60Co-γ辐照对越南油茶种子发芽及幼苗形态指标的影响

查钱慧，黄永芳，黄丽英，张德毅，王国兴，王国平

(1.广东省林业调查规划院，广东 广州 510520；2.华南农业大学林学与风景园林学院，广东 广州 510642；3.广东璠龙农业科技发展有限公司，广东 揭阳 522000)

越南油茶Camellia drupifera属山茶科山茶属油茶组，是油茶栽培种之一，分布于我国广东省南部、海南省、广西壮族自治区，以及越南和老挝[1]。越南油茶树形高大，为中等乔木，开花时满树繁花，观赏价值高。越南油茶果实大于普通油茶C. oleifera，果皮相对较厚，但其树形高大，抗性强，是桂南地区的主要栽培种。辐射育种是常用育种方法之一，比传统育种方法简单、高效、突变率高，而60Co-γ辐照亦是常用辐射射线之一[2]。60Co-γ辐照育种已在花卉、农作物、草坪草上广泛应用[3—5]。然而，对越南油茶的育种研究尚停留在二十世纪九十年代，研究方法多为通过表型观察进行筛选。有关60Co-γ辐照种子方面的研究仅有低剂量(0～30 Gy)辐照对越南油茶种子发芽及生长影响研究，因其辐射剂量未达半致死剂量，影响结果不明显[6]。本试验在其基础上进行完善，增加辐射剂量,，研究60Co-γ辐照对种子发芽率，幼苗出苗率、苗高、地径、叶形态指标的影响，为后续越南油茶的辐射育种研究提供理论依据，为越南油茶的60Co-γ辐照半致死剂量提供数据。

1 材料与方法

1.1 材料及辐射源

选取越南油茶璠龙3号C. drupifera ‘Fanglong 3’和璠龙5号C. dtupifera ‘Fanglong 5’作为试验材料，进行60Co-γ射线辐照处理。璠龙3号和璠龙5号于2016年通过广东省良种认定。60Co-γ辐射技术由广州华大辐照中心提供。

1.2 试验设计

采取单因素试验，60Co-γ射线处理共设置0、40 Gy、50 Gy、60 Gy、70 Gy等5个水平，每水平3个重复，参考聂浪等[6]的方法。

1.3 方法

1.3.1 材料采集 2014年11月在广东璠龙农业科技发展有限公司基地采摘璠龙3号、璠龙5号鲜果，收集种子并标记备用。

1.3.2 试验处理 按照试验设置，将40 Gy、50 Gy、60 Gy、70 Gy组分开进行辐射处理，辐照方法采取短时照射，辐射时长为20 min。0 Gy为空白对照组。将辐射完成的种子及时播于经0.5%高锰酸钾消毒的沙床，覆盖15 cm左右厚河沙，做好标记。

1.4 指标测定

在移栽上袋时统计发芽率，发芽率=发芽数/播种数；移苗后待大部分单株出苗后统计出苗率，出苗率=出苗数/播种数。2015年6月开始，每处理随机选取30株测定苗高和地径，随后每月测定一次，共统计6月份～12月份数据，选取12月份数据进行统计分析；2015年11月进行叶形态指标测定，包括叶长、叶宽、叶面积。

1.5 数据统计与分析

试验数据处理采用EXCEL统计，采用SPASS 17.0软件分析处理。

2 结果与分析

2.1 60Co-γ辐照对越南油茶发芽率和出苗率的影响

由表1可知，60Co-γ辐照处理过的璠龙3号油茶发芽率最高的为40 Gy组，最低为60 Gy组，不同辐照处理间发芽率无显著差异。60Co-γ辐照处理的璠龙5号对照组发芽率最高，为93.6%，60 Gy辐照处理组发芽率最低，为83.2%，各处理间的发芽率差异不明显。璠龙3号40 Gy辐照组油茶出苗率显著高于对照组出苗率；50 Gy组油茶出苗率比对照组高，但无显著差异；当辐照剂量升至60 Gy、70 Gy时，璠龙3号出苗率分别为36.1%、20.7%，显著低于对照组，表明低剂量辐照能提高璠龙3号油茶出苗率，而高剂量辐照则抑制其生长，影响正常出苗。璠龙5号油茶对照组出苗率最高，为92.8%，随着辐照剂量升高，其出苗率呈逐渐降低趋势，70 Gy组出苗率最低，为18.9%。以出苗率为因变量(Y)，60Co-γ辐照剂量为自变量(X)计算回归方程，并计算越南油茶半致死剂量，璠龙3号半致死剂量为64 Gy，璠龙5号半致死剂量为57 Gy。60Co-γ辐照对璠龙3号、璠龙5号幼苗出苗率有显著影响。

2.2 60Co-γ辐照对越南油茶苗高的影响

由图1可知，不同剂量60Co-γ辐照对璠龙3号和璠龙5号油茶苗高生长影响显著，随着60Co-γ辐照剂量升高，璠龙3号和璠龙5号油茶苗高都逐渐降低，对照组最高。

60Co-γ辐照对璠龙3号和璠龙5号油茶地径生长具抑制作用。随着辐射剂量增大，璠龙3号和璠龙5号油茶地径逐渐减小，相应的对照组地径最大。方差分析表明，60Co-γ辐照对璠龙3号和璠龙5号油茶地径生长影响显著。

表1 60Co-γ辐照对越南油茶发芽和出苗的影响Table 1 The effect of 60Co-γ irradiation on germination and survival rateof Camellia drupifera

图1 60Co-γ辐照对越南油茶苗高和地径的影响Fig. 1 The effects of 60Co-γ irradiation on height and ground diameter of Camellia drupifera seedlings

2.3 60Co-γ辐照对越南油茶叶形态指标的影响

由表2可知，璠龙3号油茶50 Gy组叶长最大，60 Gy组叶长最小；对照组叶宽最大，70 Gy组叶宽最小；璠龙3号叶面积随着辐照剂量增加而减小。60Co-γ辐照对璠龙3号叶片生长表现出抑制作用，随着辐射剂量增强，对其生长抑制作用越强。方差分析表明，60Co-γ辐照对其叶形态指标影响显著。

由表2可知，璠龙5号油茶对照组叶长、叶宽、叶面积均大于60Co-γ辐照组，随着辐照剂量的升高，璠龙5号油茶叶长、叶宽、叶面积均呈逐渐减小的趋势，70 Gy组叶形态指标均最小。方差分析表明，60Co-γ辐照对其叶形态指标影响显著。

表2 60Co-γ辐照对越南油茶叶形态的影响Table 2 The effects of 60Co-γ irradiation on leaf growth of Camellia drupifera

3 结论与讨论

试验表明，60Co-γ辐照对越南油茶种子发芽率影响小，对其出苗率、苗高、地径以及叶片生长有抑制作用，尤其是高剂量(60 Gy、70 Gy)辐照对越南油茶种子损伤较大，严重影响其出苗及幼苗生长。璠龙3号种子60Co-γ辐照半致死剂量为64 Gy，璠龙5号为57 Gy。高剂量辐照明显延迟越南油茶的出苗时间，导致油茶生长缓慢。高剂量辐照抑制越南油茶幼苗生长，导致苗木瘦弱、生长缓慢且植株相对于对照组植株呈现矮化现象。高剂量辐照亦抑制越南油茶叶片生长，其叶片瘦小，生长缓慢。

聂浪等[6]曾对越南油茶进行60Co-γ辐照研究，辐照剂量过低(0、10 Gy、20 Gy、30 Gy)，未达其半致死剂量，对越南油茶种子发芽、出苗及叶片生长影响较小。本试验在此研究基础上重新采样，设置0 Gy、40 Gy、50 Gy、60 Gy、70 Gy共5个60Co-γ辐照剂量，达到半致死剂量区间，易获取变异植株。本试验中，60Co-γ辐照对越南油茶发芽率影响较弱而对出苗影响强，因以胚根伸出种皮为发芽标准，大多种子胚根均能成功伸出，但高剂量组多数种子伸出胚根后子叶无法正常生长导致出苗率急降。另外，试验中观察到高剂量组种子胚根肥大现象，这与查钱慧等[7]对南山茶C. semiserrata种子的研究结果一致；部分种子出现子叶变绿，不出苗但仍保持活力，可能是因胚根吸收水分和无机盐，使子叶变绿进行光合作用从而维持活力，但因受辐射伤害而无法正常生长。60Co-γ辐照对越南油茶幼苗生长有明显抑制作用，表现出植株生长缓慢、瘦弱，这与陶巧静等[8]、朱宗文等[9]研究结果一致。60Co-γ辐照对越南油茶叶生长的抑制作用与原蒙蒙等[10]研究结果一致。

60Co-γ作为植物辐射育种的方法之一广泛应用于农作物、果树、蔬菜、草坪草[11—12]。辐射育种与传统杂交育种的区别在于能短时间内实现基因突变，得到新的突变体。60Co-γ辐射植物种子存在半致死剂量，植物在半致死剂量更容易发生突变，容易出现新的育种资源。本试验中，璠龙 3号和璠龙 5号种子的60Co-γ半致死剂量有所差别，这是由于两品种之间存在个体差异。同时，不同植物种子半致死剂量均不一致，因此在试验时需要根据物种本身特性设置合理的处理剂量。