植物育种的进步和突破往往依赖于育种新技术的创新和育种新材料（种质）的突破［１］。宇宙空间特殊的环境条件能直接影响生物的生存、生长、发育、衰老，引起生物的基因突变［２］。利用航天诱变增加遗传变异，为改良和培育新品种拓展了广阔空间，我国空间诱变育种已取得了可喜的成果［３］。鸡冠花（Ｃｅｌｏｓｉａｃｒｉｓｔａｔａ），是苋科青葙属１年生草本花卉，原产非洲、美洲热带和印度，世界各地广为栽培［４］。鸡冠花花期长、花色鲜艳，具有较高的观赏价值，是园林中常见的盆栽和花坛花卉［５］。近年来，鸡冠花已成为南亚热带地区最重要的景观草花。但在中国基本上没有开展鸡冠花的品种培育，栽培和应用的传统品种十分单调，退化极为严重［６］。目前栽培和观赏应用的品种主要是引入品种［７］。本研究利用卫星搭载鸡冠花种子，返回地面进行种植试验，探讨空间环境对鸡冠花种子生长发育的影响，以期为空间生物学研究和植物诱变育种提供依据。
１材料与方法
１．１试验材料的诱变处理
诱变材料由德国班纳利（Ｂｅｎａｒｙ）种子有限公司提供，为黄色羽状鸡冠花（和服）。将材料分成２份，一份留作对照，一份于２０１１年１１月搭载于神州八号飞船进行诱变，诱变粒数２７４粒，返回地面后在低湿低温储藏柜中保存。
１．２试验材料的种植
供试材料先在７２孔育苗穴盘中点播，待长出４片真叶时移栽至１２ｃｍ×１０ｃｍ的营养钵中。穴盘点播介质为：营养土∶草炭∶珍珠岩＝６∶２∶２混合，营养钵介质为腐殖土∶草炭∶珍珠岩∶生物菌肥＝３∶２∶３∶２混合，加硫酸亚铁和多菌灵搅拌均匀放置５ｄ后装盆。在整个栽培过程中，采用常规栽培措施进行栽培管理，各处理的环境、基质、施肥、浇水等条件均相同，不摘心、不抹芽。
１．３调查方法
１．３．１生育期观测方法观察记录Ｍ０和Ｍ１代诱变材料与对照的生长发育进程。主要从以下几方面进行观测：出苗期、出苗率、现蕾期、初花期、盛花期、单花观赏期、无观赏期、花期等［８－９］。１．３．２观赏性状观测方法在进入盛花期，生长稳定以后，从Ｍ０代诱变材料中随机选取３０株、对照随机选取１０株，对其株高、叶长、叶宽、花蕾数、花数、花径、冠幅、分支数等进行测量和计数，对叶色、花色等进行目测，１０ｄ为一个观测周期；Ｍ１代待进入盛花期以后，从对照中随机选取１０株，分别对其和变异株进行测量和计数，方法及指标同Ｍ０代。调查数据采用ＭｉｃｒｏｓｏｆｔＥｘｃｅｌ２００３和ＳＰＳＳ１９．０软件整理和分析。
２结果与分析
２．１主要生育期观测结果
从表１可以看出，Ｍ１代和Ｍ０代相比较，现蕾期、初花期、无观赏期都有延迟１０ｄ左右的时间，这可能与它们的播种时间有关系，Ｍ０代是２０１２年６月７日播种，而Ｍ１代是２０１３年４月２０日播种，气温较低，导致生长期相对缓慢。就诱变与对照比较而言，Ｍ０代出苗率诱变材料较对照高出２０％，空间环境对花卉种子的发芽率是有影响的，仅就本试验而言，是提高了种子活力。现蕾期诱变较对照略有提前，Ｍ０代提前２ｄ，Ｍ１代提前１ｄ。初花期Ｍ０代提前２ｄ，Ｍ１代无变化。单花观赏期Ｍ０代延长１ｄ，Ｍ１代延长２ｄ，花期Ｍ０代延长５ｄ，Ｍ１代延长１ｄ。可见，空间诱变对诱变材料的生长发育具有一定的影响，但不是很大。
２．２主要观赏性状观测结果
２．２．１Ｍ０代观测结果主要观赏性状中，Ｍ０代无变异株出现。与对照相比较，诱变群体的花蕾数、花数、分支数、花色、叶色均无显著差异。株高略有增长，除８月１０日调查结果无明显差异外，其余均比对照增加１ｃｍ左右，达到显著差异；叶片长度较对照增加３ｃｍ，宽度增加０．６ｃｍ，差异显著；花序变长，较对照增加０．４ｃｍ，宽度无变化；冠幅增加，差异显著，这些变化表明，搭载处理群体生长势较强，植株健壮度高，见表２。２．２．２Ｍ１代观测结果对照材料的花序为羽状黄色，茎为圆柱型，无分支（图Ａ）。在Ｍ１代诱变材料中，主要出现了以下几种变异类型。茎、花型变异株１株：变异株ＱＹＳＰ２－１茎为扁平茎、花序变为头状（图Ｂ）；花型变异株４株：变异株ＱＹＳＰ２－２花序为扇圆形，类似风尾鸡冠花（图Ｃ）和变异株顶部均为头状，以下均为羽状，但在整个花序中所占的比例不一，如变异株ＱＹＳＰ２－３靠顶部１／４处为头状，以下为羽状（图Ｄ）；变异株ＱＹＳＰ２－４，１／２处以上为头状，以下为羽状（图Ｅ）；变异株ＱＹＳＰ２－５，花序形状和ＱＹＳＰ２－４很相像，不同的是它顶部的头状部分有裂隙，不完整（图Ｆ）；花型花色变异株：ＱＹＳＰ２－６其花序形状与变异株ＱＹＳＰ２－５相似，但花色变为浅绿色（图Ｇ）；花色分支变异株ＱＹＳＰ２－７：从主干顶端分叉，长出大小均一的２个花序，且花序颜色为浅绿色，有一定的观赏价值（图Ｈ）；ＱＹＳＰ２－６和ＱＹＳＰ２－７的花色一开始均为淡黄色，带花开后约一个月以后逐渐变为浅绿色，且绿色逐渐加深。分支变异株４株：ＱＹＳＰ２－８从基部长出２个大小基本一致的分支，花序均为羽状（图Ｉ）；ＱＹＳＰ２－９从基部长出４个大小不一的分支，其中２个花序为羽状，其余２个花序顶端为头状，以下为羽状（图Ｊ）；ＱＹＳＰ２－１０从底部长出２个和主干大小一致的分支，花序均为羽状（图Ｋ）；ＱＹＳＰ２－１１从主干中部叶腋处长出２个和主干大小一致的侧枝，花序均为羽状（图Ｌ）。从表３中可以看出，绝大部分变异株株高除ＱＹＳＰ２－１增加，ＱＹＳＰ２－３、ＱＹＳＰ２－５无变化外，其余全部矮化，且差异显著；叶长变小，叶宽除ＱＹＳＰ２－１１增宽，其余全部变窄；分支变异株花数显著增加，花序变短，除ＱＹＳＰ２－１１变异株中一个花序宽度增加以外，其余全部较对照小；变异株冠幅也全部较对照小。试验结果表明空间环境对羽状鸡冠花Ｍ１代的主要观赏性状如：株高、叶长、叶宽、花数、花序、冠幅、分支数、花色等方面有影响，使其发生了一定的变异，其中花色变异株ＱＹＳＰ２－７的浅绿色花色很漂亮，具有一定的观赏价值。
３讨论
３．１Ｍ０代出苗率提高
从试验结果可以看出，羽状鸡冠花Ｍ０代的出苗率较对照增加了约２０％，这说明空间环境对鸡冠花种子的发芽率是有影响的。这种影响在非洲菊、鸡冠花、石刁柏、三色堇、白皮松、球根海棠等花卉品种中已有相关报道，但也有抑制种子活力的，如桔梗种子［１０］。有关研究已经证实，低剂量的射线辐射对植物的生长发育有一定刺激作用，可提高许多植物种子的发芽率［１１］，因此推断在空间环境中，类似低剂量的辐射可能对种子的生长和生理活动产生了的促进作用［１２］。
３．２Ｍ１代主要观赏性状变异
在Ｍ１代中，主要出现了几种变异类型：茎变异、花型变异、花色变异和分支变异等。变异株ＱＹＳＰ２－１的茎为扁平状，曾有报道，烟火头状红色鸡冠花经过离子注入诱变以后，植株的平均主茎与对照相比，有增粗的趋势［９］。空间诱变出现扁平茎，还未见报道，其原因还有待进一步研究。空间环境容易诱导产生重瓣和其它具有奇特瓣型的变异［１２］，向日葵、凤仙花和白莲都有这方面的报道［１３－１５］。花色是关系花卉品质高低和观赏价值的重要性状。事实表明，空间环境能够引起一些花卉花色的改变［１２］。本研究中，羽状鸡冠花经过空间诱变后出现浅绿色，这种花色变异还比较少见，具有一定的应用价值。曾有报道，卫星搭载的鸡冠花出现了矮小和侧枝增多的变异植株［２１］，在本研究中，也出现了４头、３头和２头的变异株。Ｍ１代中几乎所有变异株的株高都变矮，根据已有的报道，航天搭载对大部分植物株高有变矮的趋势，如菊花［１６］谷子［１７］水稻［１８］黄叶高羊茅［１９］和拟南芥［２０］等，与本研究结果一致。
４结论
在羽状鸡冠花航天搭载后，Ｍ０代的诱变材料出苗率较对照增加了约２０％，株高略有增长、叶片变大、冠幅增加，这说明空间搭载使其生长势更加健壮。Ｍ１代主要出现了几种变异类型：茎变异、花型变异、花色变异和分支变异等。其中茎变异的植株，茎为扁平状，而对照则为圆柱状；花型变异有中部以上为头状，中部以下为羽状花序、整个花序类似扇圆形等；花色花型变异株，花型类似头状，花色由黄色见变为浅绿色；花色分支变异株从茎顶端分为２支，花色由黄色渐变为浅绿色；几乎所有变异株都有矮化现象。这说明，空间环境对羽状鸡冠花的生长发育具有一定的影响。Ｍ１代出现的花色变异株，具有一定的观赏价值。
作者：豆丽萍 穆妮妮 张彦山 马杰 单位：庆阳市农业科学研究院
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