低能N^+离子注入诱导小麦种子高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白的变异

应用SDSPAGE和APAGE电泳技术,对不同剂量低能(25keV)N+离子注入小麦稳定品系CH3286的M3代种子储藏蛋白高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白变异进行了系统的分析。结果表明低能N+离子束注入能有效地诱导小麦种子高分子量谷蛋白亚基的变异。高剂量(10.8×1016N+cm2)N+注入的诱变频率高于中剂量(7.2×1016N+cm2),其亚基总变异频率分别是13.7%和4.2%。不同位点的高分子量谷蛋白亚基对N+离子的敏感程度不同,其中以Glu1D最敏感,变异频率由大至小分别是Glu1D>Glu1B>Glu1A。低能N+离子束注入诱导的醇溶蛋白变异与高分子量谷蛋白亚基的变异有相似的规律。醇溶蛋白遗传区对N+离子的敏感程度也不同,其中ω醇溶蛋白最敏感,能产生较多的变异,其次是γ和β醇溶蛋白,最不敏感的是α醇溶蛋白。在M3代植株群体中筛选到一些农艺性状较稳定的高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白变异株。

不同剂量的低能N^+离子束照射对玉米种子当代幼苗期性状的影响

以豫玉32和豫玉33干种子为原始材料,用低能N+离子注入,观察并记载低能N+离子注入玉米干种子后对当代玉米幼苗期几个性状的影响。发现不同品种的玉米种子对相同剂量的N+离子注入的敏感程度不同;低能N+离子对种子的发芽率、幼苗的根长、株高都有很大的影响;从玉米防倒伏的角度考虑,发现1.0×1017 ion/cm2可能是对豫玉33和豫玉32进行诱变的最佳剂量,为下一步大规模地开展玉米低能N+离子诱变打下了基础。

茄子、蕃茄、辣椒种子经N^+离子注入后的生物效应

用 35Kev的 N+离子束注入茄子、蕃茄、辣椒等种子 ,进行诱变处理。通过田间种植对照分析 ,茄子比对照增产 2 5.0 %～ 57.9% ,发病率仅在 1 .89%～ 4.62 % ,变异果大 ,果脐呈带状、拉长 ,变异明显。离子束注入的加工蕃茄比对照早熟 2 0天 ,产量可提高 2 2 .4% ,蕃茄红素等品质因素经检测都有提高 ,当代效应十分明显。辣椒经离子束注入后 ,平均出苗率比对照提高 8.0 % ,显著提高了疫霉病的抗病性 ,死病率仅 38.6% ,比对照死病率 89.7%下降了 51 .1 % 。

低能N^+离子、紫外线和^(60)Coγ射线对绛红小单孢菌产庆大霉素的诱变效应初步研究

研究了以庆大霉素生产菌绛红小单孢菌为供试菌株,比较了低能N+离子、紫外线和60Co γ 射线对绛红小单孢菌的剂量存活效应和诱变效果。结果发现,N+离子注入的存活曲线与紫外线、60Co γ 射线辐照不同,即紫外线,60Co γ 射线照射绛红小单孢菌的剂量存活曲线均是指数曲线,而N+离子注入呈复杂下降、上升、再下降的趋势,而且3种辐射在诱变效应上也有很大的差异。在相同死亡率条件下,紫外线诱变率低,但正变多于负变,而 γ 射线诱变率高,负变远远多于正变。适当剂量的N+离子注入表现出诱变率高、正变率高及正变幅度大的特点,效果更像紫外+LiCL的复合诱变。并确定了N+离子注入绛红小单孢菌的适宜诱变剂量是在存活率高峰处附近。

N^+离子注入的生物效应和机理研究

离子注入诱变,是一种新型诱变技术。在60～70年代,虽然国外曾用宇宙线的高能重离子辐射,或用人工加速器的高能重离子注入,曾在玉米、鸭跖草、酵母和哺乳动物性染色体上诱发变异,但将离子注入真正应用于生物诱变遗传育种的开拓性研究,还是80年代后期才开始的。

N^＋离子注入法选育高产葡萄糖耐量因子(GTF)酵母菌株

本研究通过铬耐量筛选的方式,从12株供试啤酒酵母中获得1株高耐铬性啤酒酵母菌株,并对该菌株进行N+注入诱变,注入能量为50keV,注入剂量1×2.6×1013、2×2.6×1013、3×2.6×1013、4×2.6×1013、5×2.6×1013和6×2.6×1013ion/cm2。结果表明,最适诱变的注入剂量为4×2.6×1013ion/cm2,得到1株高产GTF的啤酒酵母菌株M11-1A11,其富铬能力较诱变前提高了22.4%。经5次传代发酵培养,突变株的富铬性能稳定。

N^+离子注入技术选育猴头菌优良菌株

利用低能离子束生物技术对猴头菌进行诱变选育。通过分析N+离子注入后猴头菌丝体的生长速度,得到了常温和高温下生长速度较快的突变株。对突变株菌丝的多糖含量和氨基酸含量的检测结果显示,突变株菌丝的多糖含量和氨基酸含量也得到了不同程度的提高,说明离子注入技术可用于猴头菌的诱变育种。

N^+离子注入板栗生物学效应研究

本文用不同能量和剂量的N+离子注入板栗的冬芽,对其嫁接成活率、叶片面积和新梢最大长度等生物学性状进行调查,采用聚丙烯酰胺凝胶电泳技术进行酯酶和过氧化物同工酶电泳分析。结果表明:离子注入促进生长,提高了板栗的经济性状,引起酯酶和过氧化物酶在数量、种类和活性上的变化。通过综合比较,发现经30keV能量、20×1015ion cm2剂量处理的"蜜蜂球"和25keV能量、20×1015ion cm2剂量处理的"粘底板"各有一变异株,并将该剂量作为板栗品种改良的最佳注入剂量。

利用N^+离子诱变选育茶树良种初报

7个茶树品种无性系种子经N+离子注入诱变,M1代个别单株在叶面积、叶型、叶色、叶面隆起性及萌芽期、抗寒性等重要农艺性状上发生明显变异,说明N+离子注入对茶树种子有较为明显的诱变作用,在育种工作中可作为创造突变的一条重要途径。

低能N^+离子束诱导小麦农艺性状变异的细胞学基础

用剂量不同的低能(E=30kev)N+离子注入小麦稳定品系CH3286干种子,对M3代植株的株高、生育期(抽穗期)、抗病性、穗型和产量等农艺性状的变异进行了分析,对产生这种诱变效应的细胞学机制进行了细致的研究。结果表明,N+离子注入对小麦农艺性状的影响主要表现在生育期(抽穗期)、株高、穗型和产量性状,对抗病性改善不大。对产量性状的影响主要表现在对千粒重、株粒重、株粒数的影响,使千粒重极显著的降低(F=0.01),而使株粒重和株粒数显著的增加(F=0.05),对穗长、穗颈长、剑叶长、结实小穗数的影响不大。低能N+离子束注入,影响M1代小麦植株花粉母细胞减数分裂,使中期Ⅰ细胞的染色体配对频率降低,单价体频率增高,出现环状染色体、染色体断臂和多价体;在减数分裂后期和末期细胞中,染色体桥、落后染色体、染色体断片和微核等染色体畸变频率比未注入小麦显著增高,其中以染色体断片和微核居多;染色体的畸变频率与离子注入剂量呈正相关,剂量越大,畸变频率越高,变异类型也相对较多。低能N+离子束诱导花粉母细胞减数分裂行为异常是其诱导小麦农艺性状变异的重要原因,并呈明显的剂量效应。

脉冲时间对N^+离子注入猴头菌丝生长速度的影响

利用低能离子束生物技术对猴头菌进行诱变选育,通过分析N+离子注入后猴头菌丝体的生长速度,研究脉冲时间对N+离子注入猴头菌丝体的影响。结果表明:脉冲时间从小到大的变化对N+离子注入猴头菌丝生长速度的整体影响呈先下降,后上升,再下降的“马鞍型”曲线。证明在注入剂量相同的前提下脉冲时间对N+离子注入猴头菌丝的生长速度有影响。

N^+离子束注入对玉米幼苗生长及POD同工酶的影响

以郑单 95 8和农大 1 0 8及其各自交系为试材 ,研究了离子束注入后对M1 苗期性状及过氧化物同工酶的影响 ,结果表明 :离子束注入后的各处理种子发芽指数、出苗率都低于对照 ,其中徐 1 78和黄C的发芽指数分别只有对照的 60 %和 5 0 % ;出苗率以昌 7- 2下降最多 ,只有对照的 43%。从POD同工酶酶谱看 ,胚、幼芽和苗期叶片 ,均检测出同工酶不同程度、不同形式的改变 。

N^+离子注入诱变选育高效降酚菌的研究

以合肥钢铁厂焦化废水处理厂的活性污泥为对象,从中驯化筛选得到降酚菌株并利用离子束对出发菌株进行诱变筛选,获得高效降解菌株KE2,它与出发菌株KE相比较,降解苯酚的能力显著提高。在温度为30℃左右,pH值为7时,KE2菌株生长和降解苯酚情况最佳,适量的外加碳源(葡萄糖)对KE2的生长和降酚率有促进作用。

N^＋离子注入陆地棉花粉对胚珠DNA及M1代cDNA表达的影响

通过对胚珠DNA的SSR标记分析,在DNA水平上检测氮离子束诱变后胚珠的多态性变化,结果表明,离子注入陆地棉花粉后再授粉雌蕊,会对胚珠的DNA多态性产生影响,表明在一定程度上改变了花粉中精细胞的DNA序列;利用抑制性消减杂交(SSH)分离N+离子诱变花粉和正常花粉(对照)分别给雌蕊授粉后产生的M1代植株叶片间表达有差异的cDNA片段,建立差异表达cDNA文库。已测序的有50个缩减cDNA克隆,根据BLAST网络服务检索查询EMBL、Gen Bank、DDBJ和PDB的核苷酸序列数据库以及蛋白质氨基酸序列数据库,进行序列联配,结果发现52%序列在数据库中都有同源的棉属来源的EST。38个EST与其他物种已知基因部分区域的同源性为56%~100%,占总EST的76%;5条EST序列能在数据库中检索到同源性序列,但其功能(占10%)尚不清楚;9个EST能在数据库中发现为推测蛋白,占18%;4个EST在GenBank中没有查到对应的同源序列,占8%。

低能N^+离子注入谷氨酸产生菌诱变选育及其发酵的研究

采用低能N+离子注入技术,以D1 1 0 和D1 1 0B为出发菌进行了诱变选育高产谷氨酸菌株和发酵的试验研究。通过研究已经初筛到两株高产菌株D52 2 1 和B32 63,其多批次摇瓶平均产酸分别达到 8.4%、7.5 %,比出发菌分别提高 3 5.48%和 2 5 %.其一级种子生长曲线比原出发菌有明显变化,高产菌株发酵对数期平均提前 2～ 3h.从发酵曲线显示出高产菌株的代谢活力增强,倍增时间缩短。

N^+离子注入选育色素产生菌Monascus的研究

应用 1 0keV的N+离子注入,对产红色素红曲菌进行了诱变选育。在确定最佳注入剂量后,经过两轮离子注入诱变筛选,选育出 1株高产突变株,红色素色价提高 3 8.1 %,且色调适宜。经传代培养,其高产性状能稳定遗传。对该菌株的发酵特性也进行了研究。

N^+离子束注入对狐米草胚性愈伤组织自由基代谢的影响(英文)

以能量为20 keV,剂量为2.6×1015～15.6×1015ions/cm2的N+注入狐米草胚性愈伤组织.低 剂量时,组织内长效自由基含量随剂量明显上升,非电解质外渗加快,可溶性蛋白含量与组织存活率均明 显降低.随着剂量的升高,MDA开始积累,SOD、POD活性被迅速激活,自由基得到及时清除,非电解质外渗率与可溶性蛋白含量维持在较低水平,组织存活率在下降过程中有小幅回升.较高实验剂量下,保护酶活性被抑制,细胞膜透性进一步加大,自由基、MDA测定值下降,可溶性蛋白含量与组织存活率降低至最低值.外加甘露醇培养,发现组织内自由基降低后,各生理指标与存活率均有所好转.实验证明:N+注入过程中,自由基积累是影响狐米草组织存活率的重要因素,SOD、POD等抗氧化系统的应激性表达在一定程度上能缓解离子注入对组织的损伤.

N^＋离子注入对小麦不同部位POD同工酶的影响

采用垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳技术,研究了离子注入处理后的小麦种子抗白-781萌发时期根、叶片、胚、胚乳中POD同工酶的变化。结果表明:离子注入可引起小麦抗白-781的不同器官中POD酶带与酶活性的不同变化。其中,根中POD同工酶变化最为明显。

N^+离子注入对同源四倍体水稻种子萌发的影响

以同源四倍体水稻IR36(4)为材料,研究了不同剂量的低能(25 keV)N+离子注入对种子萌发的效应,结果表明,低能N+离子注入对种子的萌发有一定影响。在低剂量(2×1016N+/cm2)时,N+注入对IR36(4)种子萌发起到刺激作用,种子的存活率、吸水率、幼苗淀粉酶活性相对CK都有所提高;当注入剂量在2×1016~10×1016N+/cm2范围内,N+注入对IR36(4)种子萌发起抑制作用,表现为种子存活率显著降低、淀粉酶活性下降、膜透性增大。

N^+离子注入诱变选育纤维素酶高产菌

纤维素酶产生菌Rhizopus sp.TC1经过N^+离子注入、紫外线、5-氟尿嘧啶(5-Fu)等诱变剂诱变,选育得到突变株Rhizopus sp.TC1653,发酵终点时滤纸酶活力(FPA)和羧甲基纤维素酶活力(CMC)分别为22.6IU/g、224.7IU/g干物质,较出发菌株分别提高了276.7%和214.3%。突变株经传10代培养,任意2代间酶活力差值均在10%内,表明该菌株产酶性能稳定,可作为后继实验出发菌株。突变株在培养基上能够快速生长,发酵96h即达到酶活高峰期,较绿色木霉酶活高峰期提前48h,缩短了发酵周期。该实验结果表明,经N^+离子注入等方式诱变选育的突变株具有孢子萌发率高,同步性好,代谢速度快等优点。