玉米低能离子束辐照诱变研究

在概述低能离子束辐照诱变研究进展的基础上,提出了低能离子束诱变研究存在的3大困难,着重介绍了玉米作为低能离子束辐照诱变研究材料的优势,报道了玉米花粉离子束辐照诱变的初步研究结果。     

三种辐照源对黑松花粉萌发对花粉管生长的影响

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,主要表现在两个方面,即氮离子束剂量-萌发率曲线呈“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.认为花粉和花粉管是研究离子注入生物学效应机制的理想模式系统.     

低能离子束的研究进展

低能离子束能精确控制生物体入射深度和部位,与物质作用时不同参数可以根据需要进行组合,可获多种不同需求的新品种。该文简要阐述了离子束在诱变育种、介导转基因、磁性研究以及碳纳米管的除杂方面的研究现状及其发展前景,以为低能离子束的进一步研究和应用提供参考。     

低能离子束生物工程研究现状和展望

低能离子束生物工程在6个方面的研究结果引人瞩目。随着学科的不断发展,迫切需要建立一个更加完善的物理学技术平台,急待形成一个更加完整的研究体系,有必要借助于其他学科的新技术或新工艺形成一个相互补充的技术集成体系,更应该将离子束生物技术的实用性和普遍性的范围不断地拓宽。明确提出了低能离子束生物工程的技术思路,即立足于低能离子束这一物理学技术平台,瞄准学科发展的2个方向,促进研究内容的3个有效转变,分清和综合研究水平的4个层次,注重研究五大生物学特性。     

氮离子注入对同源四倍体水稻的诱变效应

选用不同倍性的水稻进行低能氮离子束注入试验,研究离子注入后的效果与染色体组倍性之间的关系,结果表明,同源四倍体水稻比二倍体水稻对低能氮离子束注入处理更敏感;在同源四倍体水稻群体中所出现的变异频率比在二倍体水稻群体中出现的变异频率高;在经过低能氮离子束注入处理的同源四倍体后代群体中,分别筛选到结实率高达90.16%的单株和具有双胚苗性状的单株,同源四倍体水稻的高结实率特性和双胚苗特性表现出一定的可遗传性。     

低能离子束注入对冬春性小麦杂交组合同工酶的影响

将低能离子束注入冬春性小麦杂交组合的种子中,经田间播种后,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳对苗期叶片及乳熟期种子进行同工酶分析。结果表明,经低能离子束处理的小麦叶片及乳熟期的种子中过氧化物酶同工酶带数增加,酯酶同工酶的酶带及活性也发生相应变化。     

低能离子束辐照生物的剂量效应模型

本文依据低能离子束作用的能量交换和慢化离子质量沉积的原理，提出了低能离子束辐照生物的剂量效应模型：Ｓ＝ｅｘｐ［－（αＤ＋βＤ＾２）（１－γＤｅ＾－ＫＤ）］，讨论了各参数的生物学意义，检验了模型的拟合效果。     

分式析因设计法对低能离子束介导参数的初步研究(英文)

[目的]利用分式析因法探索低能离子束介导各参数的生物学效应。[方法]以同源四倍体双胚苗水稻DER10-04-01为受体材料,以披碱草为DNA供体材料完成离子束介导试验,利用分式析因设计法对低能N+离子束介导外源基因转化水稻的参数进行初步研究。[结果]低能N+离子注入时所采用的能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时间等4个因素对DER10-04-01的正常生长发育产生明显的生物学效应,其中注入剂量与DNA浓度对其产生的生物学效应更明显。[结论]能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时间是离子束介导转化外源遗传物质中对试验效果具有重要影响的主要因素。     

小麦种子注入低能氮离子束的诱变效应

为促进优质小麦育种技术体系建设,提升小麦品质,应用低能氮离子束注入技术,对小麦种子注入剂量为3×1017N+/cm2的氮离子,研究注入氮离子束对小麦种子活力、幼苗POD和CAT活性以及植株农艺形状的影响。结果表明：与未注入氮离子束处理相比,注入氮离子束的小麦种子发芽势和出苗率显著降低（P＜0.05）,发芽率、幼苗鲜重和苗长降低,幼苗POD、CAT活性增大;注入氮离子束的小麦植株形态变化明显,顶一叶长度突变,株高变矮,麦穗从有芒变为部分缺芒和无芒,千粒重增加。低能氮离子束注入小麦种子对小麦幼苗、植株及穗粒形态有明显的生物学效应,对小麦种质材料的改良具有一定作用。     

低能离子束诱变机理研究进展

自发现离子束生物效应以来,离子注入技术已被应用于生物改良、环境辐射生物学效应等研究领域。其中,在植物遗传育种、创造新种质资源方面的成果非常突出。但是,由于低能离子的能量低,理论射程很短,关于低能离子生物效应和诱变的机理尚不完全清楚。该研究重点综述了离子束生物技术在机理研究方面取得的成果,并对今后的研究趋势进行了展望。     

烃降解菌研究进展及低能离子束应用于诱变育种的设想

从石油污染微生物修复的优缺点出发,阐述了微生物修复技术的发展方向、可降解烃类的微生物种类、诱变技术的研究进展等,并论述了离子束生物工程技术在环境微生物上的应用情况及离子束诱变技术、介导转基因技术在烃降解菌改良上的设想。     

分式析因设计法对低能离子束介导参数的初步研究

[目的]利用分式析因法探索低能离子束介导各参数的生物学效应。[方法]以同源四倍体双胚苗水稻DERl0-04-01为受体材料,以披碱草为DNA供体材料完成离子束介导试验,利用分式析因设计法对低能N^＋离子柬介导外源基因转化水稻的参数进行初步研究。[结果]低能N^＋离子注入时所采用的能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时同等4个因素对DERl0-04-01的正常生长发育产生明显的生物学效应,其中注入剂量与DNA浓度对其产生的生物学效应更明显。[结论]能量、剂量、DNA浓渡和DNA浸泡时间是离子柬介导转化外源遗传物质中对试验效果具有重要影响的主要因素。     

低能离子注入对烟草反转录转座子Tnt1多态性的影响

[目的]探讨低能离子注入对烟草反转录转座子Tnt1多态性的影响。[方法]利用TRAP技术检测离子束辐照后的烟草的反转录转座子Tnt1的多态性。[结果]随着离子束辐照剂量的增大,发芽率基本成线性减少的趋势,但在注入过程中的真空状态对种子的发芽率基本没有影响。经过离子束辐照后,烟草植株的生理特征展示出一些较明显的变化。烟草的反转录转座子Tnt1发生了转座。通过TRAP分析,Tnt1展示出一定的多态性。利用TRAP技术,通过对样本DNA的扩增,对出现的特异性条带进行测序,经BLAST搜索,没有发现与Tnt1匹配率较高的序列,初步判断其为功能未知的序列。[结论]该研究为揭示离子束的诱变机理提供了依据。     

离子束介导玉米DNA后受体小麦当代群体的生物学效应

以6份玉米品种的全基因组DNA为供体,以4份普通小麦品种为受体,借助于低能离子束介导技术完成异源遗传物质的转移,对其介导试验的当代群体的特异性进行了观察鉴定。结果表明,经过离子束注入处理后试验材料的成苗率明显地降低,这是低能离子所导致的生物学效应之一。在所有的试验材料的生育前期和中期,在每一个处理的群体内主要农艺性状上没有表现出明显的差异,而在生育后期,被处理材料的大部分农艺性状与对照没有显著差异,仅仅在4个性状,即植株的生长势、穗型、主茎分蘖状态和单穗变异上,被处理材料表现出一定的变异特征。尽管离子束注入处理和直接浸泡外源DNA的处理也会导致其当代群体内出现突变株,但其群体内的突变株数量比较少,突变率比较低。经过离子束介导处理所导致的生物学效应最明显,其群体内的突变株数量比较多,突变率比较高。     

N~+介导对水稻幼苗中性蛋白水解酶表达的影响

利用蛋白质复性电泳技术,研究了低能N+注入介导玉米DNA的水稻幼苗叶片和根系中性蛋白水解酶的表达。用能量为25 keV、剂量为3.0×1017N+/cm2的氮离子束对水稻豫粳6号种胚进行照射处理,照射的种子于质量浓度为100μg/mL玉米基因组DNA介导液中进行转化处理,其他处理同时进行,结果表明,各处理均引起水稻幼苗叶片和根系中性蛋白水解酶种类及活性差异表达,叶片与根系中均检测出多条差异酶带,离子束介导玉米DNA的处理中性蛋白水解酶带变化活跃,有新酶带表达,也有部分酶带缺失。说明低能离子束介导远缘大分子DNA引起水稻幼苗蛋白质表达的差异。