12C^(6+)辐射对菊苣根黄酮类物质及抗氧化活性的影响

为探究12C^(6+)辐射对菊苣中黄酮类物质及抗氧化活性的影响,以菊苣根为试验材料,测定不同12C^(6+)辐射剂量下总黄酮含量及抗氧化活性。利用超高效液相色谱-电喷雾串联四级杆质谱仪(UPLC-ESI-MS/MS),对总黄酮含量显著增加的20、40 Gy辐射组与对照组中黄酮类物质进行靶向代谢组学分析。结果表明,10~40 Gy12C^(6+)辐射均提高了菊苣根总黄酮含量,其中20、40 Gy辐射组含量提升最显著;鉴定出5类11种黄酮类代谢物,橙皮素、氯化矢车菊素-3-O-芸香糖苷是响应12C^(6+)辐射致菊苣根总黄酮含量升高的关键差异代谢物,12C^(6+)辐射影响了紫云英苷、异鼠李素-3-O-葡萄糖苷、木犀草素和橙皮素的合成。类黄酮生物合成途径(ko00941)、黄酮和黄酮醇的生物合成途径(ko00944)富集显著。20、40 Gy剂量辐射提高了菊苣根黄酮提取液的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2,2’-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS+)自由基清除能力及铁离子还原能力(FRAP),显著增强了其抗氧化活性。综上,20、40 Gy剂量的12C^(6+)辐射能提高菊苣根中总黄酮含量,改变菊苣根中黄酮类物质种类及含量,并增强其抗氧化活性。本研究结果为进一步研究菊苣辐射诱变育种提供了理论依据。

Synergistic responses of NHX, AKT1, and SOS1 in the control of Na^+ homeostasis in sweet sorghum mutants induced by ^(12)C^(6+)-ion irradiation

Sweet sorghum mutants induced by^(12)C(6+)-ion irradiation were planted under different soil salinity conditions to investigate the mechanisms maintaining the transport and spatial distribution of Na^+. The functions of the synergistic responses of NHX, AKT1, and SOS1 related to Na^+ accumulation were investigated in control(KFJT-CK) sorghum and KF1210-3 and KF1210-4 mutants. The results indicated that the NHX, AKT1, and SOS1 proteins in sweet sorghum are mainly involved in the transport, exclusion, and spatial distribution of Na^+,respectively. In addition to physiological parameters, we also measured the expression levels of NHX, AKT1, and SOS1 genes. The experimental results indicated that 150 m M Na Cl induced marked increases in the transcripts of NHX and SOS1 after 8 and 12 h in the KF1210-3,KF1210-4, and KFJT-CK cultivars. In contrast, however, a decrease in AKT1 was observed. On the basis of our results, we propose a model in which cooperation amongNHX, AKT1, and SOS1 facilitates Na^+ homeostasis in sweet sorghum in response to an increase in salt concentration. Accordingly, study of the regulatory mechanisms in sweet sorghum generated by carbon ion irradiation is essential for the selection of salt-tolerant cultivars.

^(12)C^(6+)重离子辐射对长富2号苹果表型与果实品质的影响

为创制优质抗逆苹果种质资源,本研究以长富2号休眠芽为试验材料,采用剂量为50 Gy的^(12)C^(6+)离子束对其进行辐照处理,后将休眠芽嫁接于G935砧木上。结果后,对^(12)C^(6+)辐射长富2号与对照植株分别进行植物学性状观察及果实品质指标的测定与分析。通过植株表型观察得到4株表型变异的植株分别为5-14-4、7-9-3、7-13-2和7-13-4,表型差异表现在果实果型变异,果实突变变小,果皮着色变异和叶色变异。果实品质指标测定结果表明,果肉硬度、果皮花青苷、果实糖酸含量等均发生不同程度的改变。

^12C^6＋重离子辐照油菜诱变效应研究

用30Gy、90Gy和180Gy 12C6+重离子辐照油菜干种子,研究其对油菜M1代的诱变效应。结果表明不同剂量12C6+重离子辐照使油菜的出苗率、株高和开花率有不同程度的提高,并使开花期提早;30Gy辐照使单株角果数和单株产量有了一定程度的提高;三种辐照剂量都造成了花粉生活力、千粒重和含油量的降低。RAPD扩增结果表明,42个随机引物中有13个引物扩增出差异条带,30Gy、90Gy和180Gy引起的RAPD变异率分别为22.1%、23.7%和36.2%。研究表明,12C6+重离子辐射能有效地引起油菜DNA序列发生改变,从而诱导基因变异,为油菜育种提供丰富的种质材料。

^12C^6＋离子辐照对4种农作物种子出苗率及幼苗生长的研究

以能量为80MeV/u的12C6+离子为诱变源辐照油菜、胡麻、大葱和兵豆的干种子后,研究了不同剂量处理对4种农作物M1和M2代种子出苗率及幼苗生长的影响。实验结果表明:重离子所导致的M1代生物学效应因不同的物种而表现出一定的差异,适当剂量C离子辐照促进了油菜和胡麻M1代出苗率和幼苗的生长;而不同剂量的C离子辐照抑制了大葱的出苗率和幼苗的生长;兵豆3个剂量下的出苗率和对照相差很小,但90Gy辐照有利于其生长。到了M2代,4种作物辐照组的发芽率都低于各自的对照组;30Gy剂量下的油菜、胡麻和兵豆长势最好;大葱依然是对照的长势最好。

^(12)C^(6+)注入小麦种子胚乳引起M_1代的变化

通过控制单核能大小 ,将 1 2 C离子注入小麦种子胚乳 ,结果引起 M1 代植株的较大变化。这些变化包括 :生物学性状的变异 ;根尖细胞染色体畸变率和微核率的显著提高 ;POD酶活性显著提高和 CAT酶活性、MDA含量和蛋白质含量的较大程度的下降等。

^12C^6＋重离子辐照大葱的细胞学和RAPD分析

用309、0和180Gy12C6+重离子辐照处理大葱干种子,研究其对大葱根尖的细胞学效应,并采用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术初步分析了其变异类型。不同剂量12C6+的重离子照射能有效诱导大葱根尖细胞微核和染色体畸变。随着辐照剂量的增加,幼苗根尖细胞微核形成几率明显增大,微核率、多微核率和染色体总畸变率呈线性上升。但除去微核以外的染色体畸变率则呈U型变化。RAPD结果表明,大葱不同处理之间的DNA存在明显差异,所用35种引物中有28种出现了特异性条带,既有新增条带,又有缺失条带,还有迁移率的差异。30、90和180Gy剂量辐照引起的RAPD变异率分别为29.91%、41.05%和22.14%。结果发现高微核率和染色体变异过大会导致高致死效应,使得染色体总畸变率高的处理组在当代生长苗的DNA变异率变小。

^(12)C^(6+)重离子辐照大葱的生物学效应

用30Gy、90Gy和180Gy 12C6+重离子辐照处理大葱干种子,研究了它对大葱的生物学效应。经过不同剂量12C6+重离子照射过的大葱,幼苗发芽率、株高等表型随着辐照剂量的增大,呈现明显的"抛物线"趋势。适量的12C6+重离子照射(30Gy)能提高大葱发芽率和抗旱、抗倒伏能力,促进生长发育。重离子辐照能有效地诱导大葱根尖细胞微核和染色体畸变形成,180Gy处理的大葱微核率和染色体畸变率最高达到9.09%和10.03%。本实验为大葱的重离子辐照育种打下基础。

低剂量^(12)C^(6+)离子辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期及DNA损伤的影响

研究低剂量12C6+离子全身辐照对小鼠胸腺、脾脏细胞周期进程及DNA损伤的影响。以0、10、50、75、100和250mGy12C6+离子全身辐照小鼠,照射后6h处死小鼠,用流式细胞仪检测受辐照小鼠胸腺、脾脏细胞在各细胞周期的百分率,用彗星电泳技术检测受辐照小鼠胸腺脾脏细胞的拖尾率和拖尾长度。所有照射组G0/G1期胸腺细胞百分率明显低于对照组,(p<0.05),10～100mGy照射组S期胸腺细胞百分率显著高于对照组(p<0.01),所有照射组(G2/M)期胸腺细胞百分率明显高于对照组(p<0.05);所有照射组G0/G1期脾细胞百分率明显高于对照组(p<0.01),S期脾细胞百分率显著低于对照组(p<0.05)。彗星电泳结果显示低剂量12C6+离子辐照以剂量依赖的方式引起小鼠胸腺脾脏细胞DNA迁移长度及拖尾率的增加。低剂量的碳离子辐射可促进小鼠胸腺细胞DNA合成,对小鼠脾脏细胞产生抑制作用,使其发生G1期阻滞;同时对胸腺及脾脏细胞造成具有明显剂量效应关系的DNA损伤。

^(12)C^(6+)重离子束照射治疗复发性软组织肉瘤临床疗效探讨

目的:应用我国自主研发的重离子加速器产生的12C6+重离子束治疗复发性软组织肉瘤,评价其高线性能量传递(LET)及低LET在临床应用中的优劣.方法:3例经病理证实为软组织肉瘤自愿接受重离子束照射的患者,其中2例病变位于腹部,1例在背部.所有患者均为手术复发2次以上,最多达6次,并经手术行常规放疗失败.应用80～100 mev/u重离子束对3例患者分别给予总剂量72～120 GyE/6-12 f照射,生物效应剂量(RBE)=3.结果:2例患者3 mo后病变完全消失,达临床治愈;1例缩小75%,达临床部分缓解,总有效率为100%.治疗中及治疗后照射野皮肤无破溃等放射性损伤.结论:12C6+重离子束具有治疗精度高,疗程短,对肿瘤周围正常组织损伤小等特点.特别在射线抗拒的难治性肿瘤中可达到常规放疗难以实现的疗效,具有很好的临床应用前景.

^(12)C^(6+)重离子辐照胡麻种子初步研究

本文研究了6×108cm-2、1.8×109cm-2和3.6×109cm-2的12C6+重离子束辐照对胡麻种子M1代生物学性状和DNA分子多态性等方面的影响。6×108cm-2辐照处理可引起胡麻发芽率提高,促进植株株高,增强花粉活力。同时辐照处理使胡麻种子千粒重和含油量有不同程度提高,辐射剂量越高,两者数值越大,3.6×109cm-2辐射剂量的胡麻种子千粒重和含油量与对照组的相比分别高出了16.5%和19.9%,此外在此剂量处发现了花粉发生了形态变化。辐照处理对胡麻DNA分子也产生了影响,筛选出的14个随机引物可以扩增出清晰、稳定、重复性好的DNA片段,有52个是多态性DNA片段,比率为52.5%。

黄芪汤对重离子辐射(12C^6+)所致大鼠放射性脑损伤的保护作用

探讨黄芪汤对受12C^6+离子束照射后大鼠大脑中Bax、Bcl-2与Caspase-3表达的影响。无特定病原体(Specific pathogen free,SPF)级Wistar大鼠50只随机分为正常对照组,单纯辐照模型组,黄芪汤高、中、低剂量组,每组各10只。常规饲养7 d后,黄芪汤高、中、低剂量组用黄芪汤(剂量分别为18 g/(kg·d)、9 g/(kg·d)、4.5 g/(kg·d))灌胃2周,正常对照组和单纯辐照模型组用等量生理盐水灌胃。从第7天起除正常对照组外,其余各组大鼠脑组织给予4 Gy 12C^6+离子束单次照射,辐照后第7天称量各组大鼠的体重,10%水合氯醛(3 mL/kg)麻醉各组大鼠后股动脉采血处死大鼠。计算各组大鼠的脑系数,HE染色法及TUNEL染色法观察脑组织病理学形态改变,并计算神经细胞凋亡率,实时荧光定量PCR法测定各组大鼠脑组织Bcl-2、Bax和Caspase-3的基因表达,Western-Blot法检测各组大鼠脑组织Bcl-2、Bax和Caspase-3的蛋白表达。单纯辐射模型组体重和脑系数均降低,脑组织存在大量凋亡细胞,脑组织Bcl-2的基因表达和蛋白表达均降低,Bax和Caspase-3的基因表达和蛋白表达均升高(p<0.01)。黄芪汤中、高剂量组脑系数升高,黄芪汤高剂量组体重、脑组织Bcl-2的基因表达和蛋白表达均升高(p<0.05或p<0.01);而黄芪汤中、高剂量组脑组织细胞凋亡率明显降低,Caspase-3的基因表达和蛋白表达均显著降低,高剂量组Bax的基因表达和蛋白表达均显著降低(p<0.01)。病理组织学检查发现单纯辐射模型组大鼠脑组织稀疏,细胞数量明显减少且间隙增大;黄芪汤高剂量组脑组织稀疏,脑细胞数量减少及间隙增宽等情况较单纯辐射组明显好转,但未完全恢复正常。黄芪汤对12C^6+离子束辐射所致的Wistar大鼠脑损伤具有较好的保护作用,其抗辐射作用可能主要是通过抑制大鼠脑组织Bax、Caspase-3的表达和促进其脑组织Bcl-2的表达来实现的。

^12C^6＋照射对小鼠睾丸组织脂质过氧化、SOD活性及细胞周期的影响

为评估重离子照射的生殖毒性,探讨其损伤的可能机制,用0、0.5、1、2或3Gy剂量12C6+离子对性成熟昆明雄鼠下腹部进行局部照射,6h后处死小鼠,取睾丸组织,用流式细胞术检测睾丸细胞凋亡率和细胞周期,用化学试剂盒检测组织中超氧化物岐化酶(SOD)的活性以及脂质过氧化产物丙二醛(MDA)水平。结果表明,与对照组(0Gy)相比,低剂量照射(0.5Gy)组中睾丸组织SOD活性增加(P>0.05),但SOD活力随剂量增加而下降,在2Gy和3Gy照射组中呈显著抑制作用(P<0.05);睾丸组织中MDA含量随剂量增加,2Gy和3Gy照射组呈显著性差异(P<0.05)。流式细胞术检测结果显示,1～3Gy12C6+照射可导致睾丸组织中单倍体、二倍体及四倍体细胞数量显著减少(p<0.01),凋亡率明显增加(p<0.01)以及G2/M期阻滞(p<0.01)。提示12C6+照射可能通过自由基损伤途径,诱发细胞凋亡和细胞周期异常,从而造成睾丸组织损伤,生殖能力下降。本实验结果为抗氧化剂和自由基清除剂用于临床重离子治疗中对性腺的防护提供了理论依据。

12C^6+离子束诱变选育温度耐受螺旋藻高产藻株及其培养条件的优化

以极大螺旋藻(Spirulina maxima)为实验材料,利用不同剂量的12C^6+离子束对其进行辐照诱变,采用平板分离和温度选育初筛变异藻株,通过生物量和遗传稳定性复筛温度耐受高产突变株,并优化其培养条件。结果表明,在吸收剂量为600 Gy和800 Gy时对藻株的诱变效果显著,致死率为71.84%和78.47%,筛选出的2株温度耐受突变株,分别是经600 Gy辐照后20℃培养和经800 Gy辐照后35℃培养条件下的螺旋藻突变株Sm04#和Sm21#。经过10次传代培养,生物量分别达到0.54 g/L和0.91 g/L,较对照组提高了11.49%和12.64%,且遗传稳定性良好。培养条件的优化实验表明,Sm04#和Sm21#的最适pH均为9.0,最适光强分别为70μmol/(m2·s)和80μmol/(m2·s),最适光暗周期依次为12∶12 h和14∶10 h。进一步对2株突变株在室内扩大培养,蛋白质和多糖含量均高于对照组。研究结果为12C^6+离子束辐照诱变螺旋藻藻株的开发和应用提供理论依据。

硫代葡萄糖苷对^(12)C^(6+)离子束辐射损伤小鼠的保护作用研究

为研究硫代葡萄糖苷(Glucosinolate,简称硫苷)对辐射损伤小鼠的保护作用,预先给小鼠口服不同剂量的硫苷粗提物,两周后给予2Gy^(12)C^(6+)离子束全身均匀辐照。辐照后8h内用流式细胞仪检测受辐照小鼠脑、肝、肺细胞在各细胞周期的百分率,用彗星电泳技术检测受辐射小鼠脑、肝、肺细胞的拖尾率和拖尾长度。与单纯辐照未给药组相比,口服较低剂量的硫苷粗提物,可以使^(12)C^(6+)离子束全身辐照后小鼠的脑、肝、肺细胞中G_0/G_1期细胞百分比显著降低(p<0.05),G_2/M期和S期的细胞百分比明显上升(p<0.05),受辐照损伤细胞的拖尾率和拖尾长度也显著降低(p<0.05),而在中、高剂量组间差异都不显著,无统计学意义。研究表明,较低剂量的硫苷能够降低^(12)C^(6+)离子束辐照时对小鼠脑、肝、肺细胞的损伤,说明硫苷对小鼠辐射损伤具有一定的保护作用。

重离子^(12)C^(6+)治疗小鼠移植性肿瘤S_(180)的试验研究

从实验肿瘤学、肿瘤病理学等角度对碳离子治疗小鼠移植性肿瘤 S180 进行了研究 ,结果表明 ,在有氧和急性缺氧情况下碳离子可有效治疗小鼠移植性肿瘤 ,碳粒子照射后主要引起肿瘤组织的坏死变化。

不同剂量12C^6+离子束辐照对苦瓜种子发芽和生物学性状的影响

[目的]探讨不同剂量12C^6+离子束辐照对苦瓜种子的影响,选出优良的变异单株。[方法]利用重离子加速器采用辐照能量为100 MeV/u的碳离子对1500粒纯系苦瓜种子进行贯穿性辐照,种子分5份,分别是100、200、300、400和500粒,辐照剂量分别为100、200、300、400和500 Gy,剂量率30 Gy/min,辐照时间5.6 h。将辐照过的苦瓜种子进行田间比较试验,按广东省农业技术推广总站规定的《广东省农作物品种试验办法》进行。[结果]随着辐照剂量的增大,苦瓜的出苗率和成苗率明显下降,对形态特征、产量及田间抗性也有很大影响。[结论]不同剂量12C^6+离子束辐照对苦瓜种子有明显的损伤效应,随着辐照剂量的增大对苦瓜种子造成的损伤越大。

12C^(6+)离子束辐照对茶树精油质量及其杀灭口蹄疫病毒效果的影响

本研究旨在探索12C6^(+)离子辐照茶树精油后,茶树精油活性成份的变化及其对口蹄疫病毒(foot-and-mouth disease virus,FMDV)的杀灭效果。采用50、100、150、200 Gy的12C6^(+)离子束辐照茶树精油后,利用气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometer,GC-MS)法和红外色谱法分析辐照前后茶树精油主要成分变化及其质量沉积效应;检测茶树精油中松油烯-4-醇、1,8-桉叶素含量变化;将辐照前后茶树精油原液以及1∶2、1∶4辐照后稀释的精油注射50日龄成年鼠检测其临床用药的安全性;将稀释成1∶2、1∶4、1∶6、1∶8的辐照后茶树精油分别与等量的1∶500的O-FMDV强毒充分混匀,皮下注射4~5日龄乳鼠,连续观察7 d,观察小鼠有无FMDV感染症状。试验结果表明,以100 Gy的12C6^(+)离子束辐照茶树精油后,松油烯-4-醇含量由37.90%升高到39.03%,1,8-桉叶素含量无明显变化,羟基化合物含量明显增高;辐照前后茶树精油原液以及稀释后精油注射未见不良反应,辐照后茶树精油临床用药安全;乳鼠感染混有不同浓度的O-FMDV后,1∶2、1∶4稀释倍数的茶树精油组感染O-FMDV的乳鼠未出现死亡,注射部位未见炎症、坏死等,阳性对照组全部死亡。结果表明,12C6^(+)离子束辐照茶树精油最佳剂量为100 Gy,在乳鼠体内抗O-FMDV效果的最大稀释度为1∶4,12C6^(+)离子束辐照可以提高茶树精油对FMDV的杀灭效果。

12C^6+辐射对黄瓜光合色素含量及光合基因表达的影响

以自交系黄瓜18C-1为辐射试验材料,探究不同剂量12C^6+辐射胁迫对黄瓜光合色素及光合基因表达的影响。结果表明,光合色素各组分Chla、Chlb、Cv含量在低剂量(60 Gy)辐射胁迫下响应性下调,中、高剂量(80~120 Gy)辐射胁迫下响应性上调,且中、高剂量下Chla含量均高于对照,Chlb含量均低于对照;光合基因rbcL、rbcS、rca、psbA表达量均受抑制,其中rbcL、rbcS、rca基因表达量随辐射剂量增加呈“W”型响应变化,psbA表达量呈“马鞍”型响应变化。综上所述,12C^6+辐射胁迫对黄瓜幼苗光合色素含量及光合基因表达水平产生影响。

归芪益元膏对12C^(6+)束辐射旁效应肺损伤大鼠的保护作用及其机制

目的探讨归芪益元膏对12C^(6+)束辐射旁效应(RIBE)肺损伤大鼠的作用及可能机制。方法70只Wistar雄性大鼠随机分为空白对照组、辐射24 h组、归芪益元膏+辐射24 h组、归芪益元膏24 h组、辐射7 d组、归芪益元膏+辐射7 d组、归芪益元膏7 d组,每组10只。各归芪益元膏组和归芪益元膏+辐射组照射前14d给予归芪益元膏灌胃,空白对照组和各辐射组灌胃等量生理盐水。14 d后,各辐射组及归芪益元膏+辐射组大鼠右肺予4 Gy 12C^(6+)束单次照射(仅暴露右肺部位),空白对照组与各归芪益元膏组不照射,照射后持续灌胃给药至24 h、7 d时间点处死大鼠,收集双肺组织,HE染色观察左右肺组织病理学变化,Q-PCR检测左右肺组织中转化生长因子-β1(TGF-β1)、p-Smad3 mRNA表达水平,Western blotting检测左右肺组织中TGF-β1、p-Smad3、Smad6蛋白表达水平。结果HE染色结果显示,空白对照组及各归芪益元膏组双肺肺泡结构正常。辐射24 h组双肺肺泡间隔增大,炎性细胞浸润。归芪益元膏+辐射24 h组双肺部分肺泡间隔断裂,部分炎性细胞浸润。辐射7 d组肺泡间隔断裂明显,肺泡腔不规则扩大,炎性细胞浸润,左肺浸润程度较右肺轻。归芪益元膏+辐射7 d组无纤维增生,肺泡腔内无充血,左肺损伤程度较右肺轻。Q-PCR和Western blotting检测结果显示,与空白对照组比较,辐射24 h组和辐射7 d组大鼠左右肺组织中TGF-β1 mRNA和蛋白表达水平均升高(P<0.05),p-Smad3蛋白表达水平升高(P<0.05),右肺Smad6 mRNA表达水平降低(P<0.05),左肺Smad6 mRNA表达水平升高(P<0.05),左右肺组织中Smad6蛋白表达水平降低(P<0.05),且辐射7 d组大鼠左右肺组织中TGF-β1 mRNA和蛋白表达水平高于辐射24 h组(P<0.05),存在时间效应。与相同时间点辐射组比较,各归芪益元膏+辐射组大鼠左右肺组织中TGF-β1 mRNA和蛋白、p-Smad3蛋白表达水平降低,Smad6 mRNA和蛋白表达水平升高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论归芪益元膏对辐射旁效应肺损伤大鼠具有防护作用,其机制可能与下调肺组织中TGF-β1、p-Smad3 mRNA和蛋白的表达,上调Smad6 mRNA和蛋白的表达有关。