137Cs-γ射线辐射对威灵仙种子发芽及幼苗生长的影响

为培育威灵仙(Clematis chinensis)品种,以威灵仙种子为试验材料,用不同剂量(0、50、100、150、200 Gy)的¹³⁷Cs-γ射线进行辐射处理,研究辐射对威灵仙种子发芽及幼苗生长的影响。结果表明,50 Gy辐射剂量可促进种子发芽和成苗;威灵仙种子辐射半致死剂量(LD₅₀)为109.5 Gy。辐射处理后植株的叶形呈现心形等7种变异,其中50和100 Gy辐射剂量的变异叶形种类较多,分别出现了5种和4种变异。植株苗高、分蘖数、地径和节间长度随着辐射剂量的增加而降低。此外,随着辐射剂量的增加,相对叶绿素含量降低; F_v/F_m、F_v/F_o和ETR总体呈先升后降的趋势,均在50 Gy剂量下达到最大值;qP呈增加趋势;NPQ均呈下降趋势,100 Gy剂量时,两者降低最显著。试验表明辐射剂量为50~100 Gy时,威灵仙幼苗茎、叶变异比例较高,植株生长和光合系统运转状况良好。结合威灵仙种子半致死剂量认为,¹³⁷Cs-γ辐射威灵仙育种的适宜剂量范围是50~109.5 Gy。本文研究结果为铁线莲辐射育种提供了科学依据。     

干旱对夏玉米籽粒充实和生理特性的影响及其外源亚精胺调控

为明确干旱胁迫影响灌浆期籽粒充实的生理机制,以及喷施外源亚精胺(Spd)缓解干旱胁迫的作用效果,本研究以强抗旱性玉米品种郑单958和弱抗旱性玉米品种蠡玉16为材料,利用具有遮雨棚的隔离池严格控制土壤水分条件,设置吐丝期土壤干旱胁迫和外源Spd喷施组合试验,分析外源Spd对干旱胁迫下玉米叶片抗氧化物酶活性、叶绿素荧光参数、灌浆期籽粒内源激素含量和籽粒充实的影响。结果表明,干旱胁迫显著降低了两品种穗位叶PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)和PSⅡ潜在活性(F_v/F_o),使丙二醛(MDA)积累量增加了16.95%~23.16%,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低了11.93%~26.69%。同时,干旱胁迫下籽粒中Spd和脱落酸(ABA)含量显著提高15.79%~22.28%,玉米素和玉米素核苷(Z+ZR)和吲哚乙酸(IAA)含量降低10.39%~13.30%,最终影响灌浆期籽粒充实,造成蠡玉16和郑单958的粒重分别降低36.33和24.03 mg。喷施外源Spd可缓解干旱对穗位叶F_v/F_m和F_v/F_o的影响,有助于弱化干旱对细胞膜的氧化损伤,提高灌浆期粒重5.60~11.74,蠡玉16和郑单958的最终粒重分别提高了11.74和9.11 mg,但外源Spd对籽粒中内源激素含量的影响不显著。此外,干旱胁迫下强抗旱性品种郑单958具有较高的F_v/F_m、F_v/F_o和抗氧化物酶活性,以及较低的MDA积累,而喷施外源Spd对弱抗旱性品种蠡玉16具有更强的调控效应,建议在生产中应用外源Spd时,应结合品种的抗旱特性选择合适的喷施时间以利于籽粒灌浆和产量形成。本研究为玉米抗旱栽培提供了理论依据和技术支持。     

60Co-γ射线辐射对金花菜种子生物学效应的影响

为探明⁶⁰Co-γ射线辐射对金花菜(Medicago polymorpha L.)种子的生物学影响,本研究以金花菜干种子为材料,设置不同剂量(0、400、600、800、1 000、1 200 Gy)辐射处理,测定了发芽率、植株存活率、幼苗株高、分枝数、开花数量、荚果数量等指标,利用直线回归方程计算金花菜干种子的半致死剂量(LD₅₀)。结果表明,辐射剂量为400 Gy可显著提高金花菜种子的发芽率,发芽率随着辐射剂量的增加(400~1 200 Gy)逐渐降低;辐射剂量与成活率、幼苗株高、分枝数呈显著负相关;低剂量(≤600 Gy)可促进金花菜的种子萌发、生长和结实,高剂量(>600 Gy)则抑制金花菜的生长和结实;金花菜干种子辐射的LD₅₀为580 Gy。本研究结果为金花菜诱变育种提供了理论参考。     

悬铃木种子~(60)Coγ辐照及其苗期生物学性状调查

以不同剂量的60Coγ射线辐射悬铃木干种子,测定不同剂量对悬铃木M1代的影响。结果表明,在50~400Gy辐射范围内,随着剂量的增加,悬铃木种子的萌发率、出苗率、成苗率降低,株高、鲜重、根长也明显下降。辐射对幼苗生长的抑制作用极显著,50~250Gy处理各组出真叶期比对照组依次推后2、5、9、14d。300~400Gy处理组虽有发芽,但幼芽严重扭曲,15d后逐渐死亡。通过对悬铃木辐射组与对照组成苗率和根长进行比较,初步推测悬铃木辐射的半致死剂量为50Gy,辐照诱变的适宜剂量为50至250Gy。     

高能碳离子束辐射对玉米当代的生物学效应

为了研究高能碳离子诱变对玉米的影响,本研究利用高能碳离子处理昌7-2和PH6WC两个玉米自交系,分析当代植株的出苗率、株高、穗位高等表型,测定收获后的籽粒性状。结果表明,经高能碳离子辐射后,两个玉米自交系的出苗率显著降低,且在高剂量辐射下两个玉米自交系在2019年均有降低。植株表型分析结果发现,在2019年,昌7-2和PH6WC在40~100 Gy辐射下株高显著下降;在2020年,PH6WC在150 Gy辐射下穗位高显著下降;在2019年,昌7-2在60~100 Gy辐射下穗位高显著下降;在2019年,昌7-2在80~100 Gy辐射下叶夹角增大;在2019年,昌7-2在40、100 Gy辐射下叶长显著降低,PH6WC在100 Gy辐射下叶长和叶宽显著下降;在2019年,昌7-2在80 Gy辐射下叶宽显著增加,在20 Gy辐射下雄穗分枝显著增加,而100 Gy辐射下雄穗分枝显著降低。在籽粒性状中,高剂量(60~100 Gy)辐射下的粒厚显著增加,粒长降低但百粒重有所增加,昌7-2比PH6WC更为明显。由上述结果可知,不同玉米种质的不同性状对高能碳离子的诱变处理效应存在差异,40~60 Gy是昌7-2较为适宜的诱变剂量,而PH6WC较为适宜的剂量为60~80 Gy。本研究结果可为玉米种子的高能碳离子诱变剂量筛选提供一定的理论依据。     

60Co-γ射线对莲子的辐射效应及狭瓣变异株的形态分析

为了解γ射线对荷花(Nelumbo Adans.)野生型和栽培品种莲子的辐射效应及其差异,本研究利用不同剂量⁶⁰Co-γ射线对野生型荷花微山红(N. nucifera Weishan Hong)和50个栽培品种的莲子进行辐射处理。结果表明,微山红莲子的钱叶展开数量、生根效果和存活率在320 Gy处理下急剧下降,750和1 000 Gy处理严重抑制了莲子的钱叶发育,幼苗存活率分别为0.6%和0。利用线性回归方程,计算微山红野生型莲子和其他品种莲子的半致死剂量分别为192和173 Gy,即两者对⁶⁰Co-γ射线的耐受性存在19 Gy剂量差异。基于1 150粒微山红莲子的辐射处理,筛选得到1株花被片狭长的变异个体,以此培育为新品种辰山飞燕。该品种花被片宽长比均值为0.31,显著小于野生型(0.44),且其花被片数量、花密度及立叶密度也显著降低。后续荷花辐射育种及突变体筛选时,野生型和栽培品种莲子的辐射剂量范围建议分别参考150~200 Gy和130~180 Gy。本研究为荷花产业中利用γ射线大规模辐射莲子创制新种质提供了技术参考,也为荷花瓣形育种提供了良好亲本。     

唐菖蒲响应电子束转靶X射线辐照的生物学效应和辐射敏感性评价

为探究不同电子束转靶X射线辐射处理对不同品种唐菖蒲VM₁、VM₂营养生长和生殖生长的影响,选用道兰、白色昌盛、湖岸、柏辽兹、贝多芬5个品种为试验材料,设置0(CK)、25、50、75、100 Gy共5个辐射处理,通过调查种球繁殖率、种球直径、发芽率、株高、叶面积、形态变化、开花等指标,研究电子束转靶X射线辐射对唐菖蒲的生物学效应和辐射敏感性。结果表明,25 Gy处理有利于种球的繁殖、膨大和萌发,可促进不同品种唐菖蒲的生长发育。随着辐射剂量的增加,辐射处理对唐菖蒲各品种VM₁种球发芽无明显影响,但显著抑制VM₂种球发芽;通过建立半致死剂量回归方程得出道兰、湖岸、柏辽兹、白色昌盛和贝多芬5个品种的半致死剂量分别为78.00、48.24、87.07、47.69和86.81 Gy,5个品种的唐菖蒲辐射敏感性由弱到强依次为柏辽兹<贝多芬<道兰<湖岸<白色昌盛。从生长发育来看,X射线辐射产生的损伤效应具有滞后性,VM₁植株受到的生长影响极小。随着辐射剂量的增加,75~100 Gy辐射处理对VM₂植株的抑制程度增大,且易诱发更多的植株形态变异,主要表现为叶片短小且互相套迭、叶连呈锥形、叶色变异等;电镜观察发现变异植株的叶片沟壑、凸起和气孔变化明显。此外,25 Gy处理后的柏辽兹和道兰VM₂可再次开花,且性状优于对照,但花粉辐射损伤严重。综合各指标得出,电子束转靶X射线对唐菖蒲生长发育具有低促高抑的作用。本研究结果为利用X射线辐射诱变育种方法培育高品质唐菖蒲品种提供了一定的理论依据。     

~(60)Coγ辐射对野牛草干种子的刺激生长效应

用不同剂量(25～300Gy)60Coγ射线辐射野牛草干种子,对辐射后干种子的发芽情况和幼苗的性状进行了室内和田间观测,结果表明:辐射可促进干种子萌发,特别是100Gy辐射剂量可明显提高种子的发芽率;对田间出苗率,幼苗的根长、高度而言,150Gy是其临界点;辐照剂量在100Gy以下对幼苗的茎叶和根系鲜重有促进作用;因而,从实验结果中我们初步确定促进野牛草种子萌发适宜的辐射剂量为100～150Gy。     

60Co-γ辐射对矾根幼苗生理特性的影响

为探索辐射剂量对矾根幼苗生理特性的影响,本试验采用不同剂量(0~30 Gy) 的⁶⁰Co-γ射线辐射处理矾根组培幼苗,观测辐射对矾根生长的影响,测定其生长量及幼苗叶片的游离脯氨酸、丙二醛、可溶性糖和可溶性蛋白含量。结果表明,矾根在30 Gy以内辐照剂量是耐受的,但随着辐射剂量的增加,其生长量呈下降趋势,说明辐射对矾根幼苗的生长有一定的抑制作用。此外,随着辐射剂量的增加,幼苗叶片中丙二醛含量逐渐增加,可溶性蛋白含量逐渐减小,可溶性糖和游离脯氨酸含量都在辐射剂量为20 Gy时达到最大值。综上所述,矾根幼苗对较低剂量的⁶⁰Co-γ射线具有一定的耐受能力。本研究结果为矾根辐射育种提供了一定的技术参考。     

菌根真菌对60Co-γ辐射后铁皮石斛种子萌发的影响

为了解⁶⁰Co-γ射线对铁皮石斛种子萌发和幼苗形成产生的辐射效应，以及胶膜菌属(Tulasnella)菌根真菌对辐射后铁皮石斛种子萌发的影响，本研究采用不同梯度剂量(20～120 Gy)⁶⁰Co-γ射线辐射处理铁皮石斛种子，对辐射种子分别进行非共生萌发[1/2MS、燕麦培养基(OMA)]、菌根真菌共生萌发(OMA接种菌株JL4、JL2)培养，比较分析非共生和共生培养方法对辐射种子萌发率和成苗率的影响，观察幼苗表型变化。结果表明，在非共生萌发(1/2MS)条件下，铁皮石斛种子半致死剂量为62 Gy，在与不同胶膜菌属菌株共生萌发后，半致死剂量为69 Gy(JL2)和63 Gy(JL4)。种子萌发率随辐射剂量的增高而降低，低剂量(20 Gy)处理加速了幼苗形成，高剂量处理(90、120 Gy)抑制了幼苗形成；培养115 d后，20 Gy处理成苗率较对照显著提高，分别达到18.26%(1/2MS)、15.00%(JL2)和17.86%(JL4)；高剂量(90、120 Gy)处理种子在共生萌发条件下可获得表型变化更明显的幼苗，具体表现为幼苗高长、假鳞茎...     

12C6+重离子束辐照玉米后代的生物学效应

为给玉米种质创新及品种改良创制优异的资源材料,采用不同剂量0(对照)、30、60、90、120 Gy 的¹²C⁶⁺重离子束辐照自育骨干玉米自交系LY8405干种子,并对各剂量辐照后代植株的生物学效应进行详细的对比分析。结果表明,随着辐照剂量的增加,自交系LY8405 M₁种子发芽率、株高、穗位高和花粉活力均低于对照组,相同剂量辐照的M₂生理损伤检测指标较M₁有较大程度的恢复,但仍显著低于对照组,而90和120 Gy剂量辐照后的M₁、M₂种子发芽率、株高和穗位高均与对照组表现出极显著差异;辐照剂量为30 Gy时,在M₂、M₃植株变异表型筛选中,创制出了多种农艺性状表型变异突变体,说明30 Gy是对自交系LY8405的生物学效应最为明显的辐照剂量,60 Gy影响效应次之,同时60 Gy是辐照半致死阈值;M₂和M₃突变类型包括植株矮化、穗位高度降低,叶片皱缩、叶色黄化、白化、花叶,穗型变大、变长,穗轴颜色由白变红,籽粒颜色由黄变为酒红色,粒型由马齿型变为硬粒型。生物学效应表明,30~40 Gy辐照剂量是0~120 Gy范围内重离子辐照选育玉米自交系LY8405的适宜剂量。本研究结果为不同玉米自交系创制新的种质资源提供了方法,更为玉米选育新品种提供了稳定的遗传材料。     

利用12C6+重离子辐射和尖孢镰刀菌毒素筛选杂交兰抗茎腐病突变体

为创建抗茎腐病杂交兰资源,本研究以玉女兰类原球茎为材料,采用¹²C⁶⁺重离子辐射技术结合尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)粗毒素筛选抗茎腐病突变体。结果表明,经不同剂量¹²C⁶⁺重离子辐射后,玉女兰类原球茎的死亡率差异显著,辐射剂量为50 Gy时,死亡率为54.66%;尖孢镰刀菌粗毒素对玉女兰类原球茎存活率影响显著,当粗毒素滤液浓度为80%时,玉女兰类原球茎存活率为41.98%。采用逐步筛选法对经50 Gy¹²C⁶⁺辐射后的玉女兰类原球茎进行抗茎腐病筛选,获得14个抗性系类原球茎,筛选率为4.67%;对抗性系类原球茎进行分化、生根壮苗和移栽,获得3个抗性系Z50Gt₁、Z50Gt₂和Z50Gt₃。在含80%粗毒素滤液的培养基上抗性系类原球茎的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)的活性均高于对照,POD活性峰值比对照提高了867.67 U·g^-1·h^-1;丙二醛(MDA)含量呈现先高于对照,随着毒素胁迫时间的延长,转变为低于对照的趋势。对3个抗性系试管苗和小苗进行人工接种鉴定,结果表明,抗性系Z50Gt₂和Z50Gt₃的再生植株具有稳定的茎腐病抗性,2个抗病株系7个月大的盆栽植株病情指数分别为20.00%和19.33%,均为抗性级别。本研究结果为采用重离子辐射技术选育抗茎腐病杂交兰新品种奠定了基础。     

电子束辐照对大黄品质及抗氧化活性的影响

为探究高能电子束辐照对大黄的影响,以川产道地大黄饮片为试验材料,以未处理组及硫磺熏蒸组为对照,研究不同剂量(2、3、5、7、10、13、15、25 kGy)电子束辐照对大黄微生物数量、理化性质、活性成分、抗氧化活性的影响。结果表明,高能电子束辐照能降低大黄饮片中的微生物数量,3~5 kGy及以上剂量辐照使大黄微生物数量降至检测限以下,在360 d的贮藏期内微生物数量均控制在药典规定以下,保持较高的卫生标准,而经7 kGy及以上剂量辐照可完全灭菌。辐照对大黄干燥失重、总灰分含量无显著影响,水浸物含量显著增加,其5种蒽醌类成分含量略有增加。贮藏期内,大黄水浸物、蒽醌类活性成分含量明显下降,辐照处理能较好地保持大黄的质量。综合评价表明,3~5 kGy辐照剂量范围能有效杀灭大黄中的微生物,同时大黄水浸物含量明显增加,活性成分含量略有增加,适用于辐照后短期(约180 d)贮藏。7~10 kGy辐照处理能使微生物含量在一年贮藏期内处于较低水平,且对其活性成分含量具有较好的保持作用,适用于辐照后长期(约360 d)贮藏。本研究结果为高能电子束辐照技术在大黄及其制剂的加工与贮藏中的应用提供了一定的理论参考。     

盐度对湛江等鞭金藻生长、脂肪酸及藻际菌群的影响

为探究盐度对湛江等鞭金藻(Isochrysis zhanjiangensis)生长、脂肪酸组成及藻际菌群的影响,本研究将湛江等鞭金藻置于4个盐度(12、18、24和30)下进行半连续培养,达到稳定生长状态后测定细胞密度(OD₇₅₀)、叶绿素荧光参数及脂肪酸组成,并分析藻际菌群组成。结果表明,湛江等鞭金藻在盐度18~24下有着较高的细胞密度、最大光化学效率(F_v/F_m)及有效光化学效率(F'_v/F'_m)。盐度12、18和24下脂肪酸组成无显著差异。盐度30下饱和脂肪酸显著高于其他三组,而不饱和脂肪酸显著低于其他三组。综合来看,盐度18~24是湛江等鞭金藻生长和不饱和脂肪酸积累的最适盐度范围。采用16S rDNA扩增子测序分析藻际菌群,从Chao1、ACE和Shannon指数推测盐度12下藻际菌群多样性显著高于其他三组。主坐标分析(PCoA)表明,盐度18、24和30组间藻际菌群组成相似,与盐度12组差异明显。藻际菌群组成分析显示盐度12下优势菌为变形菌门(Proteobacteria),占比为92.70%,其中占比最多的属为短波单胞菌属(Brevundimonas)。盐度18、24和30下优势菌为蓝菌门(Cyanobacteria),占比分别为97.63%、97.41%和93.51%,说明盐度12和盐度≥18对于湛江等鞭金藻是两个差异巨大的生长环境,会使其藻际菌群组成发生剧烈变化。本研究为湛江等鞭金藻培养方案优化提供了数据支持,同时为深入探究盐度对湛江等鞭金藻藻际菌群的影响奠定了基础。     

60Co-γ射线对9种庭院月季扦插苗的辐射效应研究

为探讨⁶⁰Co-γ射线对不同庭院月季品种扦插苗的辐射诱变效应,以粉扇、金凤凰、梅朗口红、紫袍玉带、安吉拉、粉色达芬奇、你的眼睛、香槟和九重香9个庭院月季品种的扦插苗为研究对象,⁶⁰Co-γ射线为辐照源,设置不同剂量(0、25、45、60、80 Gy)进行辐射处理,测定了死亡率、萌芽率、变异率和主要的形态指标。结果表明,随着辐射剂量增加,月季扦插苗平均死亡率逐渐增加,从33.61%(0 Gy)上升至79.71%(80 Gy);植株生长受到显著抑制,植株变异率呈先升高后降低的趋势,辐射剂量为45 Gy时,植株变异率达到最高,占总体变异率(4.20‰)的64.70%。此外,不同品种月季对⁶⁰Co-γ射线辐射的敏感性不同,半致死辐射剂量也存在差异,其有效值介于26~55 Gy之间。综合⁶⁰Co-γ射线对月季扦插苗死亡率、生长势和变异率的影响,推荐庭院月季扦插苗的最适辐射剂量为45 Gy,这为月季辐射育种提供了理论基础。     

利用花培与辐照诱变培育粳型两系不育系江79S

为创制新的两系不育系,并将其应用于强优势杂交水稻品种培育,综合利用花培和诱变技术培育了粳稻两系不育系江79S。取培矮64S/粳稻H179的F₁幼穗,利用花药培养技术培育获得一个粳型光温敏不育系S79;后采用高能碳离子束处理S79干种子,在其后代中选育了一个熟期突变体GS79(江79S),其在长日照和短日照条件下始穗表现不同,分别较S79早7 d左右和迟5 d左右。观察江79S的育性转换特性,发现其在嘉兴种植时,每年9月8日左右开始出现可育花粉并开始结实;在陵水种植时,植株正常结实且结实率达80%以上。人工气候箱光温敏特性鉴定结果表明,江79S在长日照条件下育性转换温度低于23.5℃。稻米品质和抗性鉴定结果为江79S米质达农业部(现农业农村部)部颁三级优质米标准,苗叶期抗稻瘟病。对江79S进行全基因组测序,分析发现其携带源自农垦58S的光敏不育基因pms1和pms3,且含携带抗稻瘟病基因pi21、Pia、Pid3和Pita,与其高抗苗瘟的特性相一致。以江79S配制的亚种间杂交水稻品种江两优7901通过了国家主要农作物品种审定。本研究结果为综合运用花培和辐照诱变技术培育新两系不育系材料提供了研究方法。