低線量放射線が種子に及ぼす影響

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作成： 1998/08/17 林　徹データ番号　　　：020094 低線量放射線が種子に及ぼす影響目的　　　　　　：種子の発芽及び成長の促進放射線の種別　　：ガンマ線放射線源　　　　：⁶⁰Co線源線量（率）　　　：0-700Gy 利用施設名　　　：東京都立アイソトープ総合研究所照射施設照射条件　　　　：20-26℃ 応用分野　　　　：農業、種苗産業、施設園芸概要　　　　　　：ホウレンソウ、ニンジン、エンドウに低線量のガンマ線を照射すると、品種、種子の貯蔵期間や貯蔵温度、発芽床水分量、線量の影響を受け、必ずしも一定の結果が得られるわけではないが、総じて100Gy以下の低線量で発芽が促進された。低線量による発芽促進は水分を過剰に与えた時に顕著に現れた。トウモロコシやタマネギの種子を低線量照射した時もわずかながら光合成速度や収量が増加した。詳細説明　　　　：リード、丸粒ミンスターランド、ビロフレイの3品種のホウレンソウの種子に0-100Gyのガンマ線を照射し、照射直後に発芽試験を行ったところ、発芽床水分量が適切な場合には顕著な照射の影響は観察されなかった。しかし、発芽床水分量を過剰にして発芽が抑制される条件下では、図1に示すように、発芽率、発芽勢ともにガンマ線照射により上昇し、おおむね線量の増加に伴い発芽率が上昇する傾向にあった。すなわち、25Gyあるいは30Gy照射した場合には非照射試料と比べて10%以上高い発芽率を示し、50-100Gy照射した場合には非照射試料よりも15-30%高い発芽率を示した。図1　ホウレンソウ種子の発芽に及ぼす照射線量の影響（原論文1より引用）このような低線量のガンマ線照射による発芽促進効果は照射後種子を1年間貯蔵しても認められた。しかし、長期間貯蔵した後にガンマ線を照射した種子では、低線量のガンマ線照射による発芽促進効果は認められなかった。さらに、ニンジンやエンドウの種子ではホウレンソウほど顕著な効果は認められず、低線量のガンマ線により発芽促進する場合もあれば、逆に発芽が抑制される場合もあった。ガンマ線を2Gy照射したトウモロコシの種子から発芽した植物体について成長を観察したところ、3日後の根と芽の長さは非照射のものと比べてそれぞれ17%、30%大きな値を示した。しかし10Gy照射した種子と非照射種子との間には、3日目の芽生えに差は認められなかった。一方、2Gyあるいは10Gy照射した種子から発芽した芽生えが4枚葉に達した時の背丈と乾重量は、表1に示すように、非照射のものと比べて、それぞれ22%、17%大きな値を示した。表1　Plant height and dry matter of young maize plants (average values for at least 6 plants per treatment).（原論文2より引用。　Reproduced from Photosynthetica, 15(4), 484-489 (1981), Tab.2(p.486), LR.Koepp and M.Kramer, Photosynthetic Activity and Distribution of Photoassimilated 14C in Seedlings of Zea mays Grown from Gamma-irradiated Seeds; Copyright(1981), with permission from Kluwer Academic Press, Inc.） ---------------------------------------------------------------------------------- Plant height[mm] Dry matter[mg per plant] Number of Time for ---------------------------------------------------------- experiment experiment Dose[Gy] Dose[Gy] [d] 0 2 10 0 2 10 ---------------------------------------------------------------------------------- Ⅰ 27 118.8±3.7 122.5±4.9 122.2±6.5 57 60 52 Ⅱ 22 77.8±9.8 95.9±3.9 103.8±4.6 117 156 155 Ⅲa 19 109.1±4.0 141.9±6.6 143.1±8.6 220 249 353 Ⅲb 26 142.9±8.5 180.0±9.4 184.6±12.0 228 257 170 Ⅳ 15 126.6±6.5 163.5±4.6 147.3±4.5 79 114 135 Mean 115 　 141 　 140 140 167 167 ---------------------------------------------------------------------------------- また、同時期の光合成速度は、表2に示すように、非処理のものよりもガンマ線を2Gyあるいは10Gy照射したトウモロコシ種子からの植物体の方がはるかに大きかった。表2　Net photosynthetic rate (P_N) per plant, determined by CO₂ exchange measurements. Average values for 6 plants per treatment measured on two successive days.（原論文2より引用。　Reproduced from Photosynthetica, 15(4), 484-489 (1981), Tab.3(p.487), with permission from Kluwer Academic Press, Inc.） ------------------------------------------------ P_N [ng CO₂s^-¹ per plant] Number of Age of ---------------------------- experiment plants Dose[Gy] [d] 0 2 10 ------------------------------------------------ Ⅲa 18.19 36.1 53.1 75.3 Ⅳ 14.15 95.0 141.4 141.4 ------------------------------------------------ ガンマ線照射した種子から得られた植物体における光合成産物は、非照射の試料と比べて葉に留まる傾向にあった。線量率が13.1Gy／時、39.2Gy／時、52.3Gy／時の条件でガンマ線を150Gy、400Gy、700Gy照射したタマネギの種子及び非照射の種子の発芽率を比較すると、Super-Xという品種では、非照射の種子の発芽率が92.0%、照射した種子の平均の発芽率が83.2%であった。しかしGranex-33という品種では、非照射の種子の発芽率が76.0%、照射した種子の平均の発芽率が80.4%であった。千粒の種子から得られた苗の数は、Super-Xでは非照射が667.5本、照射が638.0本であり、Granex-33では非照射が574.0本、照射が647.5本であった。得られたタマネギの数は、Super-Xでは非照射が629.0個で照射が644.7個であり、Granex-33では非照射が547.5個で照射が514.8個であった。最も多くタマネギが穫れたのは、Super-Xでは13.1Gy／時で150Gy照射した時の717.5個、Granex-33では13.1Gy／時で700Gy照射した時の569.5個であった。100個のタマネギの重量は、Super-Xでは非照射が13.3kgで照射が14.1kgであり、Granex-33では非照射が13.1kgで照射が12.5kgであった。最もタマネギの重量が重かったのは、Super-Xでは700Gy照射した時の16.1kg、Granex-33では700Gy照射した時の13.6kgであった。コメント　　　　：低線量の放射線により種子の発芽などが促進される傾向は認められるが、必ず認められるわけではない。確実にこのような現象が起こる系を早く確立する必要がある。原論文１ Data source 1：植物種子への低線量放射線照射が発芽に及ぼす効果。2.照射線量、品種、貯蔵温度、貯蔵期間との関係菅沼浩敏、御園生淳、重光司電力中央研究所我孫子研究所、千葉県我孫子市我孫子1646 電力中央研究所報告, U94046 (1995) 原論文２ Data source 2： Photosynthetic Activity and Distribution of Photoassimilated ¹⁴C in Seedlings of Zea mays Grown from Gamma-irradiated Seeds R.Koepp and M.Kramer Department of Applied Radiology, Humboldt-University, Berlin, G.D.R. Photosynthetica, 15(4), 484-489 (1981) 原論文３ Data source 3： Increase of Onion Yield through Low Dose of Gamma Irradiation of its Seeds F.M.Wiendl, F.W.Wiendl, J.A.Wiendl, A.Vedovatto and V.Arthur Nuclear Energy Center for Agriculture, University of Sao Paulo, P.O.Box 96, Piracicaba, SP 13400-970 Brazil Radiation Physics and Chemistry, 46, 793-795 (1995) キーワード：種子、ガンマ線、発芽、成長、低線量、ホルミシス seed, gamma-ray, germination, growth, low dose, hormesis 分類コード：020501, 030601
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