日香桂辐射处理的剂量反应

2008/6/8 9:09:09

李载龙 张建波 杜克勤（杭州蓝天园林科学研究院，杭州 310020）

　　桂花原产我国，为我国十大名花之一。它四季常绿，花香高雅，深受广大群众喜爱，是庭园种植和园林绿化的优良树种。但是，大多数桂花的栽培种花而不实，无法运用杂交育种进行品种改良。一些桂花虽能开花结实，但籽播桂花童期长，种子发芽后需经7-8年甚至10年才能开花，育种难度大，至今未见桂花杂交育种报导。然而，通过辐射处理，照射植物材料，促进植物产生遗传变异，它的变异性状通过嫁接扦插方法可以稳定地使递给无性为后代，是一种快捷有效育种方法。植物辐射度育种在大田作物。果树园艺作物已有许多成功应用，但桂花辐射育种至今未见报道。杭州蓝天园林科学研究院是一家民营科研机构，致力于桂花的品种改良和产业开发，现将桂花辐射育种中剂量反应的初步结果报导如下：
    一、材料选择：花器官是桂花栽培种最重要的经济性状。大多数的秋桂类品种，即使采用扦插或嫁接等方法繁殖，无性后代也需培育3-5年，待树冠长到一定大小以后，才能开花。为了尽快观察辐射处理效果，特别是花器官的变异性状，缩短辐射育种周期，处理试材的选择要非常慎重，在没有前人资料可供借鉴，开展桂花处理的探索性试验中选择扦插繁殖容易，开花早的品种尤为重要。日季桂是四季桂中的优良新品种，它生长迅速，抗逆性强，花期可长达200多天，香气浓，据四川日季桂发展有限公司试验，日季桂扦插容易生根，繁殖系数高，扦插当年，许多小苗在二片叶子大小时即能开花，适合我们的选材要求。日季桂从杭州黄家花圃购进，5-6年生，株高90-130cm，主干地径2-3.5cm，每株具有3-7个主枝，2003年春植数100枝以上，春植长2-10cm，平均长约6cm，生长势中等。
    二、处理方法：日季桂辐射处理前生在苗圃地，圃地为粉砂壤土。为了照射处理方便减少照射后的缓苗期，提高辐射诱变效果。提前于2003年元前将日季桂苗木掘取，种于直经为30观的白色塑料棚防寒。2003年5月16日，春植生长停止，进入老熟期，运至浙江大学华家池校区辐射中心，接受处理。由于缺乏桂花辐照处理文献资料。辐照剂量参照常绿果树柑桔和柠檬生长季的枝条处理剂量范围，采用CO60的X射线照射，照射剂量分别为50、100、150、200、250、300、350、400Gy，每处理20株8个处理计160株，留1株为对照，共计161株。辐射处理后随即运至研究院中泰种苗基地，脱盆，种入地中，每株施20-30g复合肥，浇足透水。种植地原为水稻土，已经一年的改造，地势平坦，各处理间土壤肥力、水分条件基本一致，无明显差异。
    三、剂量反应
    桂花植物自5月16日处理后一段时期，未见明显差异。至6月初，高剂量（350~400Gy）处理的植株，逐渐呈现反应。部分叶片开始退绿、发黄，失去光泽，最后失水干枯，但叶片不卷缩、不脱落。同一植株不同部位枝条对辐射处理的反就迟早和损伤程度存在明显差异，有些枝条的叶片保持绿色，有些失去生气，叶片开始发黄，有些已完全干枯。至6月中旬，也即处理后一月左右，辐射反应的表现非常明显，除叶片外，枝条也失水干枯。高剂量处理的植株，枯死枝条从当年生小枝开始，逐渐向下发展，延至2年生、3年生、4年生粗枝和骨干枝，直达主干基部。
　 为了减缓植株枯死，拯救处理植株的生活力，6月14日对枯死枝条进行了回缩修剪。修剪后的调查表明，400Gy处理的20株植物中，有7株已无一张绿叶保存，仅剩下骨干枝。另外9株的大部分（70%-80%）的枝叶枯死，只留下1-2个大枝上的部分叶片为绿色，仅仅4株的反应稍轻，保留3约50%的枝叶成活。在350Gy的处理中，有3个植株损伤严重，修剪后没有绿色叶片保留，其它植株只有1-2个大枝有不同程度的损伤，每株有50%以上的绿叶。300Gy以下的处理基本未见有枯叶。6月18日，对照植株已开始萌发夏梢，但所有处理植株均未见夏梢萌发。
    四、分析与建议
    1、桂花育种，特别是利用日季桂为试材，进行辐射诱变，在国内外研究中可能还是头一次。本试验的处理剂量从50至400Gy，每50Gy为一组，共8个处理。对日季桂而言，350-400Gy的处理损伤反应强烈，已达到甚至超过50%的半致死剂量，或40%成活率的临界剂量，表明350-400Gy为日季桂辐射处理的剂量上限。
    2、日季桂接受辐射处理后半月出现反应症状，约1个月时表现最明显。叶片由失绿至干枯，从小枝干枯逐渐发展至大枝死亡，植物有一个反应，表现的时间过程。这一反应过程中如果采用一些农业技术措施，改善植株生长的环境条件，如处理后采用荫棚遮光，增施肥水。有可能减少枝叶的干枯死亡，从而在剧烈反应条件增加诱变机率值得进一步研究。
    3、根据"突变总是单一细胞事件"这个诱变育种原理，突变细胞只有位于迅速生长的生长点才有性状表达的机会，才能避免嵌合体的干扰，才能筛选到更多的突变体。以后辐射处理建议提前在桂花春季萌发几天进行。这是因为春梢的数量大，辐照后，芽体迅速萌发，变异细胞会有更多的表达机会。本次处理时间较迟，春才有已经老熟。另外今春天气异常，雨水少、阳光强烈，加之肥水管理追不上，处理后，桂花地一直比较干旱，夏梢不能及时萌发，这是今后工作中需要改进的。

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