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电子束辐照诱变对小麦M1代生物效应的影响

更新时间:2009-03-28

辐射诱变是培育小麦新品种和创制新种质的有效途径之一。它能够突破原有基因库的限制,诱发新基因或新的基因组合,同时具有育种周期短、突变率较高、后代性状稳定快等优点。我国辐射诱变育种的诱变源主要是60Co的γ射线,目前紫外线、激光、离子注入、混合离子场等诱变源的研究应用也有一定报道[1,3-4,8],而用电子加速器产生的电子束作为辐射诱变源对植物进行辐照诱变研究较少[5-6]

本研究以电子加速器装置辐照小麦新品系干种子,研究其M1代植株的穗部、叶部及茎部性状变化,探讨其育种价值;同时对植株高度和单茎干物重各个生育期的动态变化进行比较分析,研究不同剂量电子束辐照后植株对损伤的反应。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2016—2017年在江苏里下河地区农科所万福基地进行。供试品种为扬辐麦2049,扬辐麦2149,均为江苏里下河地区农科所经辐射诱变后选育而成的小麦新品系。

1.2 试验方法

1)辐射处理。小麦干种子250 g·份-1,装入小纱袋中,2016年10月在扬辐科技有限公司直线加速器辐照装置进行电子束处理。辐照剂量分别为250 Gy、300 Gy、350 Gy和400 Gy,以未辐射种子为CK对照。

2)测定项目。分别于苗期、拔节期、开花期、成熟期调查茎蘖数、苗高,杀青、烘干,测量干物重,样本容量为每小区20株;于成熟期考种,调查穗部性状(穗长、穗粒数、可孕小穗数、千粒重)、叶部性状(剑叶、倒二、倒三叶长和宽)、茎部性状(穗下节间长、株高、单茎重)。

2 结果与分析

2.1 电子束处理对成熟期小麦农艺性状的影响

对植株整个生长发育期株高及单茎干物重的研究,可以从一定程度上说明植株表型的动态变化。图1是不同生育阶段小麦植株高度的动态变化,可以看出,苗期经电子束辐照处理小麦植株高度较CK略有下降,处理间植株高度相差不大,说明电子束处理对植株是有一定暂时损伤的;拔节期表现为CK略高于250 Gy,明显高于其他三个处理,电子束300 Gy、350 Gy和400 Gy处理植株高度相差不大;开花期,经电子束处理材料植株高度明显矮于CK,不同剂量处理的材料间有一定差异,350 Gy处理和 400 Gy处理植株较矮,250 Gy处理和300 Gy处理植株高度相差不大;成熟期不同处理间植株高度表现为400 Gy<350 Gy<300 Gy<250 Gy

第五、“求梦”习俗。土地公等神仙通过“托梦”的形式告知有缘人何处有银子。据调研,从明代中后期开始在闽东地区左近的方光寺、支提寺、灵峰寺等寺庙“托梦”习俗盛行。每年的佛节日,求财之人会前往寺庙住宿“求梦”,希冀神灵“托梦”送银,如果是有缘之人,神仙会“托梦”,然后通过庙祝等“解梦”得知银子在何处,这一习俗在闽东十分流行,家喻户晓。

 

表1 电子束处理对小麦穗部性状的影响

  

处理可孕小穗数/个变异度/%穗粒数/个变异度/%穗长/cm变异度/%千粒重/g变异度/%CK17.1—53.0—8.73—45.30—250Gy10.2-40.421.4-59.66.41-26.642.47-6.2300Gy10.1-40.922.9-56.86.31-27.738.32-15.4350Gy10.5-38.619.3-63.66.35-27.338.46-15.1400Gy7.7-55.013.5-74.55.47-37.336.11-20.3

[1] 章铁,刘秀清,张金良,等.不同剂量率60Co-γ射线低剂量辐射对小麦农艺性状的影响[J].中国农学通报,2008,24(1):220-223

 

表2 电子束处理对小麦叶部性状的影响

  

处理剑叶长/cm变异度/%宽/cm变异度/%倒2叶长/cm变异度/%宽/cm变异度/%倒3叶长/cm变异度/%宽/cm变异度/%CK17.57—1.82—20.26—1.40—18.63—1.17—250Gy11.10-36.81.22-33.016.62-18.01.24-11.415.40-17.31.04-11.1300Gy10.96-37.61.18-35.215.42-23.91.22-12.914.28-23.30.98-16.2350Gy11.32-35.61.04-42.914.36-29.10.98-30.012.96-30.40.74-36.8400Gy7.52-57.20.64-64.810.10-50.10.58-58.68.52-54.30.54-53.8

表3是小麦经过不同剂量的电子束辐射处理后M1代茎部性状的变化。经电子束辐射处理后,小麦茎部性状总体表现为株高降低,穗下节间变短,单茎重量降低。250 Gy时,植株高度的变异度略大,其余剂量处理均表现为穗下节间的变异度最大。由此推断,电子束处理后,植株高度受到抑制,当剂量大于250 Gy时,植株高度的变化更大程度上来源于穗下节间的变化。

 

表3 电子束处理对小麦茎部性状的影响

  

处理/Gy株高/cm变异度/%穗下节间长度/cm变异度/%单茎重/g变异度/%CK69.54—21.29—9.487—250Gy53.77-22.716.86-20.87.446-21.5300Gy48.88-29.714.46-32.17.298-23.1350Gy42.90-38.312.40-41.85.679-40.1400Gy38.73-44.310.76-49.54.995-47.3

2.2 电子束处理对小麦生育进程中主要农艺性状的影响

经不同剂量电子束辐射处理后,小麦M1代植株穗部农艺性状发生了一定程度的变化(表1),总体表现为可孕小穗数减少,穗粒数减少,穗长变短,千粒重降低。分析经电子束辐射处理后,小麦穗部性状中穗粒数的变异度最大,可孕小穗变异度次之,穗长变异度相对较小,千粒重的变异度最小。即在小麦穗部性状中,穗粒数对电子束辐射敏感性最大,千粒重敏感性最小。

(四)完善政策激励机制 研究制定扶持生猪标准化、规模化发展的长期政策,建立健全扶持生猪标准化规模化发展的长效机制。科学规划养殖用地,对规模养殖的土地、税收等给予优惠;对养殖大户(场)办理工商注册手续免收办证费,减免部分税收;加大对规模养殖的设施建设、引种、技术创新应用的支持力度,积极争取国家扶持政策的兑现,运用财政贴息等方式,激励能人、吸引外资投资兴办规模养殖场。

电子束作为辐射诱变源辐射植物干种子后,其M1代植株会受到一定的暂时损伤,整个发育进程中植株也会不断表现出对辐射损伤的修复能力和由辐射带来的变异动态变化,因而需要在植株整个生长发育期对其进行观察,研究电子束辐照诱变对小麦M1代植株的影响[4,9]。植株高度在苗期各处理间相差较小,拔节期250 Gy明显高于其他处理,可能是250 Gy处理所受电子束辐射损伤较小,也可能是250 Gy处理苗期受到损伤后,表现出一个快速反应,修复植株高度,致使拔节期其植株高度明显高于其他3个处理;开花期250 Gy处理和300 Gy处理植株高度相差不大,推测电子束300 Gy处理从拔节到开花期也表现出了较强的修复能力,使得开花期植株高度赶上250 Gy处理植株高度。单茎干物重在拔节期400 Gy处理与350 Gy处理相差不大,损伤最大却表现出最强修复能力;成熟期植株CK高于所有处理,250 Gy同300 Gy相差不大,可能是后期300 Gy损伤修复能力加快所致,植株高度上300 Gy处理在开花期表现出较强的修复能力,有益于植株后期生殖生长,从而得到相对较高单茎干物重。

图2是不同生育阶段单茎干物重的动态变化。可以看出,经电子束处理,植株单茎干物重降低,植株受到损伤,生长受到一定抑制。苗期250 Gy植株单茎干物重和CK植株单茎干物重相差不大,受损伤较小,300 Gy和350 Gy单茎干物重降低,植株受到一定损伤,400 Gy单茎干物重明显小于CK,植株生长比较瘦弱,受损伤最大;拔节期,植株单茎干物重表现为CK>250 Gy>300 Gy,300 Gy处理植株单茎干物重略高于350 Gy和400 Gy处理,350 Gy处理与400 Gy处理植株单茎干物重相当;成熟期植株单茎干物重表现为CK高于所有处理,250 Gy同300 Gy相差不大,350 Gy大于400 Gy处理。

  

图1 不同生育阶段植株高度变化

  

图2 不同生育阶段植株单茎干物重变化

3 结论与讨论

经不同剂量电子束辐照处理,小麦M1代植株穗部可孕小穗数减少,穗粒数减少,穗长变短,千粒重降低;变异度穗粒数最大,千粒重最小。即在小麦穗部性状中,穗粒数对电子束辐射敏感性最大,千粒重敏感性最小,这与王传海等[2]研究紫外辐射结论基本一致。原因可能是电子束辐射每穗粒数的下降导致“库”个数减少,而单位籽粒的“源”所平均的“库”并未减少所致。叶部性状表现为剑叶、倒二叶及倒三叶长都和宽都变小,叶面积变小;剑叶片长度和宽度的变异度大于倒二叶和倒三叶。250 Gy和300 Gy辐射处理,叶片长度的变异度大于叶片宽度变异度,350 Gy和400 Gy辐射处理,叶片宽度变异度增大,叶片长度和宽度的辐射变异主要和小麦植株上三叶的功能作用有关[7]。茎部性状表现为株高降低,穗下节间变短,单茎重量降低。250 Gy处理时,植株高度的变异度最大,其余剂量处理均为穗下节间的变异度最大,说明辐射损伤后植株高度的变化更大程度上依赖于穗下节间的变化。

评价反馈是课堂教学的重要组成部分。正确的评价可以使学生了解自己的学习情况,增强学习动机。同时,评价能正确反映教学质量,教师能及时根据反馈调整教学策略。我们应采用形成性评价和总结性评价相结合的方法,强调过程和结果,使学习过程和学习结果的评价达到和谐统一。

参考文献:

[4] 韩微波,刘录祥,郭会君,等.高能混合粒子场辐照小麦M1代变异SSR分析[J].核农学报,2006,20(3):165-168

表2是小麦经过不同剂量的电子束辐射处理后M1代叶部性状的变化。经电子束辐射处理后,小麦叶部性状总体表现为剑叶、倒二叶及倒三叶叶片长度和宽度均变小,叶面积变小。分析经电子束辐射处理后叶片长度和宽度的变异度不同,随着辐射剂量的增加,变异度增大;剑叶长度和宽度的变异度要大于倒二叶和倒三叶。250 Gy和300 Gy时,叶片长度的变异度大于叶片宽度的变异度,350 Gy和400 Gy时,叶片宽度变异度增大,叶片长度变异都相近或略大。

[2] 王传海,郑有飞,何都良,等.小麦不同指标对紫外辐射UV-B增加反应敏感性差异的比较[J].中国农学通报,2003,19(6):43-45

[3] 周小云,计巧灵,刘亚萍,等.氮离子束注入对新疆春小麦M1代生物学效应的影响[J].新疆大学学报(自然科学版),2005,22(4):462-464

数量少,分布不均衡,特色不明显,与城市性质、地域历史文化结合不够,精品工程不多;建设用地内公园绿地数量少,且分布不均匀,人均公园绿地指标距省级园林县城标准有一定差距。

加强了民生水利工程建设。完成了2012年200万亩节水滴灌收尾工程、2013年300万亩的主体建设任务和29个粮食作物示范项目主体建设,全年节水7 834万m3,粮食增产2.4亿kg。解决了127万农村群众的饮水安全问题。发放移民直补资金3亿元,完成移民扶持项目1 221个。治理水土流失面积321万亩;清理河道垃圾172万m3,封育河道滩地60万亩。

[5] 哈益明,施惠栋,王锋,等.电子束辐照的研究现状和应用特点[J].核农学报,2007,21(1):61-64.

[6] 杜方岭,王志芬,王守经,等.电子束辐射技术应用研究及发展前景[J].山东农业科学,2009,12:102-104

[7] 张学品,吴少辉,段国辉,等.辐射对冬小麦主要农艺性状遗传力的影响[J].中国农学通报,2006,22(12):148-151

同时,由于当前土木工程在全国范围内进行,不同地区的地理环境和气候的差异给土木工程的施工造成了极大的影响,建设难度的提升给土木工程施工技术提出了更高的要求。

[8] 魏会惠,罗小虎,王莉,等.电子束辐照小麦粉的杀菌效果及对低菌小麦粉品质的影响[J].现代食品科技,2017,33(2):142-147

[9] 王娟娟,陈云堂,田占军,等.电子束辐照对烟叶杀菌效果及感官质量的影响[J].湖北农业科学,2013,52(12):2844-284

 
张容,陈士强,翟建青,王建华,冯丹宁,何震天
《金陵科技学院学报》2018年第01期文献

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