黄瓜（Cucumis sativus L.）原产于温暖湿润的喜马拉雅山南麓，属葫芦科 （Cucurbitaceae）甜瓜属（Cucumis L.）蔬菜作物。黄瓜一年内可以多茬栽培，市场供应时间长，经济价值高，是中国保护地种植面积最大的蔬菜种类之一。近20年来，我国的黄瓜育种工作虽取得了突破性进展，育成了大批优质、高产、抗病、适合多种栽培模式的黄瓜新品种，但由于育种材料不同生态型之间的亲缘关系较近，遗传基础相对狭窄，使育种工作再往前走很难再取得突破性的进展［1，2］。目前已有采用甲基磺酸乙酯（Ethyl methane sulphonate，EMS）［3］ 等化学 诱变 方 法 和60Coγ射线等辐射诱变方法［4］进行诱变处理黄瓜育种材料的报道，但有关利用离子注入法对黄瓜材料进行诱变处理的研究鲜见报道。自1986年中国科学院等离子体物理研究所余增亮等［5］率先开展重离子注入水稻诱变育种研究以来，离子束生物技术在植物［6－15］、微生物［16－22］诱变育种方面的研究已经取得了应用性成果，并且在相当多的作物种类应用方面带来了比较好的经济效益［9－14］。离子注入法进行诱变与其他诱变方法相比较最大的特点就是对材料造成的损伤小、不破坏遗传平衡、能够获得较多的有益突变体［6，23－25］。 因此，试验以黄瓜为研究对象，通过不同剂量的氮离子注入处理，对其诱变效果进行分析，以期为今后的蔬菜育种工作奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为天津科润农业科技股份有限公司黄瓜研究所自有育种材料，编号为E7－1，属于华北型黄瓜，是一个用未受精子房培养获得的加倍单倍体。

1.2 方法

1.2.1 氮离子注入 氮离子注入处理在中国科学院半导体研究所完成。挑选干燥、饱满的供试黄瓜种子，去除部分种皮后放入真空靶室内，将胚芽部分朝向离子束发出方向放置。氮离子能量为30 keV；选择不同注入剂量作为各个处理，分别是0.05×1014、0.1 ×1014、0.5 ×1014、1 ×1014、5 ×1014、10 ×1014、50 ×1014、100×1014、300×1014、600×1014、1 000×1014N＋／cm2。以不做氮离子注入的黄瓜种子为对照，共有12个试验处理。

1.2.2 发芽率 分别取12个试验处理的黄瓜种子各100粒，浸泡后放入28℃培养箱中催芽，重复3次。分别于2 d后和5 d后统计发芽率。

1.2.3 生长期植株主要性状 2011年3月，将不同注入剂量处理的黄瓜种子和对照种子在天津科润农业科技股份有限公司黄瓜研究所温室中进行播种、育苗。30 d后定植至大棚中，定植时各个处理种植区随机分布，每处理3次重复，每重复种植2行，每行100株左右，株距25 cm。定植前调查各处理的出苗率、成苗率和子叶形态，定植后每个剂量处理中的每个重复随机抽取20株，调查其第一雌花节位、株高、叶片形态和色泽、生长点数量等性状。

1.2.4 商品瓜性状 在黄瓜成熟阶段调查所有植株结瓜的商品性状，统计每个剂量处理的商品瓜性状改变情况，计算变异率。

1.2.5 黄瓜子产量 在黄瓜开花后进行单株自交，从每个剂量处理的每个重复中随机挑选20株，统计单株坐瓜数、单株结子量和单瓜结子量。

2 结果与分析

2.1 氮离子注入对黄瓜种子发芽率的影响

黄瓜种子经氮离子注入后种子发芽的情况见图1，从图1中可以看出，催芽2 d时各个处理剂量对种子的发芽率都有一定的影响，随着氮离子注入剂量的增加，发芽率呈先升高再降低、再升高再降低的马鞍型动态变化，以注入剂量为100×1014 N＋／cm2处理的发芽率最高，比对照的发芽率提高了88%；而注入剂量达到1 000×1014N＋／cm2的处理其发芽率最低，仅为对照的62%。不过在催芽5 d时各处理的种子发芽率与对照相比差异不大，均达到了90%以上。试验结果表明，随着氮离子注入剂量的增大，黄瓜种子的受损伤程度会越来越大；但黄瓜种子似乎具有一定的损伤修复能力，并且修复时间较短；随着时间的推移，黄瓜种子的发芽率在不长的时间内就可恢复到较高的水平，氮离子注入基本上没有影响到黄瓜种子的发芽。

图1 氮离子注入对黄瓜种子发芽率的影响

2.2 氮离子注入对黄瓜植株生长性状的影响

氮离子注入对黄瓜植株生长性状的影响结果见表1，从表1可见，各个处理剂量对黄瓜种子出苗率的影响不大，种子出苗率均在90%左右，这与前面氮离子注入对黄瓜种子发芽率造成的损伤随着时间的推移能被种子自身修复的情况相符。不过黄瓜植株的成苗率随着注入剂量的增大而逐渐降低，当处理剂量为1 000×1014N＋／cm2时，已出土的黄瓜幼苗在20 d内相继死亡，说明处理剂量过大对黄瓜植株造成的损伤还是存在的，并且损伤程度较大。在对黄瓜幼苗子叶形态调查后发现，经过氮离子注入处理后的黄瓜种子出苗后长出的子叶有部分出现了畸形（图2），定植后的植株相继出现了叶面褶皱、叶色变浅、双生长点等形态上的变化，以处理剂量为300×1014N＋／cm2时子叶畸形率和植株形态变化率最高，说明一定剂量的氮离子注入会对植株的生长发育产生负面影响，且在氮离子剂量达到300×1014N＋／cm2时表现最为突出，从而提示氮离子处理剂量在300×1014N＋／cm2应该是较佳的诱变剂量。

文章来源：《中国当代医药》 网址: http://www.zgddyyzz.cn/qikandaodu/2021/0121/694.html