蓬桂華，孫小靜，羅澤虎，李興龍

（1.貴州省辣椒研究所，貴州 貴陽(yáng) 550009；2.獨(dú)山縣農(nóng)村工作局，貴州 獨(dú)山 558200）

辣椒（Capsicum annuum L.）原產(chǎn)于中南美洲，明朝后期傳入中國(guó)，現(xiàn)已成為中國(guó)蔬菜種植的主要品種之一。但由于受種質(zhì)資源遺傳基礎(chǔ)狹窄的限制，辣椒育種所利用的基因越來(lái)越集中到少數(shù)種質(zhì)上，雖然選育的品種很多，但大多大同小異[1]，所以加強(qiáng)辣椒種質(zhì)資源創(chuàng)制尤為重要。輻照誘變是植物育種與種質(zhì)創(chuàng)新的有效途徑之一，其利用X、γ等射線(xiàn)誘發(fā)植物的遺傳物質(zhì)發(fā)生變異，從后代中獲得有價(jià)值的突變體，進(jìn)而選育出新品種。該方法育種成本低，突變率高，一般可達(dá)千分之幾，比自然突變率高100～1 000倍[2]。目前，誘變育種方法已在許多作物如水稻[3]、大豆[4]、小麥[5]以及觀(guān)賞花卉[6-7]的育種過(guò)程中被廣泛應(yīng)用，并且取得了顯著成效，但在辣椒育種上鮮有報(bào)道[8-10]。

本研究采用不同劑量的60Co-γ射線(xiàn)處理貴州地方辣椒品種，分析了不同輻照劑量對(duì)辣椒種子發(fā)芽動(dòng)態(tài)、成苗率及辣椒幼苗形態(tài)的影響，估算辣椒種子輻照誘變的適宜劑量，探討其輻照誘變效應(yīng)，進(jìn)而為辣椒輻照誘變育種和創(chuàng)制新的種質(zhì)資源提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

3個(gè)供試?yán)苯凡牧暇鶠槎嗄昙兓?、?yōu)良的貴州地方辣椒品種，由貴州省辣椒研究所提供。（1）湄潭團(tuán)籽（S001）：珠子形，向上，果皮光滑，發(fā)亮，青熟果深綠色，紅熟果紅色；（2）石阡燈籠椒（S082）：燈籠形，向下，果皮微皺，青熟果綠色，紅熟果紅色；（3）羅甸朝天椒（S100）：指形，向上，果皮光滑，青熟果綠色，紅熟果紅色。

漂浮育苗基質(zhì)采用遵義大興復(fù)肥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的專(zhuān)用育苗基質(zhì)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.160Co-γ射線(xiàn)輻照處理

輻照處理在貴州省金農(nóng)輻照科技有限公司進(jìn)行，每個(gè)輻照劑量組合重復(fù)3次，每個(gè)品種每重復(fù)處理100粒種子，裝入種子袋中進(jìn)行輻射。以不處理干種子為對(duì)照，輻照情況見(jiàn)表1。

表1 辣椒種子60Co-γ射線(xiàn)處理照射劑量與劑量率

1.2.2 室內(nèi)試驗(yàn)

以3個(gè)辣椒品種為材料，以未輻照種子為對(duì)照，分別將劑量為50、100、150、200、300、400、500 Gy（2015年）輻照處理后的種子置于鋪有2層濕潤(rùn)濾紙的培養(yǎng)皿中，每處理100粒種子，3次重復(fù)，于28℃恒溫培養(yǎng)。以幼根長(zhǎng)至種子寬度為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，從第1天開(kāi)始連續(xù)統(tǒng)計(jì)發(fā)芽情況，至第14天結(jié)束，計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。試驗(yàn)最后1 d測(cè)定不同劑量輻照下幼苗的莖高和主根長(zhǎng)，每皿隨機(jī)選擇10株長(zhǎng)勢(shì)均勻的幼苗進(jìn)行測(cè)定，取平均值進(jìn)行計(jì)算。

發(fā)芽率＝發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)（GI）＝∑（Gt/Dt）

其中：Dt—發(fā)芽日數(shù)，Gt—與Dt相對(duì)應(yīng)的每天發(fā)芽的種子數(shù)。

1.2.3 田間試驗(yàn)

鑒于50～500 Gy處理間的劑量差別較大，不能準(zhǔn)確說(shuō)明各品種的致死劑量。因此，于2016年以輻射敏感性較強(qiáng)的羅甸朝天椒（S100）、湄潭團(tuán)籽（S001）品種為材料，設(shè)置了200、300、400、500 Gy 4個(gè)劑量進(jìn)行了第2批次的輻照試驗(yàn)。以未輻照種子為對(duì)照，于2016年5月20日播種于160穴的漂浮盤(pán)內(nèi)，每處理100粒種子，3次重復(fù)。50 d后統(tǒng)計(jì)成苗率，并選擇10株生長(zhǎng)較為一致的辣椒苗測(cè)定株高、莖粗、葉長(zhǎng)、葉寬，并取平均值。

成苗率＝成活的辣椒苗/播種種子數(shù)×100%

1.3 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Excel 2007和DPS v7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同劑量60Co-γ射線(xiàn)對(duì)辣椒種子萌發(fā)的影響

以3個(gè)品種的辣椒為試驗(yàn)材料，分別對(duì)2015年不同劑量照射后的辣椒種子的生長(zhǎng)情況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果如表2所示。與對(duì)照組相比，不同劑量60Co-γ射線(xiàn)照射對(duì)3個(gè)品種辣椒均有輻照效應(yīng)，各品種間效應(yīng)有所差異，但總體趨勢(shì)相似。除50 Gy處理以外，S082、S100品種中的其余處理劑量組的發(fā)芽指數(shù)、莖高、主根長(zhǎng)及S001品種中其余處理劑量組的發(fā)芽指數(shù)均與空白對(duì)照（0 Gy）存在顯著差異，且均隨著照射劑量的增加各指標(biāo)數(shù)值呈降低趨勢(shì)。與空白對(duì)照組相比，各品種不同劑量處理的發(fā)芽率有一定的差異，但并未達(dá)顯著差異水平；S001與S082的發(fā)芽指數(shù)均在100 Gy及以上表現(xiàn)出顯著差異，而S100在50 Gy時(shí)就表現(xiàn)出顯著差異；S001的莖高在300 Gy及以上表現(xiàn)出顯著差異，而S082和S100則在100 Gy時(shí)即表現(xiàn)出顯著差異；S001的主根長(zhǎng)在150 Gy及以上表現(xiàn)出顯著差異，而S082和S100則在100 Gy時(shí)表現(xiàn)出顯著差異。

高劑量射線(xiàn)輻照處理對(duì)辣椒種子的發(fā)芽指數(shù)、莖高、主根長(zhǎng)產(chǎn)生很大影響。與空白對(duì)照組相比，500 Gy處理的S001、S082和S100辣椒的發(fā)芽指數(shù)分別減少了32.44%、42.82%和27.89%，莖高和主根長(zhǎng)分別減少65.18%、71.2%、65.31%和85.17%、87.34%、94.00%（表2）。通過(guò)相關(guān)性分析表明（表3），照射劑量與各品種的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、莖高及主根長(zhǎng)均存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，但是與發(fā)芽率的相關(guān)性不顯著，而與發(fā)芽指數(shù)、莖高、主根長(zhǎng)等指標(biāo)極顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明照射劑量對(duì)辣椒種子的發(fā)芽率影響較小，而對(duì)辣椒種子的發(fā)芽指數(shù)、莖高、主根長(zhǎng)的抑制作用將隨照射劑量的增大而加劇，且S082敏感性最小，其次為S001，最敏感的為S100。

2.2 不同劑量60Co-γ射線(xiàn)對(duì)辣椒成苗率的影響與半致死劑量

2016年第2批次輻照試驗(yàn)的成苗率情況如表4所示。從表4可以看出，隨著照射劑量的增加，2個(gè)品種辣椒種子的成苗率逐漸下降，但品種間表現(xiàn)出了一定的差異。與對(duì)照組（CK）成苗率相比，除200 Gy照射劑量處理的S001差異不顯著外，其余處理組差異均達(dá)極顯著性水平；在500 Gy照射劑量處理下，S001和S100的成苗率比對(duì)照組分別減少了44.71%和93.42%，表明湄潭團(tuán)籽（S001）所受的輻射損傷小，耐輻射能力較強(qiáng)。

表2 不同照射劑量處理下辣椒種子的生長(zhǎng)情況

表3 不同照射劑量與辣椒種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、莖高及主根長(zhǎng)的相關(guān)性分析

表4 不同照射劑量處理辣椒種子的成苗率 %

應(yīng)用二次多項(xiàng)式對(duì)所得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線(xiàn)擬合，得到不同劑量60Co-γ射線(xiàn)（1×100 Gy）輻照處理對(duì)辣椒種子出苗率的劑量效應(yīng)曲線(xiàn)（表5）。由表5可知，S001的成苗率與照射劑量呈極顯著相關(guān)，半致死劑量（LD50）在450 Gy；S100的成苗率與照射劑量成顯著相關(guān)，半致死劑量（LD50）在350 Gy。

2.3 不同劑量60Co-γ射線(xiàn)對(duì)辣椒苗生長(zhǎng)的影響

各輻照處理組與對(duì)照組辣椒苗期生長(zhǎng)指標(biāo)的平均值見(jiàn)表6。從表6可以看出，隨著照射劑量的增加，辣椒苗的株高、莖粗、葉長(zhǎng)、葉寬總體呈降低趨勢(shì)，但不同品種間表現(xiàn)出一定的差異。不同照射劑量處理下S001的株高與對(duì)照相比差異均達(dá)顯著水平，而S100則在300 Gy及以上的照射劑量處理下才表現(xiàn)出顯著差異；與對(duì)照的莖粗相比，S001在500 Gy照射劑量時(shí)表現(xiàn)出顯著差異，而S100在300 Gy照射劑量時(shí)表現(xiàn)出顯著差異；與對(duì)照的葉長(zhǎng)相比，S001在300 Gy時(shí)表現(xiàn)出顯著差異，而S100在400 Gy時(shí)表現(xiàn)出顯著差異；與對(duì)照的葉寬相比，S001與S100都在400 Gy時(shí)表現(xiàn)出顯著差異。

表5 辣椒成苗率回歸方程與不同致死率劑量估計(jì)

表6 不同照射劑量對(duì)辣椒苗生長(zhǎng)的影響

與對(duì)照組相比，500 Gy輻照劑量處理下S001和S100的株高分別降低54.76%和58.10%，莖粗分別減少18.49%和28.52%，葉長(zhǎng)分別降低31.42%和28.57%，葉寬分別減少31.82%和26.88%，可見(jiàn)在本試驗(yàn)劑量范圍內(nèi)，射線(xiàn)對(duì)株高的影響最大，這與GILORTEGA[2]的研究結(jié)果相近。相關(guān)性分析結(jié)果（表7）表明，照射劑量與辣椒苗的株高、莖粗、葉長(zhǎng)、葉寬呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，且不同品種間有差異?？梢?jiàn)S100對(duì)60Co-γ射線(xiàn)較為敏感，其次為S001，這一研究結(jié)果與上文種子生長(zhǎng)情況的試驗(yàn)結(jié)果相一致。

表7 不同照射劑量與辣椒苗株高、莖粗、葉長(zhǎng)、葉寬的相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

在輻射誘變育種中，既能達(dá)到較高的變異率和較寬的變異譜，又不至于過(guò)分損傷植株，是確定植物適宜誘變劑量的重要指標(biāo)，一般可采用半致死劑量或臨界劑量[11]，近年來(lái)一些研究多以半致死劑量上、下相差20%范圍內(nèi)再選2個(gè)照射劑量進(jìn)行處理，作為產(chǎn)生更多有益突變的適宜輻射劑量[12]。

本試驗(yàn)研究了不同劑量60Co-γ射線(xiàn)對(duì)辣椒種子的輻照效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)輻照劑量可顯著抑制辣椒種子的發(fā)芽指數(shù)、莖高、主根長(zhǎng)及辣椒苗的株高、莖粗、葉長(zhǎng)、葉寬，但對(duì)辣椒種子的發(fā)芽率并沒(méi)有很大影響，這與琚淑明等[9]的研究一致，可能是因?yàn)槔苯贩N子經(jīng)過(guò)處理后，對(duì)萌發(fā)有益的酶活性受到破壞，但隨著發(fā)芽時(shí)間的延長(zhǎng)，種子內(nèi)部養(yǎng)分代謝加快，使酶活性得到補(bǔ)充，種子得以萌發(fā)。所以，辣椒種子發(fā)芽率不能作為輻照效應(yīng)的測(cè)定指標(biāo)。

不同劑量下辣椒種子的成苗率差異較大，經(jīng)二次曲線(xiàn)擬合發(fā)現(xiàn)，相關(guān)性達(dá)到顯著或極顯著水平，可以將成苗率作為輻照效應(yīng)的測(cè)定指標(biāo)。通過(guò)計(jì)算，S001的半致死劑量為450 Gy，S100的半致死劑量為350 Gy。因此，在開(kāi)展辣椒輻射誘變之前，應(yīng)該進(jìn)行品種的劑量效應(yīng)試驗(yàn)，以確定最佳的輻照劑量。

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