伽马射线辐照对细绒棉品种种子某些形态学及农艺性状变异性的影响

《Journal of Crop Science and Biotechnology》：Variability of certain morphological and agronomic traits in seeds of Gossypium hirsutum L. cotton varieties under the influence of gamma radiation

　　

摘要

栽培棉（Gossypium hirsutum L.）的遗传基础狭窄，限制了改良高产、优良纤维品质及适应变化环境条件品种的发展，使得对新型遗传变异来源的需求持续存在。诱变育种，尤其是γ射线辐照，为产生表型多样性提供了一种有效途径，但其效果强烈依赖于辐照剂量和基因型。本研究评估了六个具有重要商业价值的乌兹别克斯坦棉花品种——Sulton、An-Bayovut-2、S-8290、C-6524、Namangan-77和SP-1303——对⁶⁰Co γ射线辐照的响应，辐照剂量分别为50、100、150、200、250和300 Gy。在受控实验室条件下评估了发芽势和最终发芽率，而田间生长植株则评估了形态变异和若干重要经济性状。随后对150 Gy处理种子衍生植株的皮棉率进行了评估，并与相应的非辐照对照组进行比较。γ射线辐照显著影响了发芽势和发芽率，品种、辐照剂量及品种×剂量交互作用均具有显著效应（P < 0.01）。最高发芽表现通常出现在150 Gy处理组，而300 Gy处理导致发芽率显著降低，并造成田间出苗完全失败。在754株田间评估植株中，有50株表现出明显的表型变异，包括节间缩短、果实架构紧凑、矮化、分枝和叶片形态改变，以及棉铃形状和大小的变化。尽管表型变异植株的比例在中等剂量时数值上有所增加，但辐照剂量与变异频率之间的总体关联在统计上不显著（χ² = 8.56，df = 4，P = 0.073；Cramér's V = 0.107）。对照组与150 Gy衍生群体之间的平均皮棉率差异不显著；然而，辐照群体表现出更大的群体内变异，包括皮棉率超过41%的罕见个体，尤其在Namangan-77中表现突出。这些发现表明，γ射线辐照能够拓宽乌兹别克斯坦棉花种质的表型变异范围，而过量辐照则会损害种子活力和田间定植。在本研究的条件下，150 Gy在测量的发芽响应和表型变异植株的恢复之间提供了最有利的平衡，但不应被视为普遍最优的诱变剂量。所鉴定的表型差异显著且高皮棉率的个体为进一步选择提供了有前景的材料，但仍需在M2及后续世代中进行评价，并结合分子特征分析，以确认所观察变异的稳定性、遗传性和遗传基础。