龚洪恩，吕芳德，陈传松，和红晓

(1.中国林业科学研究院 亚热带林业实验中心，江西 分宜 336600；2.中南林业科技大学a.经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室；b.经济林培育与利用湖南省2011协同创新中心，湖南 长沙 410004；3.湘西自治州林业科学研究所，湖南 吉首 416000)

伞树Acacia saligna(Labill.)H.L.Wendl.为含羞草科Mimosaceae金合欢属Acacia常绿乔木或灌木。其树形优美，形状似伞，茎干挺拔，枝桠开张，小叶翠绿，为二回羽状复叶，花球形，红色。可广泛用作庭院和行道绿化树种，对肥力要求不高，颇耐干热[1]。金合欢属植物种类丰富，全世界有1 200多种[2]，广泛分布于热带和亚热带地区[3]，我国金合欢属植物主要分布于西南及华南热带亚热带地区，尤以云南为最多[4]。金合欢属植物生态特性良好，适应能力强，易于栽培种植[5-6]，因此，具有较好的应用价值和开发前景[7]。本试验中通过测定N和Ti离子注入的不同处理中伞树幼苗叶绿素含量的变化，研究离子注入与伞树叶绿素含量之间的变化关系，旨在为生产实践提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

伞树种子(采自埃塞俄比亚)、80％丙酮、石英砂、碳酸钙粉。

1.2 试验仪器

LZD-1000型离子注入机(成都同创材料表面新技)、755型紫外可见光光度计、电子天平(感量0.01g)、研钵、棕色容量瓶、小漏斗、定量滤纸、吸水纸、擦镜纸、滴管等。

1.3 试验方法

1.3.1 试验材料的处理

离子注入处理在中南林业科技大学离子注入实验室完成。选取大小一致、颗粒饱满的伞树种子，放入LZD-1000型离子注入机样盘进行处理。离子源为N和Ti 2种离子，注入能量为30 keV[8]，束流为10 mA，每21s注入1次，每次注入3s，注入剂量分为 200×1014、400×1014、600×1014、800×1014、1 000×1014、1 200×1014ion/cm2[9]，处理均在10-3Pa真空度下进行，以不做离子注入的种子为对照，共7个试验处理。

处理后，将种子于80℃恒温水浴中进行催芽处理[10]，然后将种子置于装有少量蒸馏水的培养皿中，于20～25℃恒温培养箱内进行发芽培养，每天用清水换洗[11]。把发芽的种子种入花盆，待长出幼苗时进行叶绿素含量测定。

1.3.2 叶绿素含量的测定[12]

称取剪碎的各处理新鲜叶片0.2g，分别放入研钵中，加少量石英砂、碳酸钙粉和2～3mL 80％丙酮，研成匀浆，再加80％丙酮10mL，继续研磨至组织变白。静置3～5min。然后过滤到25mL棕色容量瓶中，并定容。将叶绿体色素提取液倒入光径1cm的比色皿内。以80％丙酮为空白，在波长663nm和645nm下测定吸光度。3次重复。

1.4 数据计算

式中，Ca和Cb分别表示叶绿素a、b的质量浓度(mg·L-1)，A663和A645分别表示在波长663nm和645nm下测定的吸光度值。

按下式计算组织中单位鲜质量的各色素的含量：

叶绿体色素的含量＝(色素质量浓度×提取液体积×稀释倍数)/样品鲜质量。

2 结果与分析

2.1 离子注入对叶绿素含量的影响

2.1.1 离子注入对叶绿素a含量的影响

离子注入对叶绿素a含量的影响见图1。从图1可以看出，经N离子注入处理后，随着注入剂量的增加，伞树幼苗叶绿素a的含量先是逐渐降低，当剂量达到400×1014ion/cm2时，开始逐渐升高，当剂量达到800×1014ion/cm2时，出现1个波峰值，然后随着剂量的逐渐加大，叶绿素a的含量又逐渐降低，呈“马鞍型”曲线[13]；经Ti离子注入处理后，随着注入剂量的增加，伞树叶绿素a的含量先是降低，然后升高，再降低，再升高，最后急剧降低，呈“双马鞍型”曲线[14]，第1个波峰值出现在400×1014ion/cm2处，第2个波峰值出现在1 000×1014ion/cm2处，在剂量0～1 000×1014ion/cm2内，变化比较平缓，当剂量超过1 000×1014ion/cm2后，叶绿素a的含量急剧下降，说明短时间内叶绿素a受到严重损伤。

图1 离子注入对叶绿素a含量的影响Fig.1 Effect of ion implantation on chlorophyll a content

2.1.2 离子注入对叶绿素b含量的影响

离子注入对叶绿素b含量的影响见图2。从图2可以看出，经N离子注入处理后，随着注入剂量的增加，伞树幼苗叶绿素b的含量变化与叶绿素a的变化基本相似，呈“马鞍型”变化曲线，波峰值也在800×1014ion/cm2处；经Ti离子注入处理后，伞树幼苗叶绿素b的含量变化与叶绿素a的变化也基本相似，呈“双马鞍型”变化曲线，波峰值分别在400×1014ion/cm2和800×1014ion/cm2处，在剂量0～1 000×1014ion/cm2内，变化较平缓，当剂量超过1 000×1014ion/cm2后，叶绿素b的含量也急剧下降，说明短时间内叶绿素b同样受到严重损伤。

2.1.3 离子注入对总叶绿素含量的影响

离子注入对总叶绿素含量的影响见图3。从图3可以看出，经N离子注入处理后，伞树幼苗总叶绿素含量变化与叶绿素a的含量变化基本相似；经Ti离子注入处理后，伞树叶绿素的总含量与叶绿素a、b的含量变化基本相似。

图2 离子注入对叶绿素b含量的影响Fig.2 Effect of ion implantation on chlorophyll b content

2.2 离子注入与叶绿素含量的相关性

2.2.1 N离子注入剂量与叶绿素含量的相关性

N离子注入剂量与叶绿素含量的相关性见表1。由表1可知，N离子注入剂量与叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总含量之间均呈现显著相关，相关系数分别为0.686、0.694和0.689，说明离子注入剂量对叶绿素含量有着显著的影响；叶绿素a含量与叶绿素总含量呈现极显著相关，叶绿素b含量与叶绿素总含量呈现显著相关。

图3 离子注入对总叶绿素含量的影响Fig.3 Effect of ion implantation on total chlorophyll content

表1 N离子注入剂量与叶绿素含量的相关性†Table 1 Correlation between N ion implantation dosage and chlorophyll content

2.2.2 Ti离子注入剂量与叶绿素含量的相关性

Ti离子注入剂量与叶绿素含量的相关性见表2。由表2可知，Ti离子注入剂量与叶绿素a、叶绿素b含量以及叶绿素总含量之间相关性均不显著，但叶绿素a、叶绿素b含量以及叶绿素总含量之间均呈现极显著相关。

表2 Ti离子注入剂量与叶绿素含量的相关性Table 2 Correlation between Ti ion implantation dosage and chlorophyll content

3 结论与讨论

经N和Ti 2种离子注入后，伞树幼苗叶绿素a、叶绿素b以及叶绿素总量均呈现出相似的变化趋势，即先降低，然后回升，再降低的变化趋势，符合存活率—剂量关系式[15]，也验证了“马鞍型”存活曲线。在峰值前面叶绿素受到的损伤较小，在峰值后面受到的损伤较为严重。

离子注入剂量与叶绿素含量的相关性分析结果表明，N离子注入剂量与伞树叶绿素含量显著相关，而Ti离子注入剂量与伞树叶绿素含量相关性不显著，说明N离子注入伞树更容易产生突变体。

本试验结果表明，应选用N离子作为离子源，注入能量为30 keV，束流大小为10 mA，每21s注入1次，每次注入3s，剂量控制在800×1014ion/cm2范围为宜，处理均在10-3Pa真空度下进行。

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