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Co60-γ辐射对高羊茅子二代茎叶生长的影响

2013-08-11熊志波费永俊长江大学园艺园林学院湖北荆州434025

长江大学学报(自科版) 2013年11期
关键词:火凤凰高羊茅叶长

熊志波,费永俊 (长江大学园艺园林学院,湖北 荆州434025)

自1927年美国科学家Muller首先发现X射线能引起生物遗传性变异以来,辐射诱变育种已有80多年的历史[1]。利用该技术,能够选育出具有特定性状 (如抗病性、抗虫性、耐践踏性、植株低矮性、抗除草剂性等)且能稳定遗传的草坪草新品种、新品系[2]。辐射育种能改变草坪草品种的单一不良特性,保持其他优良特性基本不变,产生自然界里未曾有过的草坪草新类型,这在杂交狗牙根、钝叶草及假俭草上已取得了较好的效果[3]。

高羊茅 (Festuca arundinaces Schreb.)又称苇状羊茅,系禾本科羊茅属植物,是一种常用的冷季型草坪草[4],其绿色期相对较长,在我国大部分地区生长适应性好且成坪效果佳。国内比较系统地进行草坪高羊茅的引种工作始于20世纪80年代。李德颖等[5]选择不同高羊茅亲本进行杂交,讨论了从这些杂交后代得到的品系中选育适于北京地区的草坪型高羊茅品种的可能性。孙明等[6]研究了从美国引进的冷季型草坪草种23份,表明高羊茅是中国华东地区表现为适应性最强,耐热性、抗病性最好的草种。本研究通过对不同剂量辐射后的高羊茅子二代的株高、叶长、叶宽、叶面积、分蘖能力和生长速度等指标进行比较研究,探究其辐射后的优良性状是否能够遗传,旨在为高羊茅优良品种选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料及处理

对供试的4个高羊茅品种为火凤凰、黄金岛、可奇思、美洲虎4号植株进行Co60辐射处理,辐射剂量分别为0(CK)、100、200Gy,收集子代种子,于2010年11月在长江大学设施园艺基地进行等量播种,播种量40g/m2。常规管理,不修剪。随机区组设计,3次重复,小区面积1.2m×1.2m,过道宽0.3m,土壤肥力一致。

1.2 指标测定

(1)叶片形态指标 随机选取30片成熟叶片,用游标卡尺测量叶长、叶宽,用手持式CI-203激光叶面积仪测量叶面积,目测法测量叶色[7]。

(2)分蘖数 随机选取30株,分别在苗期、分蘖期、拔节期、抽穗期、成熟期测定分蘖数。

(3)生长速度 各个小区标记1株定期测定株高,同时在小区中选高、中、低各1株,自2010年12月16日起每20d测定1次,取4株的平均株高度。

2 结果与分析

2.1 不同剂量Co60辐射对高羊茅子二代叶片性状的影响

从表1可以看出,辐射处理后,高羊茅叶片长度、宽度均有明显变化。黄金岛和可奇思的叶长在100Gy和200Gy的辐射剂量下,均比CK下降,剂量越大,下降幅度也越大;而火凤凰与美洲虎4号在100Gy辐射下,叶长均比CK略微升高;在200Gy辐射下,叶长均比CK略微下降。高羊茅叶片宽度,在200Gy辐射剂量下,除可奇思外,均比CK下降。所有品种的高羊茅的叶面积,辐射后均下降,而且剂量越大,下降幅度也越大。

表1 辐射对高羊茅子二代叶长、叶宽和叶面积的影响

2.2 不同剂量Co60辐射对高羊茅子二代分蘖能力的影响

从表2可以看出,辐射处理的高羊茅子二代的分蘖数在各个时期与CK相比均有下降,不同的发育时期,下降的幅度有所差异。在分蘖期、拔节期和抽穗期,分蘖数下降较为明显。黄金岛、火凤凰和可奇思在100Gy剂量下均比200Gy剂量下的下降幅度大,美洲虎4号则是在200Gy剂量下的下降幅度较大。

表2 辐射对高羊茅子二代每株分蘖数的影响

2.3 不同剂量Co60辐射对高羊茅子二代株高的影响

由表3可知,高羊茅辐射组的株高在各个时期均小于对照组,且随着时间的推移,辐射组的株高与对照组的差距越来越大。值得一提的是,在调查的各个时期,100Gy辐射下的火凤凰与200Gy辐射下的美洲虎4号株,其株高明显小于对应时期的CK,而且在整个调查时期内,株高的变化较小,均低于40cm,这说明,辐射不仅对高羊茅的株高有影响,而且明显降低了高羊茅的生长速度。

表3 辐射对高羊茅子二代株高的影响 cm

3 讨论

叶长、叶宽以及叶面积都是作物栽培和育种研究中的重要指标,植物叶片的大小细致不仅直接影响草坪的美观,而且叶片大小对光能利用、收获量及环境效益都有显著的影响[8]。较小的叶片可以减少蒸腾,增强植株的抗逆能力。本研究发现,经过Co60辐射,高羊茅叶面积变小,不但降低了叶片的蒸腾作用,而且为改善高羊茅叶片粗糙这一劣性提供了基础。所以,利用Co60辐射培育矮化、叶面积小的高羊茅品种是可行的。

草坪的生长速度与自然高度是体现草种坪用价值的重要指标。对一个优良草坪草而言,必须具备草丛低矮、慢速生长的特性。本研究发现,经过Co60辐射诱,降低了高羊茅草丛的自然高度,火凤凰100Gy辐射组与美洲虎4号200Gy辐射组生长速度都有大幅度的下降。可见,Co60辐射降低了高羊茅的株高,使其向优良性状变化。

通过Co60辐射诱变,高羊茅株高的变异趋势是变矮,叶长和叶宽的变异趋势是变短和变窄,对于草坪草而言,这些都是优良的性状变异。经过进一步分析发现,100Gy辐射下的火凤凰和200Gy辐射下的美洲虎4号,辐射诱变在母代表型性状引起的变异在其子代上仍然表现出来,由此可见,Co60辐射引起的表型性状的变异是可以稳定遗传的,这为辐射诱变选育高羊茅新品种奠定了基础。

[1]胡助力.诱变育种前景预测 [J].浙江现代农业,2000,(3):31-32.

[2]周小梅,赵运林,易自力,等.辐射育种研究概况及其在草坪草中的应用前景 [J].湖南城市学院学报,2004,13(4):73-76.

[3]Powell J B.Mutations induced in vegetatively propagated turf Bermuda grass by gamma radiation[J].Crop Sci,1974,14:327-330.

[4]Emmons R D.Turf grass Science and Management(2nd edition)[M].New York:Delmar Publishers,1994:62-81.

[5]李德颖,范莉英,孙阿琦.高羊茅生物学性状分析在草坪品种选育中的应用 [J].草业学报,1997,6(2):28-35.

[6]孙 明,陈雪芳,苏旭东.冷季型草坪高羊茅草种在中国华东地区的引进和应用 [J].上海农业学报,1999,15(1):44-46.

[7]范月君,姜润潇,黄丽银,伍维高.高羊茅品种引种试验初报 [J].四川草原,2004,(5):18-20.

[8]韩建国,李鸿祥,张宏海,等.修剪频率和高度对草地早熟禾/高羊茅草坪质量的影响 [J].草地学报,1997,(2):141-147.

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