芥子碱类保护剂辐射保护效应及其机理的研究——一个有实际意义的进展

作者之一曾经研究了油菜等七种十字花科植物提取液予处理大麦和小麦萌芽种子,均能减轻X射线对生长的抑制作用,从中提取纯化得到其有效成分为芥子碱[顾瑞琦,植物生理学报9,307,(1983)],最近又研究了进口的芥子酸~*试剂,其保护效应更加显著。为了研究其保护机理又协同另一作者用ESR分别研究了下述二元体系芥子碱-胸腺嘧啶(1:10),芥子碱-dTMP(1:10),芥子酸-dTMP(1:10)的辐射保护机理。由于芥子碱与咖啡酸同属肉桂酸的衍生物,其77K辐照并测定的ESR波谱也明显显示辐射作用下电子从靶分子向芥子碱或芥子酸的长程转移     

芥子碱对DNA及其组份电荷转移保护机理的ESR研究

为了探讨对DNA及其组份的电荷转移保护机理,继咖啡酸之后研究了另一个羟基肉桂酸衍生物——芥子碱的保护效应。芥子碱也属于苯基取代不饱和羧酸而且它的电子亲和势与咖啡酸非常接近,但其电离电位(ε_(HOMO):-11.27eV)却明显低于咖啡酸(ε_(HOMO):-11.74eV),因此芥子碱应对DNA呈现更强的保护效应。例如,当DNA—芥子碱二元体系中芥子碱的克分子比明显低于DNA—咖啡酸中咖啡酸的克分子比时低温辐照并测定的ESR波谱以及室温退火后测定的ESR波谱均呈现很强的芥子碱信号,未发现以胸腺嘧啶五位自由基的特征的任何痕迹,说明芥子碱对DNA的保护效应比咖啡酸强。     

纳秒级强脉冲电子束与Ar^＋离子束辐照作物种子后自由…

应用多极板放电室产生的纳秒级强脉冲电子束与Ａｒ＾＋离子束辐照蕃茄、黄瓜、辣椒和小麦的种子，分别测定辐照种子中的自由基产额，统计胚根根尖细胞中的染色体畸变频率和咱子的萌发能力，以及种子的萌发能力密切相关。辐照处理时间长，自由基产额高，染色全变率高，萌发生长能力低。四种作物种子的重复实验证明，电子脉冲的辐射效应明显强于Ａｒ＾＋离子脉冲。     

电子射线对小麦萌发种子的辐照及诱变效应

本文报道了电子静电加速器产生的两种能量的电子射线(0.8 MeV和0.5 MeV)在小麦辐射 育种中应用的初步结果。试验表明:电子射线对小麦萌发种子的辐照后,其辐照当代的小麦植株生长上 即表现出受到抑制,其程度随剂量的增加而增加。当剂量达到1600rad时,辐照当代的存活率便明显 减少,并达到了接近于萌发种子辐照的半致死剂量水平。 从电子射线辐照的小麦M_2代发生变异分离表明,电子射线对小麦种子的诱变具有变异谱较少,变 异频率较高的效应。按穗行变异统计,其平均突变频率为3.5％,而在产生变异的穗行内,突变频率范围为 2.6～6.1％。     

纳秒级强脉冲电子束与Ar~＋离子束辐照作物种子后自由基产额的变化

应用多极板放电室产生的纳秒级强脉冲电子束与Ａｒ~＋离子束辐照蕃茄、黄瓜、辣椒和小麦的种子，分别测定辐照种子中的自由基产额，统计胚根根尖细胞中的染色体畸变频率和种子的萌发能力，藉以比较两种不同脉冲处理的辐照效果。实验发现：辐照处理时间的长短与自由基产额、染色体畸变率以及种子的萌发能力密切相关。辐照处理时间长，自由基产额高，染色体畸变率高，萌发生长能力低。四种作物种子的重复实验证明，电子脉冲的辐射效应明显强于Ａｒ~＋离子脉冲。     

芥子碱对小鼠辐照后外周血象变化的影响

以芥子碱溶液于辐照前２４ｈ和辐照后３０ｄ内饲喂经Ｘ射线全身辐照的小鼠，剂量为５．８Ｇｙ，剂量率１．１５Ｇｙ／ｍｉｎ。小鼠外周血象指标的观察结果表明，芥子碱能够显著缓解照后小鼠外周血中血小板和白细胞的减少。辐照后饲喂芥子碱能够显著促进外周血中血小板水平的恢复。芥子碱对辐照后血红蛋白的变化没有显著影响。     

软X射线同步辐射对小麦细胞膜脂质过氧化产物及相关酶活性的影响

采用不同剂量的软X射线辐照处理小麦种子，研究了种子的萌发率、幼苗组织细胞的脂质过氧化作用的产物及其相关酶活性变化等生物效应。同时，还对其作用机理进行了初步探讨。结果表明：在剂量为72—216J／cm^2范围内，小麦种子萌发率随剂量的增加而增加，但随后急剧下降；在剂量为72—216J／cm^2范围内，脂质过氧化作用产物丙二醛(MDA)的含量随剂量增加而增加；其相关的过氧化保护酶：过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等并不随MDA增加而稳定增加，并且三种酶之间的活性变化不表现出明显的同步性，存在相互协调的关系；叶绿体中叶绿素含量及抗坏血酸过氧化物酶(APX)的活性始终低于对照组。     

氯化钠对水稻种子的辐射保护作用和修饰效应

研究了氯化钠对水稻休眠和萌发种子的辐射保护作用和M_2突变的修饰效应。其结果表明,氯化钠对水稻具有辐射保护作用。M_1代幼苗生长、成苗率和育性的辐射损伤效应随处理剂量的增加而显著加重,浓度为0.05,0.10和0.20mol/L的氯化钠水溶液预处理受照射的水稻种子,可促进幼苗生长,提高成苗率和育性,与对照的差异极显著。研究还指出,氯化钠无论是前处理还是后处理都能提高γ辐射诱发水稻M_2代幼苗叶绿素缺失突变、抽穗期和株高突变频率,以提高早抽穗和株高突变频率最为显著。研究表明,氯化钠作为一种辐射保护剂,与γ射线复合处理既可以减轻M_1代辐射损伤效应,又可提高M_2代突变频率,这种复合处理方式在育种实践中是有意义的。     

合成芥子酸硫酯衍生物的辐射防护机理研究

为了寻找更有效的辐射损伤防护药,改变已知辐射防护剂芥子碱结构,经3,4,5—三甲氧基苯丙烯酸酰氯和二乙胺基代乙硫醇在碱催化下缩合,新合成了辐射防护药芥子酸硫酯衍生物:3.4,5—三甲氧基苯丙烯酸二乙胺基代乙硫醇酯盐酸盐。用ESR波谱研究表明:其保护机理是电子从靶分子脱氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP)及脱氧核糖核酸(DNA)向硫酯保护剂的长程转移。三甲氧基代苯丙烯酸硫醇酯是“潜在硫醇”类新型辐射防护剂,区别于文献熟知的硫代磺酸盐,硫代磷酸酯及硫代乙酸等其他代谢中能释放自由巯基的衍生物,预计芥子酸硫酯类衍生物有较小的毒性,对辐射损伤有防治功能;经小鼠整体抗辐射初步试验:~(60)Coγ射线7.5Gy辐照,用1.5mg/鼠照前预防及照后立即治疗后,预防组及治疗组动物30天中存活率分别比对照组动物提高20％和40％。芥子酸硫酯衍生物不仅对辐射损伤有防护效果,而且还具有增强机体辐射损伤的修复功能。由此推断:芥子酸硫酯类防护药不仅具有抗氧化剂和自由基清除的能力而那样起保护作用,还能通过电子转移保护DNA靶分子并能增强机体的修复能力;本文还报导了新防护药硫酯的质谱、红外及核磁共振光谱。     

加强辐射育种的辐射化学研究

辐射研究与辐射工艺学报1985年第1期,P61～62,报道了芥子碱类保护剂辐射保护效应及其机理的研究,作者努力将基础研究与当前重大应用课题相结合,我们期待进一步得到这方面的信息。这一短文促使我们写这一建议,以期某些富有成果的核技术研究能应用、结合基础研究的成果,从而迈开更大的步子。 众所周知,辐射育种在我国已取得显著成就,并在国际上处于领先地位,但研究深度似尚不够。如电离辐射对种子遗传突变的影响,能否局部地加以控制?某些研究工作中,不明原因的重复性差等等都有待解决。开展辐射育种的辐射化学研究,将有助于解决这类问题,并会取得新的进展。     

γ射线辐照预处理对麦秸纤维素酶水解产糖的影响

文章涉及γ射线辐射预处理麦秸的辐照效应及辐照后效应研究。实验结果表明，辐照预处理能明显破坏麦秸的结构。随辐照剂量增加，麦秸质量损失增大，粒度分布向细颗粒方向迁移。辐照与粉碎结合预处理有明显的协同效应，较适宜的预处理条件为500kGy、粒度为0.109mm，葡萄糖得率为10.2％。辐照后效应对麦秸酶解产糖有明显的影响，以50、100、200、300和400kGy辐照的麦秸酶解，其辐照后效应与初始效应的比值分别为12.9％、14.9％、8.9％、9.1％（产还原糖）和20.1％（产葡萄糖）。     

电子束辐照对医用一次性防护服材料断裂强力的影响

消毒灭菌是医用一次性防护服（简称医用防护服）生产过程中的重要环节,相比传统环氧乙烷灭菌,辐照灭菌更快速高效。由于医用防护服的防护性能有严格的标准要求,其材料的辐照效应具有重要研究意义。采用电子束加速器分别对聚丙烯（PP）、聚酯纤维（PET）、特卫强（Tyvek）3种材料的医用防护服样品进行不同吸收剂量的辐照处理,并进行不同时间的老化试验。针对GB 19082-2009中与辐照效应相关的主要性能指标进行测试。结果表明,50 kGy以下吸收剂量的电子束辐照对上述3种材料医用防护服的抗渗水性、抗合成血液穿透性、过滤效率等性能影响较小,但对PP和Tyvek材料的医用防护服断裂强力影响较大。通过双因素方差分析研究辐照和老化两种因素对上述3种材料医用防护服断裂强力影响的显著性。结果表明,吸收剂量和老化时间分别有不同的影响,其中吸收剂量对PP材料医用防护服样品断裂强力影响最显著。经验证,提升PP材料医用防护服的初始断裂强力,可使其辐照后性能满足标准。     

稀水溶液中氧化还原酶辐射失活和后失活及保护效应的研究Ⅰ.——稀水溶液中过氧化氢酶辐射失活及保护效应

研究了稀水溶液中过氧化氢酶的辐射失活,给出了过氧化氢酶生物活性与吸收剂量的关系以及辐射气氛、温度和溶液中酶的初始浓度对酶活性的影响。结果表明,低温、较高的酶初始浓度和体系中的氧对过氧比氢酶的辐射失活有不同程度的抑制作用。发现添加剂CH_3CH_2OH、HCOONa和EDTA对稀水溶液中过氧化氢酶的辐射失活有明显的保护作用。同时讨论了失活机理和添加剂保护机理。     

中能氩离子束辐照麦胚自由基的ESR研究

用ＥＳＲ波谱技术，研究了室温下中能氩离子辐照小麦种子胚部产生的自由基，观察了自由基的稳定性，实验结果表明，种子中自由基浓度随种子含水量线性增加，自由基浓度随辐照剂量增加，然后趋于饱和，讨论了自由基与种子损伤的关系。根据实验数据和 自由基扩散理论估算了自由基在麦胚中扩散距离。     

微波辐射对NaClO漂白麦草浆白度与硬度影响的研究

考察微波辐射对麦草浆漂白白度与硬度的影响。微波辐射影响微波辐射纸浆漂白白度与硬度的因素有3项：微波辐射时间、辐射功率、次氯酸钠用量。实验得到：随着微波辐射功率、时间、次氯酸钠用量增加自度升高硬度下降;与水浴的对比实验可见漂白纸浆达到相同白度时高锰酸钾值基本相同;漂白时间大大缩短至2mm。     

植物凝集素PHA-L对小鼠急性辐射防护作用

观察植物凝集素PHA-L对小鼠急性辐射损伤的保护作用及相关机制。采用动物30 d存活率实验,即小鼠全身辐照至吸收剂量为7.2 Gy后观察其存活情况;利用外周血和免疫学实验,小鼠全身照射至吸收剂量为7.2 Gy后测外周血白细胞数(White blood cell,WBC)、股骨有核细胞数(The number of nucleated cells in bone marrow,BMNC)、骨髓DNA含量以及各脏器指数;对小鼠进行9.0 Gy腹部照射,取小肠组织做病理切片观察。结果显示,照射给药组小鼠30 d存活率比单纯照射组均有提高,特别是高剂量组提高约60%;与单纯照射组相比,照射给药高剂量组的白细胞数、骨髓DNA含量和脾结节数均有提高,分别从0.74±0.16、1.02±0.17和9.80±6.46提高到1.18±0.40、1.22±0.17和18.10±6.87,数据均有统计学意义(p0.05),并且PHA-L对脏器也有一定的保护作用;与单纯照射组相比,照射给药高剂量组小鼠肠道组织损伤恢复明显。提示植物凝集素PHA-L对急性辐射损伤具有保护作用,但其作用机制有待进一步研究。