三种辐照方式对黑松花粉萌发和花粉管生长的影响

研究了低能氮离子束、紫外线与γ射线辐照对黑松花粉萌发和花粉管生长的影响。结果表明,低能氮离子注入对黑松花粉的损伤效应与γ射线和紫外线照射的不同,主要表现在氮离子束剂量-萌发率效应曲线呈"马鞍型"和氮离子束注入诱发花粉管顶端肿胀,这说明低能离子束的作用机制可能与γ射线和紫外线的不同。认为花粉是研究离子注入生物学效应机制的理想模式系统。     

不同能量重离子注入农作物的诱变效应

用不同能量、不同注量的MEV级12C离子束辐照玉米和冬小麦干种子,用MEV级16O离子束辐照冬小麦干种子,研究其对M1代幼苗生长的影响和M2代的诱变效应。结果表明,在一定离子通量(注量)下,所用注入能量范围内的离子束对幼苗造成的辐射损伤随辐射能量的增加而增大。用12~16MEV/U的12C离子束辐照玉米和8MEV/U16O离子束辐照小麦,对M1代幼苗造成的辐射损伤比贯穿能量(45MEV/U)下的辐射损伤明显加重。12C离子束可以诱发玉米产生植株矮化、雄性不育、白化苗、多穗型等多种类型变异,多数白化苗能够转绿并正常结实。12C和16O离子束诱发冬小麦产生的早熟和矮杆突变最多,12C辐照冬小麦原冬6产生的早熟突变在辐照能量为8MEV/U、离子通量为80×107/CM2时高达10.7%;矮秆突变在辐照能量为8MEV/U、离子通量为120×107/CM2时高达7.59%。品种间的变异频率也存在差异。     

航天搭载和离子束注入对大豆诱变效应的初步研究

以北方春大豆主栽品种绥农14的干种子为材料,分别进行航天搭载和低能离子束注入处理。其中,航天搭载在实践八号返回式卫星上完成,离子束注入采用能量为30keV的氮离子,设置4×1016、8×1016、12×1016和16×1016N+/cm2等4个注量水平,在相同种植条件下对航天搭载和低能离子束注入处理M1代的生物学效应和M2代的变异频率进行研究,以比较两种诱变育种手段诱变效应的异同。结果表明,航天搭载处理M1代的出苗率、株高、单株荚数、单株粒数等与注量分别为4×1016和8×1016N+/cm2的离子束注入处理无显著差异。航天搭载处理M2代的总变异频率为4.41%,离子束注入处理M2代总变异频率的平均值为5.02%,两种处理间差异不显著;两种处理M2代中均有早熟、不育、多小叶、矮化、畸形茎、圆形叶片等变异类型,这些相同变异类型的总频率占航天搭载总变异频率的比例为97.3%,占离子束辐照处理总变异频率的比例为89.0%。鉴于两种处理的诱变频率和突变类型相近,但航天搭载的成本高,建议在大豆诱变育种中,可考虑选用离子束注入。     

氮离子束注入谷子种子后代基因组的RAPD分析

本试验应用RAPD标记技术对氮离子注入和γ射线辐射谷子种子引起的后代个体基因组DNA变异进行检测并作比较。145份材料在经筛选后的10个具多态性的随机引物上扩增得到94个多态性位点,145份材料之间的平均遗传距离为0.1978。结果表明低能氮离子注入谷子种子可以引起体内基因组DNA发生突变,经氮离子束注入的后代遗传差异大于γ射线处理引起的后代遗传差异。其中剂量为2.5×1016N+/cm2的氮离子束处理引起的后代遗传差异最大,平均遗传距离为0.1920,表明离子束注入应用于谷子诱变育种可以引起较丰富的遗传变异,是一种有效的生物品种改良新技术。     

加速器~7Li~(+3)注入小麦种胚内靶核反应的生物学效应

将加速器7Li+ 3 离子束与生物体内遗传物质发生1H( 7Li,7Be)n内靶特征核反应诱发核酸分子结构变化的机制应用于生物诱变 ,辐照剂量在 1 41 6× 1 0 10 粒子 cm2 - 1 41 6× 1 0 12 粒子 cm2范围内处理的小麦 ,观察幼苗叶片细胞亚显微结构 ,发现离子束注入引起了细胞膜的破裂 ,细胞发生质壁分离 ,细胞核形状变得不规则等。出现叶绿体局部突起 ,形成芽状结构 ;叶绿体基粒排列散乱 ,基粒类囊体模糊不清 ;叶绿体膜破裂 ,甚至消失 ;线粒体出现脊模糊、破裂等变化。对幼苗根尖细胞学研究观察 ,获得单桥、双桥、桥断裂、落后染色体、三级、断片和微核等畸变类型 ;对已获得的小麦突变株 ,分别进行M2 代DNA分子的RAPD分析 ,结果发现DNA均发生变异 ,证明7Li+ 3 注入通过内靶核反应能够诱发小麦在分子水平上产生遗传变异。     

氮离子束与γ射线辐照日本晴和“9311”水稻突变体库的筛选

利用氮离子束和γ射线辐照处理粳稻日本晴和籼稻"9311",经过M1代损伤鉴定、M2代筛选和M3代重复鉴定,分别得到了740份和666份日本晴突变体,571份和781份"9311"突变体。获得的突变体发生了叶片、茎秆、穗部和籽粒、生理等性状的突变。在氮离子束辐照处理中,日本晴和"9311"分别在5.0×1016N+/cm2和2.5×1016N+/cm2剂量辐照时获得高突变率,为6.44%和6.38%;γ射线辐照处理中,2种材料均在150Gy剂量辐照时获得高突变率,分别为5.68%和9.44%。在本试验中,各高突变率群体均为辐照当代损伤最低的群体。新构建的突变体库将为水稻功能基因组学研究提供较好的基础材料。     

离子辐射育种研究进展

本文重点介绍能量为(MeVu)级离子辐射的生物效应和离子辐射育种研究的国内外现状,以及作者在该领域中的初步研究结果,简述了低能离子束(几十keV)在辐射育种研究中遇到的一些问题。     

低能N+离子注入诱导小麦种子高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的变异

应用SDSPAGE和APAGE电泳技术,对不同剂量低能(25keV)N+离子注入小麦稳定品系CH3286的M3代种子储藏蛋白高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白变异进行了系统的分析。结果表明低能N+离子束注入能有效地诱导小麦种子高分子量谷蛋白亚基的变异。高剂量(10.8×1016N+cm2)N+注入的诱变频率高于中剂量(7.2×1016N+cm2),其亚基总变异频率分别是13.7%和4.2%。不同位点的高分子量谷蛋白亚基对N+离子的敏感程度不同,其中以Glu1D最敏感,变异频率由大至小分别是Glu1D>Glu1B>Glu1A。低能N+离子束注入诱导的醇溶蛋白变异与高分子量谷蛋白亚基的变异有相似的规律。醇溶蛋白遗传区对N+离子的敏感程度也不同,其中ω醇溶蛋白最敏感,能产生较多的变异,其次是γ和β醇溶蛋白,最不敏感的是α醇溶蛋白。在M3代植株群体中筛选到一些农艺性状较稳定的高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白变异株。     

毛竹LTR反转录转座子PHRE8的鉴定与转录模式分析

LTR反转录转座子是植物基因组中重要的组成部分,可作为遗传工具在生物学研究上发挥重要作用。为探究毛竹中具有潜在活性的LTR反转录转座子,解析LTR反转录转座子转座激活机制,本研究从毛竹基因组中克隆1条典型的LTR反转录转座子序列,命名为PHRE8,系统地分析了PHRE8的结构特征、插入特性和进化关系,并利用荧光定量PCR检测PHRE8在DNA甲基化抑制剂(5-氮杂胞苷)、辐射、高温、低温、高盐逆境胁迫下的转录水平。结果表明,PHRE8属于Ty3-gypsy超家族,全长 5 296 bp,具有完整的GAG与POL结构域,插入时间约为123.07万年,是具有理论潜在活性的转座子;在不同胁迫处理下,与野生实生苗相比,PHRE8的相对表达量均有所增加,猜测PHRE8在不同胁迫条件下,会激发其转录活性,影响宿主基因组结构和基因表达模式的变化,以适应外界环境改变。本研究结果为进一步探究毛竹基因组中活性转座子的功能奠定了一定的理论基础。     

极低温辐照大麦种子及热冲击后处理诱变效应的研究

本试验研究了极低温(-196℃)条件下γ射线辐照大麦干种子和极低温辐照结合热冲击后处理的诱变效应。结果表明:1.与常温条件下辐照相比,极低温条件下辐照及结合热击冲后处理均能显著减轻大麦M_1代的生理损伤和染色体畸变率,其半致死照射量分别提高13kR和30kR;2.M_2代的突变率随照射量升高而增加(r=0.9922~(··)),而与不同温度条件没有关系;3.在极低温条件下用50kR辐照及用60—65kR辐照结合热冲击后处理,与常温条件下用35—40kR辐照相比,没有加重M_1代的辐射损伤,而M_2代的突变率则显著增加,其诱变效率分别平均提高30％和48％。     

氮离子注入棉花种子的诱变效应

用30keV的氮离子注入棉花干种子,并以~(60)Coγ射线辐照作参照,研究了M_1代损伤、M_2代变异频率和变异谱,以及剂量效应曲线及其相互关系。结果表明,氮离子能诱发棉花染色体畸变,特别是落后染色体的频率较高。在M_2变异中,数量性状,以及多个性状同时变异的频率较高,尤以4×10~6N~+/cm~2诱发的铃重、铃数、早熟和优质等有益性状的变异最多,其剂量效应曲线可用Y=A+BX+CX~2来描述。     

低能离子注入种子过程中的温度效应

本文用玉米干种子作为实验材料,设打印纸覆盖、铝箔覆盖和不覆盖3个处理,研究了在低能离子注入种子的过程中,温度对种子发芽率的影响。研究结果表明3个处理中不能传递热量的打印纸覆盖的种子发芽率最高,不覆盖的种子的发芽率其次,而可以传递热量的铝箔覆盖的种子发芽率最低。温度能够显著影响注入后种子的发芽,靶室内的高温总体上降低了种子的生活力。文中对离子注入时的温度效应做了校正,并给出了校正后的种子发芽曲线。     

离子注入甜菊的诱变效应研究

用７５ｋｅＶ的氮和碳离子的不同剂量注入甜菊干种子,以γ射线作对比,研究其Ｍ１生物学效应和Ｍ２突变。结果表明,离子术能诱发甜菊染色体结构的变异,染色体畸变细胞率随离子注入剂量的提高呈增加趋势。离子束对甜菊的Ｍ１损伤效应低于γ射线,而诱发的Ｍ２突变高于γ射线。碳离子诱发的染色体畸变细胞率和Ｍ２有益性状突变高于氮离子。离子注入杂交一代丰１×日原和日原×丰２的诱变效应大于济宁种和丰２。     

低能离子束生物诱变实验中统计学分析问题评述

以生物统计学原理为基础,通过分析低能离子束生物诱变研究领域的文献,对其中的数据分析问题进行了评述,重点提出了处理群体小、缺乏重复设置、方差分析有待完善以及缺乏诱变后代跟踪研究等问题,并对低能离子束诱变的发展提出了建议。     

辐射敏化剂对离子注入小麦生物学效应的影响

采用中国科学院兰州近代物理研究所 2 0 0kV离子注入机产生的不同剂量Fe1+ ,对春小麦新品系 81 52 9种子进行注入并用辐射敏化剂后处理 ,研究其注入效应。结果表明 :①离子注入随注入剂量的增加染色体畸变率呈上升趋势 ;②不同辐射敏化剂后处理对萌发力、染色体畸变率影响程度不同 ;③不同辐射敏化剂对同一剂量Fe1+ 离子注入小麦的染色体畸变率影响的总趋势 :EDTA >秋水仙素 >咖啡因。     

日粮能量水平对蛋鸡性成熟过程中卵巢重和E_2及P_4水平的影响

本文以研究日粮能量水平对蛋鸡性成熟过程中卵巢重、E2及P4水平的影响为目的。结果表明:在性成熟过程中,卵巢重和卵巢表面卵泡数随着年龄和能量水平的提高而增多,22周龄时,除低能Ⅱ组外,其他各组卵巢质量和优势卵泡(10mm以上)明显增多,与低能Ⅱ组差异达显著水平;血清E2和P4含量持续上升,22周龄时均达较高水平;高能组E2和P4水平显著高于低能组,到22周龄,对照组E2水平显著高于其他各组,高能组又显著高于低能Ⅱ组;其他4组P4水平显著高于低能Ⅱ组,说明过低的能量水平通过影响E2和P4水平的分泌进而影响卵巢卵泡的发育。