn)明顯下降。筆者認(rèn)為,株高的表現(xiàn)在一定程度也會顯示該品種輻照劑量的一個范圍。
3 結(jié)論與討論
采用物理誘變Co60-γ射線產(chǎn)生突變體是創(chuàng)造新種質(zhì)的有效途徑之一。 Co60的獲得,是將同位素Co59,在原子反應(yīng)堆里的中子流沖擊下,激發(fā)形成不穩(wěn)定的同位素即Co60,釋放γ射線。在輻射育種中,適宜輻射劑量的選擇是誘變成功的前提[13]。實踐中多以半致死劑量作為判斷植物種子輻射適宜劑量的指標(biāo)[10]。種子發(fā)芽率、苗高、根系、鮮重等指標(biāo)也常作為確定適宜輻射劑量的指標(biāo)[14]。試驗分別考查了γ射線輻射后,大麻種子萌發(fā)、田間出苗、幼苗生長情況的影響。根據(jù)半致死劑量和苗高結(jié)果得出結(jié)論,大麻種子的篩選劑量在100~200Gy之間,大部分品種在150~200Gy之間。不同品種的工業(yè)大麻種子對Co60-γ射線的敏感性不同,針對不同品種還要進行單一精確的試驗。endprint
參考文獻
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作者簡介:姜穎(1986-),女,吉林通化人,助理研究員,研究方向作物遺傳育種。endprint