60Co-γ輻照對杉木種子誘變效應研究.pdf

1、杉木由于育種目標具有局限性，在自然條件下變異幅度窄且難以獲得變異植株，對杉木遺傳育種工作的大力開展造成了阻礙，也不利于杉木優(yōu)良種質(zhì)基因資源的篩選和保存。本試驗以第三代種子園收集杉木種子為試驗材料，對其進行60Co-γ射線輻照，研究測定不同輻照劑量處理下杉木種子萌發(fā)期、田間土培3個月和6個月時期的形態(tài)指標、生理生化、光合特性以及葉綠素熒光參數(shù)等指標的變化規(guī)律，探究60C o-γ輻照源與杉木種子之間的誘變效應，篩選出60Co-γ輻照源對杉木

2、種子的適宜輻照劑量范圍，并通過一系列形態(tài)指標和生理生化指標進一步確定最佳輻照劑量，以期豐富杉木種質(zhì)資源和拓寬變異類型，為杉木遺傳育種改良奠定基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下：
　　1不同輻照劑量處理對杉木種子萌芽期誘變效應不同。就不同輻照劑量處理間的差異而言，輻照劑量低于12Gy時，杉木種子12h電導率、絕對電導率及相對電導率的變化幅度均較小，輻照劑量超過12Gy時，杉木種子這3種電導率均呈緩慢上升趨勢；9Gy時杉木種子活力最大，9～20G

3、y輻照劑量范圍內(nèi)，隨著輻照劑量加大種子活力不斷下降，輻照劑量大于20Gy后，完全失活種子數(shù)明顯增加，種子活性受到明顯抑制；25Gy和30Gy的杉木種子由于受到γ射線抑制作用顯著，胚根根尖變黑，于萌芽期內(nèi)種子便完全失活死亡。與對照處理相比，低劑量（3Gy）輻照下種子發(fā)芽率略高于對照，但輻照劑量大于6Gy時發(fā)芽率開始降低，且發(fā)芽率隨輻照劑量的加大而不斷降低；通過發(fā)芽率指標確定了杉木種子誘變的適宜誘變劑量范圍為：9～16Gy。
　　2不

4、同輻照劑量處理對杉木3個月田間土培苗誘變效應不同。9Gy輻照劑量對杉木幼苗生長和生物量指標的綜合影響效果最好，具體表現(xiàn)在：9Gy輻照劑量下，幼苗苗高、根長和生物量均最大；12Gy輻照劑量下幼苗地徑最大，9Gy次之；6Gy輻照劑量下幼苗根數(shù)最多，9Gy和12Gy稍低；3Gy和9Gy輻照劑量下幼苗苗高增長量較其它輻照劑量大；6Gy和9Gy輻照劑量下幼苗根長增加量較其它輻照劑量多。9Gy輻照劑量對杉木幼苗酶活性和MDA含量的綜合影響效果最好，

5、具體表現(xiàn)在：SOD酶活性在3Gy輻照劑量下出現(xiàn)最大高峰值，9Gy次之；CAT酶活性在9Gy輻照劑量下出現(xiàn)最大高峰值，其次為12Gy和3Gy；POD酶活性在6Gy輻照劑量下出現(xiàn)最大高峰值，其次為9Gy；PPO酶活性在12Gy輻照劑量下出現(xiàn)最大高峰值，其次為9Gy；MDA含量在9Gy輻照劑量下出現(xiàn)最大高峰值，其次為6Gy和12Gy。
　　3不同輻照劑量處理對杉木6個月田間土培苗誘變效應不同。不同輻照劑量處理對杉木幼苗葉片光合特性影響不

6、同，具體表現(xiàn)在：杉木幼苗葉片葉綠素a和葉綠素總含量與輻照劑量之間呈極顯著正相關(guān)，葉綠素b和葉綠素a/b與輻照劑量之間未達顯著水平；杉木幼苗葉片F(xiàn)o與輻照劑量呈極顯著正相關(guān)，F(xiàn)m、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo與輻照劑量之間呈極顯著負相關(guān)；杉木幼苗葉片胞間CO2濃度和凈光合速率與輻照劑量未達顯著水平，而氣孔導度、蒸騰速率與不同輻照劑量均呈極顯著負相關(guān)。不同輻照劑量處理對杉木幼苗根、莖及葉的保護酶活性和MDA含量影響不同，具體表現(xiàn)在：杉木幼苗

7、莖和根SOD酶活性與輻照劑量呈極顯著相關(guān)關(guān)系，杉木幼苗葉片 SOD酶活性與輻照劑量沒有顯著相關(guān)關(guān)系；杉木幼苗葉、莖和根POD酶活性、CAT酶活性和PPO酶活性與輻照劑量沒有顯著相關(guān)關(guān)系；杉木幼苗葉片MDA含量與輻照劑量呈極顯著相關(guān)關(guān)系，杉木幼苗莖和根與輻照劑量沒有顯著相關(guān)關(guān)系。
　　460Co-γ射線輻照處理后各指標主成分分析表明：影響杉木輻照誘變的主要效應因子表現(xiàn)在三個方面：第一，生長性狀指標；第二，保護酶活性和MDA含量；第三

8、，葉綠素熒光參數(shù)和光合速率。由各主成分得分和綜合得分可知，9Gy處理組在第2主成分中為最大值，在第1和第3主成分中大小排名分別為第4和第2，其綜合得分最大且明顯高于其它組，說明9Gy輻照劑量對生長性狀、保護酶活性、MDA含量、葉綠素熒光參數(shù)和光合速率指標的綜合影響效果最佳，對其余生理生化指標也存在較大影響。因此，初步認為9Gy輻照劑量下60Co-γ射線對杉木種子有較好的誘變效應。
　　5不同輻照劑量處理對杉木不同生長階段（種子萌發(fā)

9、期、3個月土培期和6個月土培期）畸變類型和畸變率的影響不同。種子萌芽期時，主要出現(xiàn)胚根根尖變紅、胚根根尖膨大、胚根根尖焦化、胚根與種皮分離和分叉根等變異類型；3個月土培期和6個月土培期時，主要畸變類型為黃化苗、白化苗、分枝苗和矮化苗，其中，矮化畸變占絕大多數(shù)；部分畸變株在幼苗生長進程中逐漸失活死亡。從總體上看，60Co-γ射線輻照引起的杉木種子誘變效應并未隨植株的生長而完全消失，它們中的某些指標因子仍然影響著杉木的生長發(fā)育進程、光合效率