氮离子注入对水稻诱变效应的初步研究

用１５～３０ＫｅＶ的氮离子注入水稻种子,以＾６０Ｃｏγ射线辐照作对比,研究其Ｍ１代生物学效应和Ｍ２代突变。结果表明,氮离子能诱发水稻染色体结构变异,染色体畸变细胞率随离子注入剂量的提高而呈增加趋势,但染色体畸变效应低于γ辐射。氮离子注入还能抑制根尖细胞有丝分裂,使过氧化物同工酶酶谱发生变化,离子束诱发幼苗叶绿素突变频率明显高于γ射线,而抽穗期和株高突变频率与γ射线相似。     

氮离子注入甜菊的细胞学效应

用不同能时氮离子注入甜菊干种子，在Ｍ１根尘细胞内可观察到各种可见染色体结构变异及有丝分裂行为异常。随着注入离了的剂量和能量的提高，染色体畸变细胞率呈增加趋势。统计分析显示，离子注入的剂量效应大于能量效应。染色体畸变细胞率与氮离子注入剂量的直线回旭关系不显，但与γ辐照剂量的直线回归关系达显，γ射线对甜菊Ｍ１的辐射损伤大于氮离子束。     

氮离子注入水稻生物学效应研究

本试验研究了氮离子注入水稻干种子引发的生物学效应，并将其与γ射线、叠氮化钠处理进行了比较。结果表明：氮离子注入后，种胚表层细胞出现刻蚀，细胞之间出现裂缝，种胚内层结构也发生变化。氮离子注入的Ｍ１代生理损伤较轻，Ｍ２代的叶绿素突变频率低于γ射线和叠氮化钠的处理，抽穗期突变频率高于γ射线和叠氮化钠的处理，株高突变频率与叠氮化钠处理的相近，但比γ射线处理的低。用诱变效率衡量其诱变效果，氮离子注入的叶绿素诱变效率低于γ射线和叠氮化钠的处理，株高的诱变效率则高于γ射线和叠氮化钠的处理，抽穗期诱变效率高于γ射线的处理，但比叠氮化钠处理的略低。     

质子对水稻的辐射生物学效应研究

用不同能量、剂量的质子辐照水稻干种子,与γ射线辐照作对比,研究其生物学效应.结果表明,质子辐照可诱发各种可见染色体结构变异及有丝分裂行为异常.随着质子能量和剂量的提高,染色体畸变细胞率呈增加趋势.质子处理的能量效应大于剂量效应,能量效应主要表现在8MeV与4.6MeV的差异.质子对染色体的致畸效应和对有丝分裂的抑制作用与γ射线相似,但质子诱发的微核比例明显高于γ射线,而染色体桥的比例低于γ射线.3个供试品种的辐射敏感性随诱变源和考察指标而变化.     

铯-137生物学效应研究(Ⅵ)

本文研究~(137)Csγ射线诱发水稻根尖细胞染色体畸变的剂量效应和相对生物效应(RBE),结果表明,单桥、双桥和多极类型的染色体畸变剂量效应曲线适于Y=AX~B模型拟配。多桥、微核、断片和中期效应类型的剂量效应曲线适于 Y=X/(A+BX)模型拟配,落后类型和细胞染色体畸变的剂量效应曲线适于配以 Y=A+BX 模型。以~(60)Coγ射线为比较基准,~(137)Csγ射线诱发根尖细胞各类染色体畸变的相对生物效应(RBE)为0.73±0.15。     

60Co γ射线辐照毛竹种子的细胞学诱变效应

利用6种不同剂量的60Co γ射线辐照毛竹种子,研究γ射线辐照对毛竹种子根尖细胞有丝分裂、染色体畸变及核畸变的影响.结果表明,在一定范围内,剂量低于60Gy的辐照对毛竹根尖细胞有丝分裂有促进和刺激效应;高于90Gy对毛竹根尖细胞有丝分裂有一定的抑制作用.同时,辐照还能诱发染色体畸变和核畸变,出现染色体桥、落后染色体(团)、游离染色体(团)、染色体断片、染色体粘连、微核、小核、双核、核出芽、核耳和核裂等类型.染色体畸变率、核畸变率与剂量间存在显著的正相关,相关系数分别为0.8875、0.9982,线性方程式分别为Y=0.0392X-0.4313,Y=0.0530X-0.0783;染色体畸变率与微核率间也存在着较好的相关性,线性表达式为Y=0.8836X-0.4525,相关系数为0.8345.F=25.22>F0.01.     

高能混合粒子场诱变小麦的细胞学效应研究

利用北京正负电子对撞机直线加速器E2束流打靶产生高能混合粒子场,以0、109、145、1952、84和560Gy的剂量处理两个冬小麦品种ZY9和ZH7,并与相同剂量的60Coγ射线相比较,研究其细胞学效应。试验结果表明,混合粒子场辐照小麦种子可抑制根尖细胞有丝分裂,诱发染色体出现单微核、双微核、多微核、环状染色体、落后染色体、游离染色体、染色体断片等多种畸变类型。混合粒子场与γ射线诱发的微核畸变率和染色体畸变率均存在明显的剂量效应,但混合粒子场的损伤效应明显高于γ射线。混合粒子场可诱发高频率的环状染色体和染色体断片,显示出混合粒子场处理小麦具有比γ射线处理更高的相对生物学效应。     

几种新的诱变因素对水稻的诱变效应

利用返回式卫星搭载 5个水稻品种的干种子进行空间诱变处理 ,以及用离子束、质子、同步辐射 (软X射线 )处理水稻干种子 ,并与γ射线处理作比较 ,研究其诱变效应。结果表明 ,供试的几种诱变因素均可诱发各类染色体结构变异 ,其细胞染色体畸变率均明显高于对照。空间环境促进根尖细胞有丝分裂活动 ,其它诱变因素均不同程度地抑制根尖细胞有丝分裂活动。质子等处理在M2 代能诱发较高频率的叶绿素缺失突变、株高突变和抽穗期突变 ,其有益性状突变频率高于γ射线     

~(60)Coγ射线辐照毛竹种子的细胞学诱变效应

利用6种不同剂量的60Coγ射线辐照毛竹种子,研究γ射线辐照对毛竹种子根尖细胞有丝分裂、染色体畸变及核畸变的影响。结果表明,在一定范围内,剂量低于60Gy的辐照对毛竹根尖细胞有丝分裂有促进和刺激效应;高于90Gy对毛竹根尖细胞有丝分裂有一定的抑制作用。同时,辐照还能诱发染色体畸变和核畸变,出现染色体桥、落后染色体(团)、游离染色体(团)、染色体断片、染色体粘连、微核、小核、双核、核出芽、核耳和核裂等类型。染色体畸变率、核畸变率与剂量间存在显著的正相关,相关系数分别为0.8875、0.9982,线性方程式分别为Y=0.0392X-0.4313,Y=0.0530X-0.0783;染色体畸变率与微核率间也存在着较好的相关性,线性表达式为Y=0.8836X-0.4525,相关系数为0.8345,F=25.22>F0.01。     

电子束及~(137)Cs γ射线对春小麦辐射遗传效应的研究

本试验以春小麦为材料,用~(137)Cs γ射线辐照为对比,主要研究了电子束对春小麦诱变的遗传效应及适宜剂量,调查了 M_1代生物学损伤、M_2代突变率和突变谱变化,观察了有丝分裂和减数分裂染色体畸变。结果表明:电子束的生物学损伤比~(137)Csγ射线要轻些;两者在诱发染色体畸变方面的情况相似;电子束与~(137)Cs γ射线相比,M_2代突变率较高,突变谱较宽。试验初步表明:电子束是一种较有应用价值的诱变源,它对春小麦的适宜剂量为2.93—3.58×10~4rad。而~(137)Cs γ射线对春小麦的适宜剂量略低于2.32×10~4rad。     

同步辐射(软X射线)对冬小麦的诱变效应及机理研究 Ⅰ.同步辐射的辐射生物学效应

本文利用同步辐射 (软X射线 )辐照 3个冬小麦品种 ,从形态学、细胞学上研究了M1 代生物损伤和M2 代诱变效应。结果表明 :同步辐射抑制了M1 代幼苗、植株的生长 ,引起育性、结实率下降 ,M1 代的生理损伤在幼苗生长早期大于γ射线 ,在生育晚期则小于γ射线。细胞学研究表明 ,同步辐射抑制了细胞有丝分裂 ,明显地降低了细胞分裂指数 ,引起了细胞染色体的结构损伤 ,染色体畸变类型不同于γ射线 ,造成的生物损伤大于γ射线。同步辐射诱发了M2 代较宽的突变谱 ,出现了多种有益性状变异 ,适宜的诱变剂量范围为 2 0 0～ 2 5 0Gy ,小于γ射线 (2 5 0～ 35 0Gy)。     

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。     

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。     

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。     

同步辐射(软X射线)对水稻的细胞学效应研究

对不同剂量的同步辐射 (软X射线 )辐照水稻种子 ,研究其细胞学效应。结果表明 ,软X射线同步辐射处理后 ,在水稻根尖细胞内可诱发各类染色体结构变异。 3个品种的细胞染色体畸变率随照射剂量的增加而提高 ,有丝分裂指数明显下降。同步辐射的细胞学效应与γ射线相似。 3个品种的辐射敏感性从高至低的顺序为加育2 93 >舟 90 3 >浙 73 3     

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。     

离子注入对雪松花粉粒萌发与花粉管生长的影响

用激光扫描共聚焦显微技术(LSCM)研究了低能离子注入对雪松花粉管萌发和生长的影响。结果表明,低剂量(1×1015ions/cm2)注入对雪松花粉粒萌发没有明显的影响;3×1015ions/cm2和5×1015ions/cm2离子注入可以刺激花粉粒萌发;高剂量(等于或大于7×1015ions/cm2)的离子注入会显著抑制花粉粒萌发。离子注入对雪松花粉管的伸长和花粉管的形态特征有比较明显的影响,花粉管受到的损伤程度与离子注入剂量有一定的相关性。