自1934年,印尼科学家托伦纳利用X射线照射烟草,育成烟草新品种,开创了农作物辐射育种新纪元以后,各国相继出现农作物辐射育种的研究。我国对农作物的辐射育种技术起源于20世纪50年代后半叶,至今,关于辐射的研究虽然只有几十年,但其成绩斐然,据资料显示,全世界利用辐射育种培育出的新品种已有2000多种,播种面积已达几千万公顷;我国培育出620多个新品种,其占比率达到25%以上。
由于物理辐射因子诱变育种技术在现代农业植物育种中是一种直接利用物理辐射进行诱变的育种方式,采用比较直接的方式作用于种子,植物营养体或植物生殖体上,能够诱导物种染色体、结构和生殖行为发生变异,突变体的稳定速率又较快,但相对于不同的作物,其对辐射源的辐射剂量敏感度不同,因此,不同作物的辐射剂量也有很大差别。
基层单位基础性育种研究,所能采用的育种方式相对比较常规,传统性比较强,瓶颈性技术难题出现的会现对较早。近年来,随着辐射育种整体技术的不断完善,基层研究单位也逐步加入到辐射育种行列之中。辐射后分区种植,实地观察,在田间更直接的获取辐射后的第一手材料。
韭菜辐射育种最早报道见于1993年,刘建萍等在莱阳农学院学报上发表的60CO辐射韭菜种子M1的辐射效应,以后显有报道。故韭菜辐射方面很大探究空间。
自2017年,廊坊市农林科学院韭菜项目组,开始对韭菜种子开展辐射,初始辐射剂量为30GY和45GY,以15GY/次的频长逐步增加辐射剂量,辐射剂量率采用1GY/分、2GY/分,至今,其总体辐射剂量已达到150GY。每次辐射后,根据目标种植方式选取适宜的播种时间,采用干籽直播方式,按品系分区种植,生长期开展数据采集,花期逐花重点观察,当发现雄蕊及花粉出现异样时进行特别标注,并与常规的育种方式相结合,使突变体得以应用保留。经过几年的研究探索,再2个方面取得了较为显著的成绩。其一:韭菜品系材料经过辐射,发现不育突变体。在韭菜不同品系的自交系材料中,韭菜品系中产生不育株品系的发生概率达10.5%。韭菜不育株的人为产生是韭菜育种过程中的一个历史性的突破,它使韭菜不育系的形成具有目标性,使韭菜新品种的形成具有可预知性。其二:韭菜品系材料经过递增式辐射剂量的辐射,发现了韭菜的基本致死剂量及致死剂量。基本致死剂量的正常发芽并生长的韭菜品系材料可达到1.5%,弱型发芽式但不能正常发育成韭菜植株的占品系2.3%,其表象为韭菜籽吸水膨胀,种子开裂,向内隐约有小须根长出,向外在种子壳的尖端形成锥形肿胀,直到肿胀消退,不抽新,以至于慢慢死亡,形成韭菜“有芽无势的状态。”在此基础上,又加大了15GY的剂量,达到了韭菜辐射剂量的极限值。韭菜干种子辐射剂量峰值的首次提出,为今后国内外韭菜育种者提供了辐射育种可参性数据,也填补了当今韭菜辐射数据的峰值空白。