东北春大豆60Co-γ辐射和EMS诱变的突变特点分析

为对比不同品种、不同诱变方法和剂量的诱变效果,以便给大豆诱变育种和突变体库构建提供有效途径,对4个东北春大豆品种黑农48、黑农84、绥农52和绥农42进行60Co-γ辐射和甲基磺酸乙酯(EMS)的诱变处理,调查分析其M1和M2代出苗率、成株率、不育性、蛋白、脂肪及其它农艺性状。研究发现各品种对不同诱变方法反应敏感度不同,黑农48对辐射诱变敏感度高,黑农84、绥农52和绥农42对化学诱变敏感度高。辐射诱变和化学诱变M1代均会对各品种不同性状产生影响,但这种影响多数由生理伤害造成。两种诱变方式对品种诱变影响各具特点,辐射诱变具有明显的苗后致死性,而且对不育性影响更明显;化学诱变更温和,M1代成株率更高。两种诱变M2代的出苗率、成株率、不育性、蛋白含量、脂肪含量及其它农艺性状趋于相同,但辐射诱变在叶型、分枝、黄化株、育性等方面的突变率比化学诱变高,这些变化特点的研究可为诱变育种或者构建突变体库提供基础依据。

60Co-γ辐射对黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响

研究了不同60Co-γ射线辐照剂量(50~1000 Gy)对黄瓜种子发芽及幼苗生长的影响。结果发现,60Co-γ射线对黄瓜种子的辐射效应明显。当辐照剂量为50Gy时,黄瓜种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数明显高于未辐照处理,说明辐射促进了黄瓜种子的萌发;黄瓜种子24 h电导率和相对电导率低于对照,子叶单位面积叶绿素含量明显增加;幼苗根系生长加快,侧根发生多,株高最高,促进了幼苗生长;幼苗各部位的鲜质量、干质量和干质量/鲜质量值增加,说明辐射能提高幼苗素质。当辐照剂量为100~1000Gy时,种子发芽率等4项发芽指标、幼苗生长量、子叶叶绿素含量、幼苗各部位鲜质量和干质量则随辐照剂量的增加而明显下降,而种子细胞膜透性、幼苗各部位干质量/鲜质量比值随着辐照剂量的增加而加大,辐射抑制了黄瓜种子的萌发及幼苗生长。黄瓜种子辐射诱变的半致死剂量为795Gy。

60Co-γ辐射对三种盐碱胁迫下稗草种子萌发的影响

为确定有助于提升稗草种子耐盐性的^(60)Co-γ射线辐射剂量,对不同浓度NaCl、NaHCO_3和NaCl+NaHCO_3胁迫下种子发芽率的变化进行分析,确定了3种盐碱的半致死浓度,同时对不同剂量辐射处理的种子进行3种盐碱胁迫处理,比较辐射种子在3种盐碱胁迫下种子萌发和芽苗生长的影响。结果表明,3种盐碱胁迫的半致死浓度分别为280mmol·L^(-1) NaCl、80mmol·L^(-1) NaHCO_3和280mmol·L^(-1) NaCl+70mmol·L^(-1) NaHCO_3;适宜辐射剂量可以促进NaCl胁迫下种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数及芽苗总长、胚芽长、根长、鲜重、干重、相对含水量和NaCl+NaHCO_3胁迫下种子的发芽率、发芽指数和芽苗干重,NaHCO_3胁迫抑制种子萌发和芽苗的生长,增加芽苗鲜重、干重和相对含水量。不同辐射剂量对3种盐碱胁迫种子萌发和芽苗生长各指标的影响不同,隶属函数综合分析,辐射剂量在50,100和150Gy能提高稗草种子耐NaCl能力,但辐射不能提高其耐NaHCO_3和混合盐碱能力。

60Co-γ辐射种子处理对‘龙牧806’苜蓿幼苗耐盐性的影响

为了探究60 Co-γ辐射对NaCl胁迫的‘龙牧806’苜蓿(Medicago sativa×Meliloides ruthenica‘Longmu 806’)幼苗生理生化指标的影响,本试验对苜蓿种子进行不同剂量(600 Gy,900 Gy,1 200 Gy和1 500 Gy)的60 Co-γ辐射处理,测定NaCl胁迫下苜蓿幼苗的叶片和根的可溶性蛋白(Soluble protein,SP)、脯氨酸(Proline,Pro)、可溶性糖(Soluble sugar,SS)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)和相对电导率(Relative conductivity,RC)。结果表明:苜蓿叶片和根的SP,Pro和SS含量及POD和PPO活性均随辐射剂量的增加呈先升后降的趋势,在600 Gy辐射组达到最高值;MDA含量和RC随辐射剂量的增加呈逐渐升高的趋势,在1 500 Gy辐射组均达到最高值。相关性分析结果表明:叶中Pro与SP,POD均呈极显著正相关,根中POD与SP呈极显著正相关,而叶和根中MDA与RC均呈显著正相关。苜蓿幼苗的叶片和根对NaCl胁迫各指标的隶属函数进行综合分析得出,不同辐射处理苜蓿种子的幼苗对NaCl抗性由强到弱依次为:600 Gy>0 Gy>900 Gy>1 200 Gy>1 500 Gy,600 Gy辐射剂量能有效提高‘龙牧806’苜蓿对NaCl的抗性,是诱变育种的合适剂量。

^60Co-γ辐射对3种变色叶类观赏海棠的诱变效应

【目的】探讨60Co-γ辐射对观赏海棠的诱变效应。【方法】以3种变色叶类观赏海棠品种‘高原之火’、‘印第安魔力’和‘绚丽’的1 a(年)生枝条为试材,采用不同剂量的60Co-γ射线对其接穗进行辐射后嫁接,探讨不同辐射处理条件下嫁接植株成活率、新梢、叶片及花瓣形态特征的变化规律,比较叶片与花瓣类黄酮含量的处理间差异。【结果】随着辐射剂量的升高,3个品种嫁接成活率都呈下降趋势,在60Co-γ辐射剂量大于80 Gy的条件下,成活率明显下降;与对照(0 Gy)相比,60Co-γ40~60 Gy处理导致3个品种新梢生长速率、新梢长度、枝条粗度、节间长度显著减小,叶面积、花瓣面积、叶片厚度显著降低;在60Co-γ辐射剂量0~60 Gy条件下,花色苷含量及其他类黄酮如黄酮醇、黄酮及黄烷醇含量在叶片与花瓣中发生规律性变化。【结论】60Co-γ辐射明显减少了新梢、叶、花的生长量,改变了叶、花类黄酮含量,但不同品种对60Co-γ辐射的敏感性不同。

60Co-γ辐射对大花紫薇叶绿素荧光特性的影响

为探究60Co-γ射线辐射处理种子对大花紫薇生长发育中光合效率的影响,以大花紫薇种子为试验材料,以不同60Co-γ射线辐射剂量(0、20、60、100、140、180 Gy)进行辐射处理,测量不同处理生长发育过程中叶绿素及光合指标的变化,研究其对紫薇光合系统的影响。结果表明:20、60 Gy处理较对照和其他处理叶绿素质量分数更高,更有利于叶片进行光合作用;60、100 Gy处理较对照和其他处理潜在光合速率和最大光合效率更好;各时期光合性能指数与综合性能指数均呈现先上升后下降的趋势,但随时间的增加整体呈现下降的趋势,60 Gy较其他处理性能指数高。由此得出,60 Gy辐射处理有利于大花紫薇光合色素的产生与积累,较好的增加电子传递效率,有利于光合系统的运转和能量的积累。

PEG胁迫对经60Co-γ辐射无芒雀麦种子的幼苗叶片超微结构的影响

为明确60Co-γ射线对干旱条件下无芒雀麦(Bromus inermis)叶片的影响,从而为无芒雀麦利用辐射进行抗旱育种提供理论依据,本试验应用透射电镜观察聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEG)模拟干旱胁迫下的60Co-γ射线辐射无芒雀麦的叶片细胞,比较辐射对无芒雀麦叶片细胞、叶绿体、线粒体的形态和超微结构的影响。试验结果表明:未受辐射和PEG胁迫的无芒雀麦叶片细胞形态规则,叶绿体基粒片层和基质片层多且有序,线粒体膜完整,内嵴清晰,基质浓厚。10%PEG胁迫50 Gy辐射处理组叶片细胞扭曲最严重,形态不规则,细胞壁厚度不均,质膜内陷,有轻微质壁分离。10%和20%PEG胁迫下辐射剂量为50 Gy时,叶绿体和线粒体形态和超微结构受影响程度较轻,随着干旱胁迫强度和辐照剂量的增加,叶绿体和线粒体超微结构受损伤程度增强;20%PEG胁迫下辐射剂量为200 Gy时,叶绿体膜有不同程度破损,基粒片层排列的紊乱性增加,部分基粒片层不清晰,基质类囊体片层结构清晰,可见少量淀粉粒;线粒体膜破损比较严重,内嵴减少,排列不规则,基质较浅。可见,不同60Co-γ射线辐射剂量可对无芒雀麦叶片叶绿体和线粒体超微结构产生不同程度的影响,在利用60Co-γ射线辐射进行无芒雀麦耐旱性育种时,可选择50 Gy低辐射剂量结合20%PEG模拟干旱胁迫进行抗旱性突变体的筛选。

^(60)Co-γ辐射对观赏海棠组培苗的诱变效应

【目的】探讨60Co-γ辐射对观赏海棠组培苗的辐射诱变效应。【方法】以观赏海棠‘印第安魔力’(Maluscrabapple‘Indian Magic’)组培苗为试材,采用7个剂量的60Co-γ射线辐射处理,观察比较不同辐射处理条件下组培苗的生根率、增殖率、死亡率及组培苗移栽后植株的生长状况、叶片形态及叶片微结构的变化。【结果】随着60Co-γ辐射剂量的增加,生根和继代组培苗的生根率、平均根长、苗高、增殖率均明显下降;辐射剂量大于30Gy与小于30Gy的处理间差异极显著。随着辐射剂量的增加,辐射后组培苗的死亡率显著上升,且半致死剂量为45.5Gy(r=0.936)。小于半致死剂量的辐射处理后,组培苗在形态上出现明显矮化特征,叶片变小、变厚,新梢节间和根系变短、变粗,移栽苗顶端生长势减弱,叶色、叶缘、叶形变异明显。叶片超微结构观察结果表明,随着辐射剂量的增加,移栽苗叶片气孔器的长度、宽度、周长和面积较对照均有不同程度的增加,而气孔长宽比、气孔长度和周长、气孔宽度和面积下降,叶片厚度、栅栏组织、海绵组织厚度及栅海比也呈现不同程度的下降(30Gy除外),推测这些结构特征变异与叶片表观特征的变异相适应。【结论】30Gy60Co-γ辐射处理后,组培苗可以维持正常生长,且诱导的变异性状明显,诱变效果稳定,是较为合适的辐射剂量。

60Co-γ射线辐射对番茄种子萌发及早期幼苗生长的影响

用0～800 Gy剂量范围的60Co-γ射线对2个品种的番茄干种子和引发种(30%PEG-6000引发)进行辐射处理,采用发芽盒发芽法研究60Co-γ射线对番茄种子的萌发效应。结果表明,不同品种间对60Co-γ射线敏感性差异显著。黄盆栽抗辐射能力强于1479,主要表现在种子发芽率、萌发速度上。不同萌动状态番茄种子对辐射的敏感性也不同,经过30%PEG引发的引发种对辐射较干种子敏感。大剂量辐射后种子虽能萌发,但其幼苗生长受到明显的抑制,主要表现在胚根的分化和生长上。根据半致死剂量(LD 50)可以确定番茄种子适宜的辐射剂量,黄盆栽500～600 Gy,1479为400～500 Gy。

^(60)Co-γ辐射对西瓜种子萌发和幼苗生长的效应

为了探讨60 Co-γ辐射剂量对不同质量西瓜种子萌发和幼苗生长的影响,以不同质量的12个西瓜品种干种子为材料,通过6个剂量的辐射处理,研究辐射剂量对西瓜干种子出苗率、存活率、出苗时间、子叶面积、株高及茎粗等的影响。结果表明,200和400Gy辐射对中等种子出苗有促进作用,超过600Gy都具有显著(P<0.05)抑制作用;随着辐射剂量的增加,植株出苗时间延长,幼苗生长缓慢;根据半致死剂量确定西瓜种子适宜辐射剂量为600～800Gy。不同大小西瓜种子对60 Co-γ辐射的敏感性表现为大种子>小种子>中等种子。

^(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。

^(60)Co-γ辐射对木薯生长的影响及其突变体的SCoT分析

为了探讨不同剂量^(60)Co-γ射线对木薯生长的影响,确定突变体DNA变异的情况,以新选048和华南205木薯品种为供试材料,采用0(CK)、50、100、200、400、800 Gy^(60)Co-γ射线对其进行辐射诱变,观测不同辐射剂量下木薯的生长情况,对辐射诱变后的种植材料进行表型鉴定,并对表型变异稳定的突变体采用SCo T分子标记进行分析检测。结果表明:2个木薯品种辐射敏感性不同,新选048和华南205的半致死剂量分别为214、219Gy,而当辐射剂量达到400 Gy时,2个木薯品种的致死率均达100%,因此,木薯^(60)Co-γ辐射诱变较合适的诱变剂量在200 Gy左右;在0(CK)、50、100、200、400、800 Gy辐射剂量下,新选048的表型变异率分别为0%、0%、1.5%、5.4%、0%、0%,华南205表型变异率分别为0%、0%、1.2%、3.5%、0%、0%;据2014~2016年的表型鉴定结果,本试验获得了8份包含了裂叶叶形变异、叶柄颜色变异、株高变异、茎粗变异的稳定突变体,对其采用SCo T分子标记检测,结果发现共有11条引物可检测到木薯母本及其突变体在分子水平上的差异。这些突变体的获得为今后木薯育种及机理研究提供可靠的原材料和中间材料,且采用SCo T分子标记能较好的鉴定辐射诱变获得的木薯突变体材料,为今后木薯辐射诱变育种提供参考。

3种结缕草及其^(60)Co-γ辐射诱变新品系抗旱性比较

【目的】探究3种结缕草Zoysia japonica及其60Co-γ辐射诱变选育的6种新品系间抗旱性的差异.【方法】以兰引Ⅲ号(LY)、ZS-1(ZS)和ZS-SJZ(ZSS)3种结缕草及其6种新品系为材料,在盆栽条件下进行干旱胁迫处理,在干旱胁迫处理后第3、9、15天测定叶片相对含水量、相对电导率、脯氨酸含量、可溶性总糖含量,同时观测草坪草盖度和颜色变化;干旱胁迫处理后复水,观测草坪草盖度和颜色变化.【结果和结论】随着干旱胁迫的加剧,结缕草叶片相对含水量不断下降,脯氨酸含量、可溶性总糖含量和相对电导率呈上升趋势,草坪盖度和颜色评分降低.通过隶属函数标准差系数赋予权重法对9份材料的抗旱性进行综合评价,抗旱性从强到弱依次为ZSS-5>ZS-3>LY>LY-2>ZS>ZS-4>LY-1>ZSS-6>ZSS,新品系ZSS-5、ZSS-6、ZS-3抗旱性优于其亲本,说明结缕草可以通过辐射育种选育抗旱品种.

金帅和嘎啦苹果^(60)Co-γ辐射诱变效应的初步研究

以金帅和嘎啦苹果1年生枝条为试材,采用60Co-γ射线以不同剂量对其进行辐射,结果表明:随着辐射剂量的升高,其嫁接成活率呈下降趋势;金帅和嘎啦的适宜辐照剂量均为40～80 Gy,在此辐射剂量范围内,果树的枝条变短、叶型变窄,二叉枝和多叉枝数量显著增加。

小麦空间环境与^(60)Co-γ辐射诱变效应的比较研究

以12份小麦品种(系)为材料,分别经"实践八号"返回式卫星空间环境诱变和200 Gy60Co-γ辐射诱变处理,以未经任何处理的相同材料为对照,研究了以上两种诱变方式对小麦的诱变效应。结果表明:①空间环境诱变对所有参试材料在诱变方向和突变体类型上表现出多样性;60Co-γ辐射诱变则对某些基因型的小麦材料表现出诱变方向上的倾斜。②空间环境诱变对诱变当代植株的生理抑制小于常规剂量的60Co-γ辐射诱变,获得稳定株系所需的世代数低于60Co-γ辐射诱变;就小麦而言,空间环境诱变获得的诱变率低于60Co-γ辐射诱变,但有益突变所占比例相对较高,有利于小麦突变体材料及品种的选育。③能够通过不同材料对60Co-γ辐射诱变的相对敏感性和突变频率来预测空间环境诱变的相对敏感性和突变频率,可选择地面上表现为高敏感的材料做空间环境诱变之用,可能获得较好的诱变效果。本研究结果对于开展小麦航天育种实践工作具有一定的指导意义。

^(60)Co-γ射线辐射对苜蓿幼苗生长和两种抗氧化酶活性的影响

为研究^(60)Co-γ射线辐射对苜蓿幼苗生长和两种抗氧化酶活性的影响,试验以‘龙牧806’苜蓿干种子为材料,对其进行^(60)Co-γ不同辐射剂量(600,900,1 200,1 500和1 800Gy)处理,研究^(60)Co-γ射线辐射对苜蓿种子出苗率、成苗率、幼苗株高等生长指标和叶片的过氧化物、过氧化氢酶活性的影响。结果表明:经过^(60)Co-γ射线辐射过后的苜蓿干种子出苗率和成苗率均表现为随着辐射剂量的升高呈现出下降的趋势,并且当辐射剂量为1 800Gy时,幼苗的成苗率为0。其幼苗的长度和地上茎长度呈先增加后下降的变化趋势,主根长度呈现下降的变化趋势,幼苗的鲜重、干重和含水量均呈下降的变化趋势。幼苗的叶片和根的过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性均随辐射剂量的增加表现出先上升后下降的变化趋势,辐射剂量为900Gy时两种酶活性均有最大积累。

^(60)Co-γ辐射对光果甘草种子耐盐性影响的研究

筛选有助于提升光果甘草种子耐盐性能的最佳辐射剂量,为发展其在盐碱荒漠和盐渍化弃耕地中的人工种植提供重要指导建议。应用辐射诱变技术,研究经不同剂量的^(60)Co-γ射线辐射处理的光果甘草种子在高盐胁迫条件下的萌发特性,比较不同处理下的种子在高浓度Na_2SO_4胁迫下的萌发率、累积萌发率和萌发指数。结果表明:未经辐射处理的光果甘草种子的萌发率与盐浓度之间呈负相关,随着盐浓度的升高,萌发率显著降低,起始萌发的时间推迟以及达到最大萌发率所需的时间延长。但经100 Gy和300 Gy的^(60)Co-γ辐射处理后的光果甘草种子,不仅在高盐环境中的萌发率极显著高于零辐射组,而且种子萌发时间明显缩短。合适剂量的^(60)Co-γ辐射处理确实能够有效提高光果甘草种子在Na_2SO_4胁迫环境下的萌发率,在种植时,应针对土壤中的Na_2SO_4浓度选择相应的^(60)Co-γ辐射剂量进行处理。

^(60)Co-γ射线辐射对NaCl胁迫下海滨锦葵种子萌发的影响

为了探寻有助于提升海滨锦葵种子耐盐性能的辐射剂量,为发展其在盐碱地中的种植提供建议,应用辐射诱变技术,研究经不同剂量的^(60)Co-γ射线辐射处理的海滨锦葵种子在不同浓度NaCl胁迫条件下的萌发特性,比较不同处理下的种子在NaCl胁迫下的发芽率、发芽势和发芽指数。结果表明,在未经NaCl胁迫下,辐照处理可以提高海滨锦葵种子发芽率,但在NaCl胁迫下,辐照处理降低了种子的发芽率;适宜剂量的辐射可以提高盐胁迫下海滨锦葵种子的发芽势和发芽指数,即提高海滨锦葵种子在盐胁迫条件下的发芽速度和整齐度。

^(60)Co-γ射线对杏李花粉的辐射效应

为探讨60Co-γ射线对杏李花粉的辐射效应,以杏李杂交新品种味王、恐龙蛋、味馨为试验材料,采用正交试验设计,研究了基因型、剂量率、剂量等因素对60Co-γ辐射后杏李花粉发芽率的影响。结果表明,不同杏李品种花粉发芽率在不同剂量、剂量率60Co-γ辐射后当天达到最高值;影响杏李花粉发芽率因素的主次关系依次为基因型﹥剂量率﹥剂量;不同杏李品种的最佳辐射剂量和剂量率分别为:味馨杏李花粉20Gy、0.6Gy·min-1;恐龙蛋杏李花粉150Gy、0.6Gy·min-1;味王杏李花粉50Gy,0.6Gy·min-1。因此,应选用适宜的剂量及剂量率辐射不同杏李品种花粉,并在辐射后立即授粉进行远缘杂交育种。

^(60)Co-γ射线辐射对西瓜着花及果实性状的影响

为了探索辐射育种适宜的辐射剂量,用7个剂量^(60)Co-γ射线辐射西瓜干种子,观测了不同辐射剂量对西瓜着花节位、单果质量、果实纵横径、果皮厚度和果实可溶性固形物含量等的影响。结果发现,不同剂量^(60)Co-γ射线辐射处理对西瓜第一雄花着花节位无显著影响,350 Gy及以上剂量辐射处理显著降低中等种子和小种子材料的西瓜第一雌花着花节位,但对大种子材料无显著影响;800 Gy及以上剂量辐射处理对西瓜果实性状产生显著的抑制作用,小种子材料比大种子、中等种子材料对辐射更敏感;随辐射剂量增大,^(60)Co-γ射线对西瓜着花和果实性状的抑制作用逐渐增强,西瓜干种子^(60)Co-γ辐射的适宜剂量为200~500 Gy,不同质量西瓜干种子对^(60)Co-γ辐射的敏感性表现为小种子材料>中等种子材料>大种子材料。