辐射诱变育种技术概述

辐射诱变技术在种质创新、新品种培育方面具有独特优势。为加强人们对辐射诱变技术体系的了解,从辐射诱变源、诱变方式、诱变剂量、诱变材料及突变体筛选等方面对辐射诱变技术进行综述。不同诱变源的射线类别、射线穿透能力、电量、质量及辐射环境等条件各有差异,适宜诱变处理的材料也有所不同,只有结合相关因素,采用合适的突变体筛选方法才能达到理想的种质创新目的,为辐射诱变育种实践提供参考。

^(60)Co-γ射线对蝴蝶兰生长发育的影响

为了解^(60)Co-γ射线辐照处理对蝴蝶兰生长的影响及辐射处理后植株的变异表现,对‘郑农火凤凰’和‘郑农鸿运’两个蝴蝶兰品种进行不同剂量的^(60)Co-γ辐射处理,探究辐射处理对蝴蝶兰生长的影响,确定合适的诱变剂量范围。结果表明:(1)^(60)Co-γ辐射处理影响蝴蝶兰植株的生长发育,不同品种的蝴蝶兰对辐射的敏感度不同,‘郑农鸿运’对^(60)Co-γ射线更敏感;(2)植株SPAD值随着辐射剂量的增加呈先增加后降低的趋势,‘郑农火凤凰’和‘郑农鸿运’分别在60Gy和40Gy时具有最高SPAD平均值。(3)辐射处理诱变的植株表观变异具有多样性,不同辐射剂量处理均会导致植株叶片增厚。10Gy剂量的辐射处理时植株出现变异,25Gy时花朵出现变异,40Gy及以上剂量的辐射处理抑制蝴蝶兰植株开花,推测蝴蝶兰合适的诱变剂量范围为10~40Gy。研究结果为蝴蝶兰诱变育种提供了理论依据和剂量参考。

不同辐射剂量处理的盆栽桂花生长发育比较

为研究辐射对盆栽桂花(Osmanthus fragrans)生长发育的影响,以四季桂、金桂为供试材料,采用0、15、25、35 Gy 4种辐射剂量的60Co-γ射线对其进行辐射,统计桂花树新生芽数、新生叶数和株高,并测量叶长、叶宽和叶片质量,检测新生叶的过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性。结果表明,随着辐射剂量的增加,金桂的新生叶数、株高呈降低趋势,四季桂的新生叶数、新生芽数、CAT活性呈降低趋势。在一定的辐射剂量内,金桂的新生芽数、叶长、叶宽、叶片质量、POD活性、CAT活性呈升高趋势,四季桂则是株高、叶长、叶宽、叶片质量、POD活性呈升高趋势。综合来看,辐射对四季桂的影响更大,金桂的耐辐射能力更强。0~15 Gy的辐射剂量一定程度上促进桂花的生长发育。

辐射诱变技术在木本植物育种中的应用及展望

辐射诱变在植物新品种选育和遗传改良方面发挥着重要作用,为了能让育种者迅速准确地了解辐射诱变在木本植物上的研究和应用情况,基于CNKI数据库及国际原子能机构官网,对2000年后公开发表的木本植物辐射诱变相关文献及公布的辐射突变品种进行统计分析。从辐射诱变机理、辐射效率影响因素、突变体鉴定及分离、辐射育种成果等方面进行了全面梳理。结果表明,目前辐射诱变机理尚不清楚,影响辐射效率的关键因素为适宜辐照剂量,其次要关注辐射材料的敏感差异性,鉴定突变体的方法有表型、生理生化、细胞学及分子标记,组合使用结果更准确。总体上木本植物辐射育成品种数量不多,并且有逐渐下降的趋势。该文综述了木本植物辐射育种研究进展,对辐射诱变存在的难题诸如诱变效率低、突变方向不易控制、突变体鉴定方法不完善等给出相应解决方案,并对今后辐射育种研究方向进行了展望,旨在为植物辐射育种研究及应用提供借鉴和新思路。

农作物辐射诱变育种技术中国专利分析

为全面了解农作物辐射诱变育种技术在我国的专利保护和技术发展情况,本文在专利数据库构建检索式获得专利文献,采用人工去噪和人工标引的方法,对我国农作物辐射诱变专利文献进行统计分析。分析结果发现,该领域专利在我国的申请量仍处于上升期,但授权率较低,为30%左右;来自安徽省的申请量最多,占申请总量的11%;来源于国外申请人的占比仅8%。辐射诱变专利应用最多的品种是水稻,占比约为12%;种子仍是普遍采用的辐射部位,γ射线是应用最多的辐射源,辐射诱变以获取突变体的专利最多。综上,本文分析了本领域的重点专利技术,并对本领域专利申请的注意事项提出建议,为育种科研技术研发和知识产权保护策略提供了有益参考。

^(60)Co辐照对水稻基因组DNA诱变的分子生物学效应

水稻品种农林 8号及其60 Coγ射线辐照突变体农林 8号m为研究材料 ,选用 36 0个 10碱基寡核苷酸随机引物 ,利用随机扩增多态性DNA标记技术筛选出 1个引物OPG18在农林 8号和农林 8号m之间表现出共显性的多态性 .通过对该共显性标记的克隆和序列分析表明 ,突变体农林 8号m与农林 8号相比有 2 9bpDNA片段的缺失 .研究结果为60 Coγ射线辐照导致植物基因组DNA缺失提供了一个最直接明确的证据 .

水稻航天育种研究进展与展望

概述了20年来我国水稻航天育种研究的概况,对水稻空间诱变性状的变异特点、诱变作用机理和新品种选育研究进行了总结,同时指出目前水稻航天育种研究存在的问题,分析了水稻航天育种研究的应用前景.

^(60)Co-γ辐射对菊苣种子发芽及幼苗生理的影响

为明确60 Co-γ射线对菊苣(Cichorium intybus L.)辐照诱变效果,采用不同剂量60 Co-γ射线(100Gy,150Gy,200Gy和300Gy)辐照处理菊苣种子,测定其发芽率和相关生理指标。结果表明:随着辐照剂量的增加,菊苣发芽率降低,200Gy以上辐照处理发芽率与对照差异显著(P<0.05);超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白和可溶性糖含量随着辐照剂量增加均表现为先升后降的趋势,分别在辐射剂量为150Gy,100Gy,150Gy,150Gy及以上时与对照差异显著(P<0.05);丙二醛(MDA)含量随着辐照剂量增加而逐渐升高,150Gy以上辐照处理与对照差异显著(P<0.05);蛋白含量呈现先增后减的趋势,与对照差异均显著(P<0.05)。由此表明,菊苣受低剂量(150Gy以下)辐照后,诱变效果不明显,高剂量(200Gy以上)辐照下菊苣理化性质发生明显改变,研究结果将为菊苣辐射诱变育种提供一定的理论依据。

四种兰花辐射育种研究初报

以冬凤兰[Cymbidium dayanum Rchb.],竹叶兰[Arundian graminifolia(D.Don)Hochr.],碧玉兰[C.lowia-num(Rchb.f.)Rchb.],西藏虎头兰(C.tracyanumL.)组培苗为材料,进行60Coγ射线不同剂量处理,统计各处理植株死亡率、成活率及成活植株增殖率,并观察当代表型变异率和进行回归模型分析,初步结果表明:冬凤兰、竹叶兰、碧玉兰、西藏虎头兰组培苗的半致死剂量分别为:20.72 Gy,26.31 Gy,29.88 Gy,41.04 Gy,出现了植株矮化、变粗、叶变宽、叶尖分叉、叶上有淡绿斑,叶扭曲等较明显的表型变化。

^(60)Co-γ辐射扁穗牛鞭草剂量筛选及表型变异研究

以牧草型‘雅安'扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa‘Ya'an')和草坪型‘H055'扁穗牛鞭草(H.compressa‘H055')为材料,用^()60Co-γ射线分别照射种茎,研究其形态变异及变异的适宜射线剂量.旨在为扁穗牛鞭草辐射诱变育种提供基本信息。结果表明:诱变材料的存活率随辐照剂量增加而降低,‘雅安'扁穗牛鞭草种茎适宜诱变剂量为80~1 00 Gy,‘H055'扁穗牛鞭草种茎适宜诱变剂量为70~90 Gy;辐射当代材料在植株形态性状上发生了较明最变异,其变异频率分别为47.5%和37.5%。并获得75%叶片变小、株高变矮、茎变细的草坪型‘H055'扁穗牛鞭草优异种质和10%植株变高的牧草型‘雅安'扁穗牛鞭草突变体,表明辐射育种方法更适合于草坪型扁穗牛鞭草的选育。

CO_2激光对茄子种子发芽指标的影响及其数学模拟

采用功率密度为825mW/cm2的CO2激光,对茄子干种子进行不同时间的辐照处理,在催芽过程中,每天观察发芽的种子数,计算发芽势、发芽率,通过多项式模拟,建立各处理的发芽模型,比较不同处理对茄子种子发芽的影响,进行辐照时间与发芽势、发芽率的数学模拟,筛选出了激光辐照的刺激剂量范围,最佳刺激剂量及半致死剂量,得到了较理想的结果。

重离子束注入小麦胚乳诱发的突变效应

采用 75MeV u16O8+ 离子 (降能至 36MeV u ,使其在胚乳中的射程约为 2 4mm ) ,从种子顶部垂直注入胚乳 ,通过“嫁接”技术后进行萌发。处理后观测结果表明 ,当代根尖细胞染色体的微核率和畸变率与注入剂量呈正相关 ;测定了当代抗氧化酶活性、丙二醛 (MDA)含量和蛋白质含量的变化 ;经多代大田培育获得了矮杆与各种穗型的变异 ,且具有遗传性。结果显示离子注入胚乳不仅对生物的修复系统有较大影响 ,而且能够诱发后代突变。

60Co-γ辐射对甘蔗种子萌发和幼苗生长的影响初探

由于甘蔗遗传基础狭窄,传统的甘蔗杂交育种难以获得创新种质,而辐射育种为创新种质提供了新途径。为探讨^(60)Co-γ辐射对甘蔗杂交种子的诱变作用,以70Gy的剂量对5个甘蔗杂交组合的种子进行辐射处理,鉴定其对甘蔗杂交种子的萌发及幼苗生长状况的影响。结果表明,辐射处理对甘蔗杂交种子萌发状况的影响较小,甘蔗杂交组合间存在一定差异。辐射处理对甘蔗杂交种子幼苗生长状况的影响较大,甘蔗杂交组合间存在的差异偏大。辐射后的甘蔗幼苗出现生长缓慢、矮小、叶片卷缩等发育不良状况。

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。

月季的辐照育种及其新品种霞晖

月季霞晖是从辐照月季萨曼沙的花色突变株经嫁接和组培繁殖选育而成的月季新品种，其主要特点为花色由单色红色变为复色，即花瓣边缘呈深红色，其余部分呈淡红色，花瓣背面呈淡粉近白色。４０～５０个花瓣，花型为高心翘角。

中国谷子辐射育种的成就和展望

本文报道了中国谷子辐射育种发展过程和成就。目前中国利用辐射诱变技术共选育出谷子新品种 (系 ) 4 1个。这些品种的特点是产量高、品质好、抗逆性强。本文还探讨了谷子的辐射育种特点。

^(60)Coγ射线处理对一串红种子发芽及幼苗形成的影响

采用50,100,150,200,300,400 Gy剂量的60Coγ射线辐照一串红种子,分析了辐射处理对一串红种子发芽及幼苗形成的影响。结果表明:50 Gy处理对一串红种子发芽具有一定的促进作用,其相对发芽率达109.0%;400 Gy处理发芽率略低于对照;其它剂量处理发芽率与对照相近。50 Gy剂量处理可提高成苗率和苗的质量,但随辐射剂量增加,成苗率逐渐降低,幼苗的生长受到抑制,200 Gy以上处理抑制作用明显。辐射处理对根的产生和生长作用较芽更为敏感。

快中子辐照育种——兰辐黑麦芒(92)1号

选用青海黑麦芒（ＴｒｉｔｉｃｕｍＬ．Ｑｉｎｇｈａｉｂｌａｃｋａｗｎ）作原始材料，在强流中子发生器上用１４ＭｅＶ中子辐照。经６个世代田间试验，获得新的品种。新品种的特性是：分蘖能力强、抗干旱、抗倒伏、抗虫害及在半干旱条件下稳产高产。

N^+辐照非注入因素对微生物存活率的影响

低能N+辐照EscherichiacoliLE392前非注入因素如干燥、真空及菌悬液室温静置时间对其存活率的影响在本文中进行了研究。结果表明,样品干燥过程中E.coli存活率并非稳步下降,而存在一个瞬间急剧降低的现象;干燥样品放入真空靶室的瞬间,真空对E.coli的致死作用最大,随真空处理时间的增加E.coli存活率虽有下降但不显著;E.coli菌悬液室温放置过程中随时间延长其真空的耐受力也相应增加,分批培养的方法为研究提供了状态一致的新鲜样品,避免了由于注入样品间状态差异所引起的试验误差。在控制非注入因素的条件下,将N+1×1014cm-2和3×1015cm-2注入E.coli后,相同剂量不同批次间E.coli的存活率无显著差异。

低能离子在生物样品中的射程及生物效应机理的研究

以100keV Fe^+注入小麦和云豆样品,观测了样品中的RBS谱,并以蒙特卡洛方法在理论上计算了Fe^+在小麦和云豆中的射程.对理论和实验结果作了比较.对低能离子引起生物效应的机理作了讨论.