快中子辐照育种――兰辐黑麦芒(92)1号

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1、第33卷第1期原子能科学技术Vol.33,No.11999年1月AtomicEnergyScienceandTechnologyJan.1999快中子辐照育种——兰辐黑麦芒(92)1号牛占岐　王学智　朴禹伯　李汝平(兰州大学现代物理系,730000)侯世昌(甘肃省科学院生物研究所,兰州,730000)王根轩(兰州大学干旱农业生态国家重点实验室,730000)选用青海黑麦芒(TriticumL.Qinghaiblackawn)作原始材料,在强流中子发生器上用14MeV中子辐照。经6个世代田间试验,获得新的品种。新品种的特性是:分蘖能力强、抗干旱、抗倒伏、抗虫害及在半干旱条

2、件下稳产高产。关键词辐照育种　诱发突变　抗逆性中图法分类号S335121为满足急剧增长的人口对粮食的需求,大多数国家都在各自的生态环境下采用电离辐射技术开展农作物的育种研究。目前,全世界已有200多种新植物品种是通过低LET射线(X射线、C射线和高能电子束)培育出的,而且采用所谓“C圃”和“C全景”装置进行大面积辐射育[1]种。对于辐射刺激植物生长和遗传变异的机理,前苏联科学家库津院士曾作出解释。中子作为高LET射线,其辐照将产生宽的变异频谱、高的突变率和稳定性。美国、意大利和印度等国[2]采用中子辐照培育出抗逆强的高产小麦品种。我国早在70年代就开展过中子辐照育种的研

3、究,育成数个小麦品种,但未做报道。本工作利用兰州大学强流中子发生器的便利条件和西北干旱地区的生态环境,使用快中子辐照技术培育适合干旱地区种植的小麦新品种。1　中子辐照育种过程111　中子辐照剂量的选择麦类的C辐照育种剂量范围为10～100Gy。而中子,特别是14MeV快中子,其相对生物牛占岐:男,58岁,核技术专业,高级工程师收稿日期:1997209219　收到修改稿日期:1997211210第1期　　牛占岐等:快中子辐照育种——兰辐黑麦芒(92)1号6711-211-2效应比C射线强,故选择约10cm的中子注量为宜。本工作选(2～3)×10cm的中子注量(相当10Gy

4、剂量)。112　辐照材料选择青海黑麦芒春小麦具有抗高寒和耐干旱性,适合黄土高原种植,将它选为辐照育种的原始[3]材料。113　第1代中子辐照育种实验1992年3月,在强流中子发生器上距靶点40cm处放置1kg青海黑麦芒原种,累积中子11-2注量约2×10cm。经过照射的麦种种植于甘肃省榆中县某农民承包地。在生长后期观察到双穗率达2%～4%(也有三穗),小穗数增加2～3个,每小穗粒数增加1～2粒,麦茎杆增粗1[4]倍左右,分蘖多,次生根多且长(图1)。收割后的考种表明,产量提高3成以上。图1　快中子辐照第1代小麦标本的对比Fig.1Thecomparisonbetween

5、thefirstgenerationofthespecimentreatedbyfastneutronandthecontrol2　辐射后代的田间试验211　抗干旱试验1994年初,正值冬春大旱时节,在其它麦类无法下种时,在榆中县张家河乡租用011亩农田,种植第3代麦种。发芽率在90%以上,长势一直良好,收获2118kg,而其它下种的麦类却颗粒未收。1997年,在榆中县乔家营租用014亩试验田,在旱情与1994年相似的情况下,又收获108kg,折合亩产270kg。212　抗倒伏试验每年在榆中选一小块水地进行实验。每当大风来临时,用大水浇灌,或在暴雨来临时把流水引入麦田中

6、,观其效果。在上述2种情况下,其它对照种的植株均有倒伏,此小麦品种的植株无倒伏现象。1997年01015亩抗倒伏水地收回种子710kg,折合亩产46615kg(图2)。213　抗病虫害观察连续观察6年,未发现病虫侵害过此小麦品种。近几年在榆中一带,麦茎蜂(Dolerustritici)成了小麦的最大害虫,满地乱飞。但实验田麦地中未发现任何害虫危害现象。其它品种68原子能科学技术　　第33卷出穗后,在抽穗期即有10%左右的小麦被此虫从根部咬断,而实验小麦品种未发现此现象。图2　抗倒伏小麦标本Fig.2Thespecimenofwheatwithresistancetolo

7、dging214　耐寒性的意外发现1993年,为了避免实验小麦品种与其它麦种异交,把播种期由当地的正常播种期的3月中旬提前到3月初,3月中旬一场大雪使地皮结冻3～5mm。出乎意料,该品种安然无损,长势良好,充分显示了它的耐寒性。215　分蘖力在同等条件下,分蘖力可比对照品种平均高3～6倍(图3),少则3个,多则16个。茎秆粗4～5mm,秆长70～75cm,根系发达,次生根数量比原品种高5～8倍,根长比原品种长约2倍。它可形成10～40条次生根,每条次生根上有数不清的毛细根,根长达115mm,粗1～1152mm。原品种只有3～5条次生根,根