杉木由于育种目标具有局限性,在自然条件下变异幅度窄且难以获得变异植株,对杉木遗传育种工作的大力开展造成了阻碍,也不利于杉木优良种质基因资源的筛选和保存。本试验以第三代种子园收集杉木种子为试验材料,对其进行60Co-γ射线辐照,研究测定不同辐照剂量处理下杉木种子萌发期、田间土培3个月和6个月时期的形态指标、生理生化、光合特性以及叶绿素荧光参数等指标的变化规律,探究60Co-γ辐照源与杉木种子之间的诱变效应,筛选出60Co-y辐照源对杉木种子的适宜辐照剂量范围,并通过一系列形态指标和生理生化指标进一步确定最佳辐照剂量,以期丰富杉木种质资源和拓宽变异类型,为杉木遗传育种改良奠定基础。主要研究结果如下：1不同辐照剂量处理对杉木种子萌芽期诱变效应不同。就不同辐照剂量处理间的差异而言,辐照剂量低于12Gy时,杉木种子12h电导率、绝对电导率及相对电导率的变化幅度均较小,辐照剂量超过12Gy时,杉木种子这3种电导率均呈缓慢上升趋势；9Gy时杉木种子活力最大,9-20Gy辐照剂量范围内,随着辐照剂量加大种子活力不断下降,辐照剂量大于20Gy后,完全失活种子数明显增加,种子活性受到明显抑制：25Gy和30Gy的杉木种子由于受到γ射线抑制作用显著,胚根根尖变黑,于萌芽期内种子便完全失活死亡。与对照处理相比,低剂量(3Gy)辐照下种子发芽率略高于对照,但辐照剂量大于6Gy时发芽率开始降低,且发芽率随辐照剂量的加大而不断降低；通过发芽率指标确定了杉木种子诱变的适宜诱变剂量范围为：9～16Gy。2不同辐照剂量处理对杉木3个月田间土培苗诱变效应不同。9Gy辐照剂量对杉木幼苗生长和生物量指标的综合影响效果最好,具体表现在：9Gy辐照剂量下,幼苗苗高、根长和生物量均最大；12Gy辐照剂量下幼苗地径最大,9Gy次之；6Gy辐照剂量下幼苗根数最多,9Gy和12Gy稍低；3Gy和9Gy辐照剂量下幼苗苗高增长量较其它辐照剂量大；6Gy和9Gy辐照剂量下幼苗根长增加量较其它辐照剂量多。9Gy辐照剂量对杉木幼苗酶活性和MDA含量的综合影响效果最好,具体表现在：SOD酶活性在3Gy辐照剂量下出现最大高峰值,9Gy次之；CAT酶活性在9Gy辐照剂量下出现最大高峰值,其次为12Gy和3Gy；POD酶活性在6Gy辐照剂量下出现最大高峰值,其次为9Gy；PPO酶活性在12Gy辐照剂量下出现最大高峰值,其次为9Gy；MDA含量在9Gy辐照剂量下出现最大高峰值,其次为6Gy和12Gy。3不同辐照剂量处理对杉木6个月田间土培苗诱变效应不同。不同辐照剂量处理对杉木幼苗叶片光合特性影响不同,具体表现在：杉木幼苗叶片叶绿素a和叶绿素总含量与辐照剂量之间呈极显著正相关,叶绿素b和叶绿素a/b与辐照剂量之间未达显著水平；杉木幼苗叶片Fo与辐照剂量呈极显著正相关,Fm、Fv、Fv/Fm、Fv/Fo与辐照剂量之间呈极显著负相关；杉木幼苗叶片胞间C02浓度和净光合速率与辐照剂量未达显著水平,而气孔导度、蒸腾速率与不同辐照剂量均呈极显著负相关。不同辐照剂量处理对杉木幼苗根、茎及叶的保护酶活性和MDA含量影响不同,具体表现在：杉木幼苗茎和根SOD酶活性与辐照剂量呈极显著相关关系,杉木幼苗叶片SOD酶活性与辐照剂量没有显著相关关系；杉木幼苗叶、茎和根POD酶活性、CAT酶活性和PPO酶活性与辐照剂量没有显著相关关系；杉木幼苗叶片MDA含量与辐照剂量呈极显著相关关系,杉木幼苗茎和根与辐照剂量没有显著相关关系。460Co-γ射线辐照处理后各指标主成分分析表明：影响杉木辐照诱变的主要效应因子表现在三个方面：第一,生长性状指标；第二,保护酶活性和MDA含量；第三,叶绿素荧光参数和光合速率。由各主成分得分和综合得分可知,9Gy处理组在第2主成分中为最大值,在第1和第3主成分中大小排名分别为第4和第2,其综合得分最大且明显高于其它组,说明9Gy辐照剂量对生长性状、保护酶活性、MDA含量、叶绿素荧光参数和光合速率指标的综合影响效果最佳,对其余生理生化指标也存在较大影响。因此,初步认为9Gy辐照剂量下60Co-γ射线对杉木种子有较好的诱变效应。5不同辐照剂量处理对杉木不同生长阶段(种子萌发期、3个月土培期和6个月土培期)畸变类型和畸变率的影响不同。种子萌芽期时,主要出现胚根根尖变红、胚根根尖膨大、胚根根尖焦化、胚根与种皮分离和分叉根等变异类型；3个月土培期和6个月土培期时,主要畸变类型为黄化苗、白化苗、分枝苗和矮化苗,其中,矮化畸变占绝大多数；部分畸变株在幼苗生长进程中逐渐失活死亡。从总体上看,60Co-y射线辐照引起的杉木种子诱变效应并未随植株的生长而完全消失,它们中的某些指标因子仍然影响着杉木的生长发育进程、光合效率以及形态特征等,而这种影响是否仍将延续,是否可遗传,是否有新的畸变类型出现,还有待后续进一步探讨。