12C6+重离子辐照油菜诱变效应研究

用30Gy、90Gy和180Gy12C6 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.     

γ射线慢性照射对急性照射诱发兔外周血染色体畸变、微核和淋转率的影响

本文研究了γ线慢性照射对急性照射诱发兔外周血染色体畸变、微核和淋巴细胞转化率的影响。结果表明,先给家兔以0.26mGy/min(0.05Gy/d)的γ线连续照射20天(累积剂量1.0Gy后,立即以0.25Gy/min的γ线急性照射2.0Gy,其所诱发的外周血淋巴细胞染色体畸变率、微核率与单纯急性照射组比较明显减低,而淋巴细胞转化率却明显增高。     

重离子束对牧草的改良

采用80MeV／u^20Ne^10 离子束贯穿处理豆科与禾本科牧草种子,大田和根尖细胞观测的结果表明,随着贯穿剂量的增加,幼苗生长明显减弱,呈负相关性。而染色体畸变率和微核率随剂量的增加而显著增加,呈正相关性。同时,从大田长势来看,禾本科牧草比豆科牧草对重离子辐射敏感性强,禾本科牧草适宜剂量为20-30Gy,豆科牧草为150Gy。     

电子束辐照对唐莒蒲M1代花粉母细胞的影响

为探讨电子束对花粉母细胞的影响,用不同剂量的3 MeV电子束辐照唐菖蒲"超级"球茎,对其M1代的花粉母细胞进行减数分裂观察及SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)分析.结果表明:唐菖蒲减数分裂时出现遗传损伤,产生的染色体畸变类型包括滞后染色体、染色体桥、游离染色体、染色体不均等分离和微核等;在四分孢子期,则有较多三分孢子和多分孢子形成;小孢子的形状和大小有差异,主要表现为小孢子的体积变小.花粉母细胞染色体畸变类型及频率的统计表明,畸变类型以游离染色体和微核为主.SDS-PAGE分析观测到,电子束辐照能明显改变M1代花粉的蛋白表达,低剂量辐照即可产生明显作用,在不同辐照剂量下分别观测到特殊蛋白表达条带,剂量大于160 Gy时,蛋白表达条带较低剂量辐照时有所减少.研究结果表明,电子束辐照诱变可作为唐菖蒲育种的一个有效手段.     

12C6+离子辐照诱发人类肝L02细胞hprt基因突变的研究

本文研究12C6 离子辐照人类肝细胞系L02细胞诱发hprt基因突变与剂量的效应关系,为正确评价重离子对人体正常组织细胞的辐射风险及危害提供基础数据和依据.分别用12C6 离子束(LET为30 keV/μm)和X射线(LET为0.2 keV/μm)对L02细胞进行0～6Gy照射后,用克隆形成法检测细胞的存活分数,另外在含有6-TG的培养基中克隆、筛选hprt突变细胞株,测定突变频率.结果表明:12C6 离子辐照后L02细胞的存活分数明显小于X射线照后.两种射线照射后,每106个存活细胞中突变克隆的个数随照射剂量增大而增大,受照细胞的突变频率也都在1Gy处最大.但相对于X射线,人类肝细胞系L02细胞对高LET重离子辐射更敏感,而且12C6 离子束诱发更多的存活细胞hprt基因突变.     

不同LET低剂量辐射诱发人外周血淋巴细胞微核的剂量-效应关系

采用松胞素B微核法,分别检测了60Coγ射线1、2C重离子2、52Cf混合中子三种射线0～1 Gy(0、0.25、0.5、0.75、1 Gy)照射人离体外周血的微核率,建立了相应的微核低剂量-效应曲线,并对其剂量-效应关系进行比较。结果表明6,0Coγ射线2、52Cf混合中子的剂量-效应关系均为线性平方模型,拟合方程分别为YCo=0.008+0.016D+0.075D2(R2=0.9645,剂量为0～1 Gy)和YCf=0.008+0.297D+0.075D2(R2=0.9842,0～1 Gy);12C重离子是指数模型,拟合方程为Yc=0.033e1.9732D(R2=0.9978,剂量为0.25～1 Gy)1。2C重离子2、52Cf混合中子造成的微核率明显高于60Coγ射线。在1 Gy以内低剂量范围,高LET射线对离体外周血淋巴细胞的损伤明显高于低LET射线,且252Cf混合中子的相对生物效应(RBE)高于12C重离子。     

低剂量~(12)C~(6+)离子束预辐照对小鼠肝脏细胞DNA损伤和周期进程的影响

研究低剂量重离子束预辐照对小鼠肝脏辐射损伤程度的影响.分别用低剂量12C6+离子束全身均匀预辐照处理小鼠,剂量分别为0、0.05、0.1、0.25、0.5 Gy,剂量率为1 Gy/min,4 h后用4 Gy的12C6+离子束全身均匀辐照,照射8 h后用流式细胞仪检测辐照小鼠肝脏细胞在各细胞周期时相的百分率,并用单细胞电泳技术检测辐照损伤小鼠肝脏细胞的DNA损伤程度.结果显示,和对照组相比,低剂量预辐射处理可以减轻辐照损伤小鼠肝脏细胞G0/G1期和G2/M的阻滞,促进肝脏细胞在S期的积累.此外,辐照小鼠肝脏细胞的拖尾率及拖尾长度也显著减少,其中以0.1 Gy处理组效果最为显著(P(0.01).提示:低剂量重离子预辐照能使细胞产生适应性反应,有效减轻辐照小鼠肝脏细胞G0/G1期和G2/M的阻滞,并显著减轻肝脏细胞DNA的辐射损伤程度.     

12C6+离子束照射不同肿瘤细胞显示重离子治疗癌症的明显优势

通过观察两种人恶性肿瘤细胞(人肝癌细胞SMMC-7721和人黑色素瘤细胞A375)对高LET12C6 离子和γ射线辐照的敏感性及其差异,考察重离子治疗肿瘤的可行性及优势.以这两种体外培养的来源于人体不同组织的具有高辐射抗性的恶性肿瘤细胞为实验对象,分别进行12C6 和γ射线0-6Gy内不同剂量点的单次和分次照射,采用克隆存活法统计细胞的存活分数.结果显示,无论是单次还是分次照射,12C6 照射后两种细胞的存活分数均明显低于γ射线照射,而且两种细胞的辐射敏感性差异明显降低,同时分次照射细胞的存活分数没有明显提高.结果表明,高LET重离子照射对肿瘤细胞能明显提高杀伤能力,同时降低了不同细胞辐射敏感性的差异且导致细胞低的修复.以上特点与重离子剂量深度分布相结合,使得重离子在治疗肿瘤时具有特殊的优势.     

核工业系统辐射细胞遗传学研究二十年

由于核工业生产和发展的特点,辐射防护中的生物剂量估计的研究工作,一直受到较大的重视.自1972年以来,核工业系统的几个单位(中国辐射防护研究院、中国原子能科学研究院、苏州医学院和安防局所属的一些医院)相继开展了这方面的研究工作.本文概述了上述各单位的绝大部分研究成果.用估计染色体畸变分析法进行的生物剂量的研究是主要的.70年代初致力于方法的建立和改进的研究,证明培养对同的长短对染色体畸变率有较大影响,结果表明应缩短培养时同,以后的进一步工作表明,用FPG法比常规Giemsa染色法的染色体畸变率更接近真实的情况.对正常人群(职工)自发染色体畸变率的调查表明,其数值为0.31-0.34%之间,与国内其他主要单位调查结果相符;正常农民组的染色体畸变本底值则较低.70年代期间,曾用常规Giemsa法建立了由γ、X、中子及β射线照射人淋巴细胞诱发染色体畸变的剂量效应曲线;80年代应用FPG法建立了由γ、X、中子、电子束和~3H-β射线照射诱发染色体畸变的剂量效应曲线,并应用它们对受过量照射人员进行了生物剂量估计,为受照剂量的总体估计及为医治措施制订提供依据.初步的结果显示,畸变率的高低似与个人累积剂量值有直线相关关系.其他的细胞遗传学方法(微核、SCE、PCC)进行的研究表明,淋巴细胞微核法,特别是用改进的加入松胞素B微核法,在生物剂量估计方面,仍是一个有效的方法.在测得正常人群微核率本底值后,建立了经x、X射线和电子束照射诱发微核率的剂量效应曲线,用微核法对事故受照人员作剂量估计与用染色体畸变率估计的基本一致.用SCE法:对受辐照者与对受化学因素影响者检测,结果表明该法对受照射人员不是一个敏感指标.对早熟染色体凝聚技术(PCC)的研究表明,本指标较之染色体畸变分析的敏感性要高得多.实际应用中,需要对影响条件和因素进行系统的探索.     

重离子束辐照对苜蓿外植体离体培养的影响及下胚轴再生体的RAPD分析

采用初始能量为100 MeV/u的重离子束12C6 对紫花苜蓿下胚轴及子叶外植体进行辐照处理,研究重离子辐照对愈伤组织诱导状态及诱导率、愈伤组织相对生长率、体细胞胚诱导率及植株再生的影响.结果表明,重离子辐照对下胚轴及子叶愈伤组织的诱导具有抑制作用,且出愈率随着辐照剂量的增大而降低;在继代培养过程中,其愈伤组织相对生长率均高于对照组,外植体本身对重离子辐照所造成的损伤具有恢复能力;辐照处理对体细胞胚胎诱导也有影响,30Gy时,下胚轴诱导的体细胞胚胎发生较对照组早,数量多,较早地得到再生植株;而50 Gy时,所得到的体细胞胚未能发育成再生植株.同时应用随机扩增多态性DNA (Random amplified polymorphic DNA,RAPD)技术对重离子辐照处理下胚轴所得再生植株进行检测分析,结果表明:所采用的20条随机引物中有11条在对照及处理组所得再生植株之间扩增出差异性多态条带,表明了重离子辐照引起苜蓿再生植株基因组DNA发生变异.     

离子辐照对生防菌BJ1的诱变研究及菌种鉴定

为了提高生防菌BJl的抑菌能力,优化辐照诱变的物理参数,获得生防效果更好的高效菌种,利用12C6+对生防菌BJ1进行不同剂量离子辐照处理.结果表明,采用100 Gy剂量辐照的生防菌BJ1的存活率最高,并且在0～100 Gy之间,存活率先降后升,其存活曲线呈"鞍型";从诱变效果看,经400 Gy辐照诱变获得的生防菌BJ1的抑菌效果有明显提高;综合存活和抑菌效果考虑,离子辐照诱变生防菌BJ1的最适剂量为200～400 Gy.通过16S rDNA序列分析,将辐照诱变获得的BJ1菌株定为枯草芽孢杆菌.     

碳离子束辐照选育截短侧耳素菌原生质体

使用12C6+离子束辐照Clitopilus pinsitus原生质体至不同吸收剂量,运用琼脂柱预筛和96孔板固体发酵选育截短侧耳素高产变异株。结果显示,最佳12C6+离子束吸收剂量为1.5 Gy,在该吸收剂量下正变异率为37.58%。选育出C.pin15I5E和C.pin15II6B两株正变异株,其产量较出发菌株分别提高16.17%和15.47%。表明重离子束辐照原生质体是行之有效的工业微生物诱变育种方法。     

重离子辐照柠檬酸菌株的诱变选育

应用不同剂量重离子束12C+6对黑曲霉出发菌株4﹟进行辐照选育,选育出的高产酸菌株进行发酵试验,应用酸碱中和法测定发酵液中柠檬酸的含量。结果表明:当重离子12C+6的辐照剂量为60 Gy时,正突变率最大,为21%。诱变后的菌株通过酸斑法初筛、摇瓶复筛选育出1株菌株H4002,其发酵液中柠檬酸含量比出发菌株4﹟提高了18%。这说明利用重离子束12C+6辐照处理黑曲霉产生菌可以得到高产柠檬酸突变菌株,其诱变效果显著。     

Study on DNA Damage Induced by Neon Beam Irradiation in Saccharomyces Cerevisiae

Yeast strain Saccharomyces cerevisiae was irradiated with different doses of 85 MeV/u 20Ne10+ to investigate DNA damage induced by heavy ion beam in eukaryotic microorganism. The survival rate, DNA double strand breaks (DSBs) and DNA polymorphic were tested after irradiation. The results showed that there were substantial differences in DNA between the control and irradiated samples. At the dose of 40 Gy, the yeast cell survival rate approached 50%, DNA double-strand breaks were barely detectable, and significant DNA polymorphism was observed. The alcohol dehydrogenase II gene was amplified and sequenced. It was observed that base changes in the mutant were mainly transversions of T→G and T→C. It can be concluded that heavy ion beam irradiation can lead to change in single gene and may be an effective way to induce mutation.     

电子束辐照唐菖蒲球茎对 M1代花粉的影响初探

为了探讨电子束对唐菖蒲诱变育种的可行性和不同剂量的电子束对花粉性状的影响,用能量为3MeV的不同剂量电子束辐照唐菖蒲"超级"球茎,对其M1代的花粉进行了研究.花粉活力的检测表明电子束辐照处理后的M1代花粉活力比对照略有下降,但小剂量辐照对花粉活力的影响并不明显,随着剂量的增加,辐照对花粉活力的抑制作用逐渐达到显著水平;扫描电镜观察发现,随着辐照剂量的增大,M1代花粉的孢粉学特征与对照差异逐渐明显,并且出现了多种变异形式;通过对M1代花粉酯酶同工酶的分析.结果表明,酯酶同工酶与对照相比发生了明显的变化,其中剂量在120Gy以下的酶带与对照相同,但酶活性较对照变弱,剂量为160Gy和200Gy时出现了一条新的酶带并且有两条酶带消失,剂量为240Gy时酶谱出现了一条特异酶带同时有一条酶带消失,并且剂量大于160Gy的酶活性与对照以及其他剂量相比也略有不同.由此表明,电子束辐照对植株能产生明显的影响,通过对花粉的一系列分析,能够较好地反映辐照对植株的诱变情况.     

碳离子束对甜高梁辐射诱变的当代效应

利用兰州重离子加速器提供的中能碳离子束对甜高高粱品种BJ0601和BJ0602进行了不同剂量的辐照处理，以期选育出生物学产量高、汁液糖锤度高及抗逆性强的品种。当代田间试验结果表明：（1）甜高梁在田间的存活曲线均呈“类马鞍型”，随着剂量的增加，其存活率先降后升再下降；（2）随着辐照剂量的变化，其茎秆亩产量、糖锤度和对照相比，均发生了明显的变化；（3）经过碳离子束辐照，出现了株高、单秆重、糖锤度高、早熟、茎粗等突变类型，为进一步的品种选育和诱变机理研究奠定基础。     

急性、分次及慢性γ线照射诱发猕猴生物效应的比较研究

本文就高剂量率急性一次(223mGy/min)、分次累积(223mGy/min,每周照射一次,0.25Gy/次)及低剂量率慢性连续(每周照射5天,50mGy/d)γ射线照射时,在0—2Gy 累积剂量范围内,对猕猴造血、免疫及细胞遗传学方面某些生物效应进行了比较研究。不同方式照射时机体损伤程度和特性不一,急性照射组各类效应均比其它受照组明显;而分次和慢性照射组的剂量-效应规律则比较相似。在低剂量率慢性照射情况下,PHA 激活淋巴细胞微核、淋巴细胞染色体无着丝点断片及总断裂数在累积剂量为0.25Gy 时就出现了明显增高(p<0.05),且与受照剂量呈线性正相关。它们的剂量-效应曲线尾部(在1—2Gy 区)均呈现有“坪”的现象。停照后一年中动态观察的结果表明,各照射组动物受照时所诱发的效应,绝大多数是可恢复的。急性组恢复至正常所需时间较其它组长,其中免疫和造血机能的恢复呈显著波动性,而细胞遗传学效应随停照后时间的延长逐步恢复。     

80MeV/u 12C6+离子辐照小鼠头部对脾脏细胞周期分布的影响

研究重离子辐照小鼠头部对脾脏细胞周期分布的影响，为重离子放射治疗癌症和太空防护提供基础数据。80MeV／u能量的^12C^6＋对BALB／c小鼠头部给以0、0．5、1、2、4、10Gy的照射，用流式细胞仪测脾脏细胞周期分布。重离子辐照后36h，小鼠脾脏细胞S期细胞随着辐照剂量的增加显著减少（p〈0．05）；0．5Gy组、4Gy组和10Gy组出现G0／G0期阻滞明显阻滞（p〈0．05），1Gy组和2Gy组无显著变化（p〉0．05）；0．5Gy组G2／M期细胞显著减少（p〈0．01），其它剂量组明显阻滞（p〈0．05）。重离子辐照小鼠头部对小鼠脾脏细胞周期分布有明显影响。     

12C^6＋离子束诱导HeLa细胞DNA损伤效应

本文研究了HeLa细胞经过12C^6＋离子柬辐照之后的DNA损伤效应，及辐照后p53激活的分子机制。运用中性单细胞电泳技术，检测了HeLa细胞经过4Gy12C6＋离子束辐照间隔0、3、6和12h之后DNA的损伤情况，及0.5、1、2和4Gy12C^6＋离子束辐照后即时的DNA损伤情况。同时运用细胞生长实时监测仪监测了HeLa细胞在经过0、0．5和1Gy也C6＋离子束辐照之后的生长变化，并运用AO／EB双染检测了辐照细胞24h后的凋亡情况。另外，利用8mmol／L的咖啡因[抑制ATM（ataxia-telangiectasia，mutated）和ATR（ATMand Rad3．relatedkinase）1和20μmol／L的wortmannin[抑制ATM和DNA—PK（DNA-dependent protein kinase）】处理HeLa细胞后再进行1Gy12C^6＋离子束辐照，通过westernblot检测p53的表达。结果显示，12C^6＋离子束辐照可造成HeLa细胞的DNA损伤，损伤随剂量升高而升高但随测定间隔时间降低，诱导HeLa细胞发生凋亡；而且辐照后p53表达升高。结果证明12C^6＋离子束辐照可造成HeLa细胞的DNA损伤并诱导损伤修复及凋亡等效应，损伤效应相关因子p53被激活，并且激活依赖于ATM。     

重离子束辐照诱变选育北冬虫夏草高产菌株

利用~(12)C~(6+)重离子束对北冬虫夏草出发菌株的菌悬液进行辐照诱变处理,采用平板分离法初筛变异菌株,通过培养子实体复筛高产菌株,并测定子实体的产量、多糖和虫草素含量。结果表明,在吸收剂量为150Gy时,出发菌株的致死率达到最高为82%;经过初筛和复筛,最终选育出3株高产子实体突变菌株G2、G5、G12,并经连续传代10次,测定子实体产量稳定在8.02~8.21 g/瓶,与出发菌株的子实体产量相比提高了52.47%~56.08%,且稳定性保持良好。研究表明,利用重离子束辐照诱变选育北冬虫夏草,可以获得高产子实体菌株。