质子对小麦的诱变效应及作用机理研究 Ⅱ质子处理对小麦种胚DNA损伤修复的影响

用3H TdR标记小麦种胚 ,研究了质子处理的种胚萌发早期DNA合成动态 ,并与γ射线辐照进行对比。表明质子处理能引起肿胚DNA损伤修复合成 ,即DNA非按期合成 ,京 41 1与原冬 977的修复复制峰期分别出现在正常的DNA合成峰期前 4h与 2h。以京 41 1为例 ,比较质子处理与γ射线辐照的种胚DNA损伤修复特点的差异 ,质子的DNA非按期合成峰期出现时间早于γ射线处理的 2h ,正常的DNA合成峰期晚于γ射线处理的 4h ,且在DNA非按期合成峰期后的DNA合成量明显低于γ射线。     

大豆品种间辐射敏感性差异机制的研究

用60_Coγ射线辐照13个大豆品种的种子表明,不同品种大豆的辐射敏感性存在明显差异。应用3~H-TdR掺入法研究受辐照种子浸种初期的DNA合成情况表明,受辐照的大豆种胚出现非S期DNA合成,即修复合成。品种间辐射敏感性差异与DNA修复合成有关,辐射敏感性高的品种DNA修复合成能力弱,辐射敏感性低的品种DNA修复合成能力强。     

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)。     

辐照对苦荞种子发芽及苗期细胞膜与保护酶活性的影响

利用不同剂量(100~500Gy)的60Coγ射线辐照处理3个苦荞品种的干种子,研究γ射线对苦荞幼苗的性状、膜透性和保护酶活性的生物学效应。结果表明,3个苦荞品种的发芽率、苗高、根长随着辐照剂量的增加逐渐降低,细胞膜透性、丙二醛含量、SOD酶活性和POD酶活性则逐渐增加,但在0~300Gy剂量辐照范围内的晋荞2号和九江苦荞的SOD酶活性呈现增加-降低-增加的趋势。γ射线对不同品种各性状产生的影响程度也不同,3个品种辐照敏感性依次为九江苦荞>西农1号>晋荞2号。     

大麦离体诱变效应的研究

以二稜皮大麦品种舟麦2号和秀四的幼胚及其愈伤组织为离体诱变材料,研究了γ射线不同剂量辐照后的离体培养反应、生理损伤及诱变效应。结果表明,用γ射线辐照离体大麦幼胚及其愈伤组织的适宜剂量是10—20Gy,MR_2代的突变频率可比常规诱变技术(300Gy γ射线辐照干种子)分别提高33.9％—82.1％和32.7％—229.6％;比离体培养技术分别提高84.0％—150.3％和82.4％—352.9％,而且仍可维持相对较好的培养反应。用30Gy辐照幼胚的诱变效果则可提高9—13倍,但严重抑制了离体培养物的再生能力,并导致了MR_1代严重的生理损伤。     

空间诱变和γ射线辐照与离体培养相结合对水稻生物学效应的研究

利用返回式人造卫星搭载早籼品种中优早 3号干种子 ,研究比较其用不同剂量γ射线辐照对水稻的生物学效应。结果表明 ,空间诱变对M1 代成苗率、苗高和结实率的生理损伤明显比γ射线辐照轻 ,M2 代诱发的叶绿素缺失、株高及抽穗期突变的频率不及 30 0Gyγ射线处理。对空间诱变种子进行离体培养 ,叶绿素缺失和株高突变的频率有较大提高。空间诱变种子的愈伤组织经辐照处理后 ,绿点分化率和绿苗分化率下降 ,M2 的叶绿素缺失、株高及抽穗期突变频率超过空间诱变与离体诱变单独处理之和 ,也不同程度高于 30 0Gyγ射线辐照     

~(60)Co γ射线辐照紫花苜蓿种子的细胞生物学效应

分别利用0、1000、1500和2000Gy60Coγ射线处理3个品种的紫花苜蓿种子,对同一剂量不同品种或同一品种不同剂量间辐照情况相比较,研究苜蓿根尖细胞的生物学效应。实验结果表明,γ射线辐照苜蓿种子可以抑制根尖细胞有丝分裂,并诱发根尖细胞产生单微核、双微核、多微核、小核、染色体断片、染色体粘连、单桥、双桥、多桥、游离染色体、落后染色体等多种畸变。同一辐照剂量下,龙牧803苜蓿对γ射线辐照敏感性最强。在0~2000Gy范围内,随剂量的增加各种畸变率不断提高,至2000Gy辐照剂量时,各种畸变率达到最高。     

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     

~(60)Coγ射线对山黧豆种胚发育进程中ODAP含量累积的抑制效应

用60~(Co)γ射线不同照射量分别处理山黧豆(Lathyrus sativus)干种子,辐照后检测了种胚发育过程中ODAP含量的动态变化。结果表明:种子中ODAP含量随着种胚发育进程而积累,特别是从心形胚到鱼雷胚时期,ODAP几乎成倍增加。但是辐照后,种胚累积ODAP的速率明显低于对照,尤以3.2kR处理最为明显。如以每克干重表示,对照ODAP含量开始有所上升,随后呈下降趋势,而辐照后的种胚,ODAP含量下降的速率远远大于对照。本文还讨论了这种抑制效应的可能机理。     

辐照小麦雌雄配子克服远缘杂交不亲和性的研究

用六倍体小黑麦“黑杂266”作母本,3个春小麦品种“龙辐30138”、“龙麦11号”、“龙辐10271”为父本进行远缘杂交,杂交前用~(60)Coγ射线600—1600rad活体慢照射雄配子或雌配子。通过对受精过程的切片观察,授粉后6小时,辐照雄配子的有61.70％的胚囊解体,辐照雌配子的为70.00％,未经辐照的为59.38％。辐照处理明显提高了杂种的结实率,但是,结实率随剂量的增加而下降。试验表明,辐照雌配子和雄配子的适宜剂量分别为600rad和800rad,但不同品种间辐射敏感性有很大差别。辐照对杂种籽粒的完好率有明显提高。应用组织培养技术进行胚挽救,可使有胚无胚乳杂种种子获得幼苗。     

γ辐照TMP水溶液的激光Raman光谱

本文对不同剂量γ射线辐照TMP水溶液的激光Raman谱作了研究。结明表明:与胸腺嘧啶环振动模式有关的1188和1207cm~(-1) Raman峰,与环呼吸振动模式有关的786cm~(-1) Raman峰以及与C=O环面弯曲振动模式有关的749cm~(-1)Raman峰对γ辐照比较敏感。表征C=O伸缩振动的1664cm~(-1)峰以及表征C—N伸缩振动的1378cm~(-1)峰,则对γ辐照不敏感。本文对这些实验结果作了解释。     

辐照花粉对小麦与中间偃麦草杂交及其胚胎发育的影响

用γ射线辐照中间偃麦草散粉期的穗,用其花粉授予普通小麦“J-11”和“中国春”,研究不同剂量辐照花粉对普通小麦与中间偃麦草杂交结实率、杂交种子含胚率、杂种幼胚培养和杂种幼苗获得率的影响。结果表明,5~9Gy低剂量γ射线略提高了中国春×中间偃麦草的结实率,表现出低剂量辐射的刺激效应,但对J-11×中间偃麦草却未表现出刺激效应。所有剂量的辐射对杂种幼胚均有伤害作用,杂交种子含胚率、杂种幼胚成苗率随剂量增加而下降。30Gy处理时有12.9%~14.5%的杂种幼胚发育成了植株,但该剂量应用到小麦中难以获得后代。在50~100Gy高剂量γ射线处理杂交种子胚发育不良,通过幼胚培养未能得到植株。将花粉辐照技术与幼胚拯救技术、花药培养技术有效结合,可以快速获得突变体,提高诱变育种效率。     

陆地棉辐照γ_2代不同类型群体主要经济性状间的相关分析

用 3种剂量60 Coγ射线辐照 4个陆地棉品种 (系 )风干种子 ,以其γ2 代群体的株型、叶型、铃型、果枝类型等形态特征为指示性状与对照相比 ,分成正常型与非正常型 ,对主要经济性状进行了相关分析。结果表明 ,辐射能改变棉花主要经济性状间的相关方向和相关程度 ,不同辐照剂量对棉花经济性状的影响不同 ;在辐照后代群体中 ,正常型单株能较好地将高产、优质结合在一起 ;针对不同类型γ2 代个体选择重点和方向有所不同     

重离子注入与电离辐射作用下小麦种胚内非按期DNA合成的比较

用放射性同位素￣３Ｈ－胸腺嘧啶核苷渗入法，研究Ｆｅ￣（１＋）注入与￣（６０）Ｃｏγ射线辐照条件下，小麦种子萌发早期种胚内ＤＮＡ的合成动态，以非按期ＤＮＡ合成为标志，比较重离子束与γ射线作用下ＤＮＡ损伤、修复程度的差异。同时采用扫描电镜Ｘ射线能谱分析法（ＳＣＥ－ＥＤＡＸ）对造成这种差异的机制进行了探讨研究。研究结果表明，γ射线辐照后，种胚内存在典型的非按期ＤＮＡ合成，但在重离子注入条件下，这一现象并未表现出来。因此重离子的作用过程和诱变机理与γ射线的作用有所不同。重离子对种子的诱变是一种间接的作用，因为ＳＣＥ－ＥＤＡＸ的结果证明离子注入种子的深度为１４μｍ，并未真正到达小麦种胚内部。     

辐照花粉促进普通小麦与窄颖赖草属间杂交的研究

通过研究小麦基因型、γ射线辐照剂量、授粉时期等对普通小麦与窄颖赖草（ Ｌｅｙｍ ｕｓ ａｎｇｕｓｔｕｓ） 杂交结实率的影响和不同幼胚抢救方法,首次较为完善地建立了运用核辐射促进普通小麦与窄颖赖草属间杂交的配套方法程序,即选用适宜小麦基因型Ｊ １１ 作母本,用适宜剂量（５ ～９ Ｇｙ） 的γ射线辐照窄颖赖草花粉,在适宜授粉时期（ 去雄后１ｄ 、散粉前２ ～３ｄ） 授粉;采用胚 愈伤组织二步成苗法进行幼胚抢救。     

低剂量γ辐射诱导作物种子超弱发光研究

用20 Gy 、30Gy 和40Gy 60Co γ射线照射黄瓜种子,用10Gy 、20 Gy 和40Gy 剂量照射番茄种子,在停照后6 、12 、24 、48 和72h 测量干种子和萌动种子超弱发光强度。结果表明,在低剂量辐照范围内,超弱发光强度随辐照剂量增大而增大,种子萌动期发光强度大于干种子,经10Gy 处理的番茄种子发光强度一直高于其它处理及对照组。     

辐照后转移时间对水稻体细胞愈伤组织分化的影响

用137Csγ射线辐照 3份籼稻 (OryzasativaL .subsp .Indica)幼穗诱导的愈伤组织 ,研究了辐照剂量、辐照后转移时间对愈伤组织褐化率与分化率的影响。结果发现除了基因型和辐照剂量有明显作用之外 ,辐照后转移时间也有重要作用。辐照后延迟转移时间会不同程度提高褐化率 ,而存活的愈伤组织的分化率却有一定的提高。辐照后 48h转移愈伤组织的效果优于辐照后 2 4h转移愈伤组织的效果。讨论了扩大γ射线辐照愈伤组织的应用范围的可能性     

电子束与γ辐射对大麦种胚DNA非预定合成的影响

羟基脲抑制与流式细胞仪检测证明 ,在大麦种子的吸涨初期 ,种胚DNA合成主要是DNA非预定合成 ,一定剂量下6 0 Co γ辐射能刺激增强种胚的DNA非预定合成。辐射刺激效应随修复时间延长呈下降趋势。 50～ 40 0Gy的电子束辐射对大麦种胚的DNA非预定合成也有刺激作用。在半致死剂量附近有一峰值 ,在致死剂量附近出现最小值。     

γ射线对小麦幼胚愈伤组织诱变效应的研究

用~(60)Coγ射线辐照小麦幼胚愈伤组织,可使愈伤组织分化成苗率达50％左右,适宜剂量为1～1.5krad。利用温室加代,在工年时间内可获得γR_0、γR_1两代种子,γR_0代长势弱,出现植株矮化、穗变小及不育株的变异,但基本不遗传,仅有少数穗形、壳色、芒性、籽粒等变异可遗传。γR_1代株高、穗形、壳色、芒性及籽粒性状都有较大变异,总变异率48％～65％,而未经辐照处理的对照,γR_1代的总变异率为32％～38％。γR_1代是选育优良单株的主要世代。γR_1代的变异性状在γR_2代中有80％趋于稳定,γR_2是选育优良无性系的较好世代。同工酶分析表明,各优良无性系与亲本相比都有其特征酯酶带。     

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