60Co-γ辐射对兜兰组培苗的诱变效应

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2021-0612

摘要/Abstract

摘要：

为了选育兜兰新品种,明确⁶⁰Co-γ对兜兰不同发育时期的诱变效应,筛选适宜辐射剂量。以种子、瓶苗（不定芽增殖、不定根分化阶段）及小苗为材料,采用0、5、10、20、30、40 Gy的⁶⁰Co-γ进行辐射,观测生长发育和变异情况,测定生理生化指标。结果表明,种子萌发阶段和不定根分化阶段为5 Gy,不定芽增殖阶段和小苗阶段为20 Gy。6.92 Gy是兜兰种子的半致死剂量。随着辐射剂量增大,种子的发芽率、不定芽殖增率、不定根分化率、小苗生长势下降,变异增多。同时,电导率、丙二醛含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量以及过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性呈现先升高后降低的趋势。兜兰种子在萌发阶段和不定根分化阶段需要适宜的低辐射剂量,不定芽增殖阶段和小苗阶段较高。在合适的辐射剂量下,诱导的变异性状明显,效果稳定。

关键词: 兜兰, 辐射育种, 种子萌发, 分化, 生根

Abstract:

The aims are to breed new varieties of Paphiopedilum, clarify the mutagenic effect of 60Co-γ on different developmental stages of Paphiopedilum and select appropriate radiation dose. Seeds, bottle seedlings (adventitious bud proliferation and adventitious root differentiation stage) and seedlings were used as materials which were treated under the radiation dose of 0 Gy, 5 Gy, 10 Gy, 20 Gy, 30 Gy and 40 Gy of ⁶⁰Co-γ. The growth and variation were observed and the physiological and biochemical indexes were measured. The results showed that the appropriate radiation dose for seed germination and adventitious root differentiation stage was 5 Gy, while the optimal radiation dose was 20 Gy for adventitious bud proliferation and seedling stage. 6.92 Gy was the semi-lethal dose for Paphiopedilum seeds. With the increase of radiation dose, the seed germination rate, adventitious bud growth rate, adventitious root differentiation rate, and seedling growth potential decreased and the variation increased. Simultaneously, the electrical conductivity, malondialdehyde content, soluble sugar content, soluble protein content, proline content and the activities of peroxidase and superoxide dismutase increased first and then decreased. The ideal radiation dose for Paphiopedilum was low at seed germination and adventitious root differentiation stage, and was relatively high at adventitious bud proliferation and seedling stage. The induced variation was obvious and the effect was stable with the appropriate radiation dose.

Key words: Paphiopedilum, radiation breeding, seed germination, differentiation, rooting

中图分类号:

S682.31

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图/表 11

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辐射剂量/Gy	发芽率/%	成苗率/%	发芽势/%
0	69.67±3.51Aa	68.33±4.04Aa	60.00±3.46Aa
5	68.00±3.46Aa	59.00±1.00Bb	37.00±4.58Bb
10	49.00±2.65Bb	42.67±2.52Cc	26.67±4.93Cc
20	12.33±2.08Cc	10.00±1.73Dd	6.67±1.15Dd
30	4.33±1.53Dd	2.33±1.53Ee	0.67±1.15Ed
40	0.33±0.58Dd	0.00±0.00Ee	0.00±0.00Ed

辐射剂量/Gy	发芽率/%	成苗率/%	发芽势/%
0	69.67±3.51Aa	68.33±4.04Aa	60.00±3.46Aa
5	68.00±3.46Aa	59.00±1.00Bb	37.00±4.58Bb
10	49.00±2.65Bb	42.67±2.52Cc	26.67±4.93Cc
20	12.33±2.08Cc	10.00±1.73Dd	6.67±1.15Dd
30	4.33±1.53Dd	2.33±1.53Ee	0.67±1.15Ed
40	0.33±0.58Dd	0.00±0.00Ee	0.00±0.00Ed

剂量/Gy	90 d		120 d		150 d
剂量/Gy	增殖率/%	苗高/cm	增殖率/%	苗高/cm	增殖率/%	苗高/cm
0	159.67±16.01Aa	2.38±0.09Aa	273.00±7.55Aa	2.72±0.15Aa	297.67±8.74Aa	3.04±0.07Aa
5	137.33±11.01Ba	1.89±0.11Bb	254.67±5.51Ba	2.07±0.06Bb	185.00±7.55Aa	2.41±0.10Bb
10	96.67±11.24Cb	1.71±0.06Cb	159.67±5.69Cb	2.03±0.16Bb	188.33±15.01Bb	2.27±0.11BCb
20	44.00±6.56Dc	1.47±0.06Dc	62.33±11.93Dc	1.71±0.05Cc	130.67±46.97Cc	2.12±0.18Cb
30	24.00±6.25Ecd	1.37±0.06Dc	40.67±13.58Ecd	1.59±0.08Cc	98.00±9.85Cc	1.79±0.09Dc
40	9.33±3.51Ed	1.01±0.09Ed	34.00±5.57Ed	1.22±0.13Dd	42.00±13.00Dd	1.48±0.12Ed

剂量/Gy	90 d		120 d		150 d
剂量/Gy	增殖率/%	苗高/cm	增殖率/%	苗高/cm	增殖率/%	苗高/cm
0	159.67±16.01Aa	2.38±0.09Aa	273.00±7.55Aa	2.72±0.15Aa	297.67±8.74Aa	3.04±0.07Aa
5	137.33±11.01Ba	1.89±0.11Bb	254.67±5.51Ba	2.07±0.06Bb	185.00±7.55Aa	2.41±0.10Bb
10	96.67±11.24Cb	1.71±0.06Cb	159.67±5.69Cb	2.03±0.16Bb	188.33±15.01Bb	2.27±0.11BCb
20	44.00±6.56Dc	1.47±0.06Dc	62.33±11.93Dc	1.71±0.05Cc	130.67±46.97Cc	2.12±0.18Cb
30	24.00±6.25Ecd	1.37±0.06Dc	40.67±13.58Ecd	1.59±0.08Cc	98.00±9.85Cc	1.79±0.09Dc
40	9.33±3.51Ed	1.01±0.09Ed	34.00±5.57Ed	1.22±0.13Dd	42.00±13.00Dd	1.48±0.12Ed

剂量/Gy	120 d				150 d
剂量/Gy	生根率/%	生根数/条	平均根长/cm	根系活力	生根率/%	生根数/条
0	53.67±4.16Aa	112. 67±6.51Aa	0.34±0.04Aa	34.34±2.43Aa	82.67±6.03Aa	252.00±11.14Aa
5	37.33±2.52Bb	73.33±4.51Bb	0.22±0.01Bb	33.50±2.17Aa	71.67±3.06Bb	180.33±3.51Bb
10	16.33±1.53Cc	20.33±2.52Cc	0.14±0.00Cbc	22.74±2.76Bb	21.00±1.73Cc	44.00±4.58Cc
20	5.33±1.15Dd	6.33±1.15Dd	0.09±0.07Cc	11.46±0.53Cc	6.33±0.58Dd	9.33±0.58Dd
30	0Ed	0Dd	0Dd	0Dd	0Ed	0Dd
40	0Ed	0Dd	0Dd	0Dd	0Ed	0Dd
剂量/Gy	150 d		180 d
剂量/Gy	平均根长/cm	根系活力	生根率/%	生根数/条	平均根长/cm	根系活力
0	1.37±0.08Aa	38.38±2.34Aa	94.67±2.31Aa	270.00±8.89Aa	2.15±0.09Aa	39.27±1.79Aa
5	1.16±0.08Bb	38.30±1.46Aa	73.00±4.58Bb	194. 67±9.29Bb	2.06±0.07Aa	40.86±0.85Aa
10	0.62±0.07Cc	22.87±1.88Bb	21.33±2.08Cc	44.00±3.61Cc	1.40±0.06Bb	26.34±1.41Bb
20	0.37±0.04Dd	13.55±0.70Cc	6.67±0.58Dd	8.33±1.15Dd	0.60±0.07Cc	15.37±0.92Cc
30	0Ee	0Dd	0.33±0.58Ee	0.33±0.58Dd	0.08±0.13Dd	7.71±1.30Dd
40	0Ee	0Dd	0Ee	0Dd	0Dd	0Ee

⁶⁰Co-γ辐射对兜兰组培苗的诱变效应

Mutagenic Effect of ⁶⁰Co-γ on Tissue Culture Seedlings of Paphiopedilum

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剂量/Gy	株高生长量/cm	根系生长量/cm	生长情况	变异情况
0	2.92±0.14Aa	2.14±0.11Aa	生长整齐,长势旺盛,叶片鲜绿	无变异
5	2.82±0.12ABa	2.11±0.14Aab	生长整齐、长势较旺盛,叶片鲜绿	未见明显变异
10	2.67±0.12Ba	1.90±0.07Bbc	生长不整齐,少数植株长势较弱、株型低矮	极少数叶片变细长
20	2.35±0.16Cb	1.73±0.03Cc	生长不整齐,部分植株长势弱、低矮, 少数叶缘有焦边和褐化现象	叶形出现卷曲、缺裂、细长等变异、叶色变浅
30	1.96±0.09Dc	1.73±0.08Cc	生长不整齐,部分植株长势弱、低矮, 叶缘有焦边和褐化现象	叶形出现卷曲、缺裂、细长等变异比例较大、出现花叶,黄化叶
40	0.93±0.09Ed	1.42±0.08Dd	生长不整齐,长势极弱, 叶缘褐化现象严重	叶片卷曲和缺裂等变异严重, 叶片褐化面积大

辐射剂量/Gy	可溶性糖/（mg/g鲜重）	可溶性蛋白/（mg/g鲜重）	脯氨酸Pro/（μg/g鲜重）
0	24.32±2.01Ed	7.57±0.86CDc	25.66±3.11Dc
5	45.48±4.06Dc	9.12±0.96Cc	37.59±2.21Cb
10	59.53±4.01Bb	14.92±1.43Bab	46.50±3.40Bb
20	70.18±1.55Aa	17.37±1.19Aa	66.05±3.54Aa
30	51.41±4.18Cbc	13.75±1.55Bb	71.59±3.12Aa
40	27.03±3.04Ed	6.96±0.37Dc	41.98±4.93BCb

辐射剂量/Gy	SOD/（U/g鲜重)	POD/（U/g鲜重）
0	54.30±3.09Cc	423.25±11.79Cc
5	103.65±4.00Bb	482.41±24.60Bb
10	157.47±5.15Aa	614.46±5.95Aa
20	157.15±3.83Aa	509.90±20.53Bb
30	110.16±7.23Bb	488.10±14.37Bb
40	52.67±3.07Cc	368.84±15.01Dd

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