提高小麦辐射诱变率的研究

为了提高小麦辐射育种的效果,设计了此试验,本试验主要从三个方进行研究。①复合处理,在用γ射线辐照之后,再用VFL-14型微波发生器处理5～15min。②在氮气条件下辐照干种子。③种子先用油菜籽液浸泡、凉干后再辐照。观察了受辐照后的M_1的生物学效应,调查了M_2的突变频率和突变体类型,结果表明:三种方法的共同特点是,减轻M_1的辐 射损伤,提高成株率10～300%。保证了足够的M_1的植株。其M_2的突变频率提高20～100%,增加了选择的机率,故此法是行之有效的。     

我国水稻辐射诱变育种研究进展

水稻（Oryza sativa L.）是主要粮食作物之一,其品种改良对我国农业可持续发展和粮食安全至关重要。辐射诱变技术为改良高产、优质、抗逆的水稻品种提供了有效途径,为种业自主创新作出了重要贡献。本文综述了近二十余年来水稻辐射诱变各类辐射源的应用,选育方法体系,辐射诱发突变的分子机理,水稻产量、抗性、品质等各类表型及相关基因突变体和获得的新品种等领域所取得的研究进展,并对未来使用辐射诱变技术为我国培育产量更高、适应性更强、品质更优的水稻新品种与创制更多用于基因功能研究的新种质等应用前景进行了展望。     

快中子辐照对枯草芽孢杆菌的灭菌效果研究

利用快中子脉冲堆(Chinese Fast Burst ReactorⅡ,CFBR-Ⅱ)产生的快中子,采用枯草芽孢杆菌黑色变种为材料,考查了中子辐射灭菌效果及剂量、剂量率、辐照温度、照射状态等辐射灭菌影响因素.结果表明,在剂量率为7.4 Gy/min时的D10值为384.6Gy,中子剂量与存活芽孢对数满足y=-0.0026x 10.462的函数关系;在剂量为800Gy时,剂量率与存活芽孢对数满足y=7.7414X-0.0834的函数关系;升高温度有利于中子辐射灭菌;中子辐照不同状态芽孢,其存活率为:菌片＞粉末＞液体.     

我国辐射诱变育种的现状分析

介绍了近年来我国辐射诱变育种领域研究进展和主要成就，分析了辐射诱变育种技术在农业生产与科研中的重要作用以及技术本身的发展前景，提出了促进辐射诱变育种发展的具体建议。     

重离子辐照诱变增强枯草芽孢杆菌纤维素降解能力

为了提高枯草芽孢杆菌纤维素降解能力,本实验从5株枯草芽孢杆菌中筛选出一株纤维素降解率较高的菌株作为出发菌株,利用12C6+离子束辐照诱变处理后,采用刚果红染色法进行初筛,通过测定纤维素降解率及内切葡聚糖苷酶活力进行复筛,对选出的高纤维素降解率菌株进行发酵条件优化。最终得到一株Bacillus subtilis CG-40-1突变株,其纤维素降解率为(53.07±0.75)%,较出发菌株提高了17.75%,并具有良好的纤维素降解稳定性。经过发酵条件优化,最终得到该菌株的最适发酵时间、温度和pH分别为120 h、45℃、6.5,纤维素降解率为(67.79±0.49)%,较未优化时提高27.74%。     

γ辐照对枯草芽孢杆菌营养体的损伤

选用不同剂量γ射线辐照枯草芽孢杆菌营养体,分别用细胞计数、黄嘌呤氧化及脉冲场凝胶电泳法分析了辐照后的细胞存活率、胞内SOD活性及细胞DNA双链断裂水平。研究发现,随着γ辐照吸收剂量的增大,细胞存活率不断下降;SOD活性随剂量的变化无明显的规律;DNA双链断裂水平与细胞存活率密切相关,DNA的释放百分比和断裂水平值随辐照剂量增加而不断增大。结果表明：γ辐照对枯草芽孢杆菌营养体有较高的灭活能力,其损伤效果可能与SOD活性及双链断裂相关。     

普通小麦品种辐射敏感性及其诱变效应的研究

利用~(60)Co-γ射线辐照含水量13％的小麦休眠种子,从形态学、细胞学和生理生化三方面综合研究了普通小麦品种辐射敏感性。结果表明,普通小麦品种间辐射敏感性存在显著差异,并呈正态分布。对供试的49个品种进行模糊聚类分析,普通小麦品种辐射敏感性分为极敏感型、敏感型、中间型、迟钝型和极迟钝型五类。不同遗传背景品种的辐射敏感性强弱具有以下关系:重组品种>地方品种>辐射实变品种。植物品种辐射敏感性强弱取决于DNA损伤的自身修复能力。M_1辐射敏感性不同的品种,其M_2的诱变效果也不同。在7.74C/kg(30kR)以下的剂量范围内。对辐射敏感的品种实变频率高,数量性状的变异程度大。因此,在辐射育种上,选择敏感的品种作辐照材料可收到较好的效果。     

我国大豆诱变育种概况

总结了我国大豆诱变育种与遗传研究的成就与进展,列举了迄今已育成并推广的22个大豆品种,诱变适宜的照射量或剂量范围,分析了大豆M_1、M_2、M_3代诱变产生的类型与频率和出现的性状变异,以及辐射诱变遗传研究的结果,综述了大豆辐射诱变育种程序和各种辐射源的诱变效果,并对选择辐照处理材料、诱变与杂交结合、抗病品种与优质品种的诱变选育等问题进行了讨论。     

电子束、中子与γ射线对冬小麦诱变效应的比较研究

冬小麦经电子束、中子和γ射线辐照后,均产生生物效应。电子束对中子和γ射线的相对生物效应(RBE)值均小于1,中子对γ射线的RBE值远远大于1。这说明电子束的M_1生物效应远远小于中子的M_1生物效应而与γ射线的M_1生物效应相近。对于电子束辐照,M_1的半致死剂量范围是185～370Gy,更靠近370Gy,致死剂量是740～925Gy。对于M_2的诱变效率,电子束>中子>γ射线。电子束辐照可以扩大突变谱,提高诱变效率,最佳诱变剂量范围是370～555Gy,中子比γ射线诱变效率高,较适宜的辐照剂量为25Gy。当M_1生物损伤稍大于50%时,用电子束进行辐照,M_2代的诱变频率较高。     

枯草芽孢杆菌耐辐射菌株对紫外线的耐受性及其机理初探

为探讨枯草芽孢杆菌对紫外线的耐受性,以枯草芽孢杆菌耐辐射菌株及其来源菌株枯草芽孢杆菌黑色变种为研究材料,以不同剂量紫外线辐照处理。采用平板计数法比较两种菌株的存活率,通过脉冲场凝胶电泳分析两种菌的DNA双链断裂（Double strand breaks,DSBs）o发现,对数期耐辐射菌株对紫外线的耐受性明显大于原菌株,耐辐射菌株DSBs水平小于对应的原菌样品。耐辐射菌株对紫外线的耐受性较强,其DNA双链断裂程度与辐照剂量及辐照样品密切相关。     

重离子束辐照选育高产植物乳酸菌

采用重离子束~(12)C~(6+)对乳酸菌出发菌株JTL进行辐照选育。确定吸收剂量300 Gy时最优,在该吸收剂量下,出发菌种的正突变率和致死率均达到最高,分别为34.4%、80%。通过酸斑法初筛和发酵复筛法,选育出高产酸的3株突变菌株(JTL2、JTL3、JTL5),其发酵液中乳酸含量比出发菌株JTL提高了41.29%~49.64%。同时,经过传代实验证实,3株菌株具有良好的遗传稳定性。研究表明,利用重离子束~(12)C~(6+)辐照处理乳酸菌可以得到高产酸的突变菌株,诱变效果显著。     

UVC诱导的枯草芽孢杆菌DNA双链断裂及影响因素探讨

为探讨短波紫外线（Ultraviolet C,UVC）对枯草芽孢杆菌基因组DNA的损伤效应,探讨研究方法和材料对结果的影响,以枯草芽孢杆菌为研究材料,分别对其菌体样品及DNA样品进行不同剂量的UVC辐照,采用8h、16h、24h脉冲场凝胶电泳分离DNA片段。结果发现,16h脉冲场凝胶电泳最能反映DNA的双链断裂程度。对16h电泳图进行数据分析发现,随UVC辐照剂量的增大DNA释放百分比递增;菌体样品在辐照剂量17．8J／cm^2处其DNA双链断裂产额最大,而DNA样品的最大双链断裂产额出现在辐照剂量为72．7J／cm^2处;另外,同辐照剂量下菌体样品的释放百分比和菌体DNA双链断裂产额均高于DNA样品。结果表明,UVC诱导的枯草芽孢杆菌DNA双链断裂程度与辐照剂量及辐照样品密切相关。     

Fast neutron radiation inactivation of Bacillus subtilis:Absorbed dose determination

In this paper,fast neutron inactivation effects of Bacillus subtilis were investigated with fission fast neutrons from CFBR-Ⅱreactor of INPC(Institute of Nuclear Physics and Chemistry)and mono-energetic neutrons from the Van de Graaff accelerator at Peking University.The method for determining the absorbed dose in the Bacillus subtilis suspension contained in test tubes is introduced.The absorbed dose,on account of its dependence on the volume and the form of confined state,was determined by combined experiments and Monte Carlo method.Using the calculation results of absorbed dose,the fast neutron inactivation effects on Bacillus subtilis were studied.The survival rates and absorbed dose curve was constructed.     

Effects of nitrogen ion irradiation on endoglucanase activity and gene mutation of Bacillus subtilis Bac01

Bacillus subtilis Bac01 was mutated by 15 keV N+ ions of 1.5×1016 cm-2.The mutant strain Bacll with high yield of endoglucanase was isolated using carboxymethylcellulose sodium and congo red indicative plates.It exhibited higher endoglucanase activitiy (381.89IU) than the original strain Bac01 (93.33IU).Two 1,500 bp endoglucanase gene fragments were obtained with PCR amplification from B.subtilis Bac01 and mutant strain Bac11.BLAST comparison result indicated that 10 nucleotides mutated.Bioinformatics methods were used to analyze the two predicted amino acid sequences,and it was found that 5 amino acid residues changed,being all in the cellulose-binding domain of endoglucanase.     

氮离子束注入诱变选育胞外多糖高产菌株

采用氮离子束注入胞外多糖产生菌进行诱变处理来获得胞外多糖高产菌株。氮离子注入过程采用的能量为10 keV,剂量为60×1014–140×1014cm-2。根据其存活率及突变率确定最佳的注入剂量。结果表明:菌株存活率曲线遵循氮离子注入生物效应的"马鞍型曲线",当注入剂量为120×1014cm-2时,获得了最佳的诱变效果。通过筛选和连续5次传代,获得具有良好稳定性的突变株,其多糖产量达到3.29 g/L,较出发菌株提高了19.20%,且发酵周期缩短了6 h。     

大豆航天育种研究进展

航天诱变是大豆新品种培育过程中创造变异的重要手段。目前我国大豆航天育种已经取得了阶段性进展,先后有4个航天诱变大豆新品种通过了国家或省级审定,多个品系参加国家或省级区域试验和生产试验。本文对基础材料选择、诱变后代选择时期和选择方法等育种相关技术进行了深入研究,对农艺性状和抗性等主要性状的诱变效应进行了分析,并形成了对大豆航天诱变育种具有指导意义的相关理论。还论述了航天诱变的分子机理与分子标记辅助选择在航天诱变育种中的应用,指出诱变机理和选择方法仍然是研究的焦点,建议各育种单位之间应该加强育种材料与技术的合作交流,以提高大豆航天诱变育种的水平和效率。     

表达TasA-n16N的枯草芽孢杆菌生物膜机械性能研究

细菌生物膜是细菌为了抵御恶劣环境,聚集生长并分泌多糖、蛋白质和胞外脱氧核糖核酸（Deoxyribonucleic Acid,DNA）等大分子形成胞外基质包裹自身形成的结构。在合成生物学领域,通过不同基因电路调控细菌特定蛋白的表达,可将生物膜改造成多种不同功能的活体材料。然而,生物膜具有粘弹性,机械性能较弱,限制其在可穿戴设备、涂层及建筑材料方面的应用。本研究选取枯草芽孢杆菌为模式生物,通过融合蛋白TasA-n16N的表达和传统碳酸钙矿化方法相结合,将固相培养的工程生物膜制备为块状凝胶。流变学测试显示,表达了融合蛋白的生物膜形成块状凝胶后,其机械性能增强;同步辐射X射线透射显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜的表征观察发现,生物膜内部细菌结构完整且保持活性。该方法为生物膜的仿生矿化及活体功能材料的设计和制备研究提供了新思路。     

用于空间诱变育种机理研究的标定实验

为鉴别击中搭载水稻种子的空间重离子,一种固体核径迹探测器(SSNTD)CR-39被用作"三明治"式探测系统的一部分,通过测量离子在CR-39中的射程R和蚀刻率V,就可得到斜率(dR/dV1).根据自建的一个数学模型R*=0.015AZ3.13V1,可利用已知离子标定实验数据来拟合得到该模型的系数.为此,CR-39对C、Ne、Si、Ar和Fe离子的标定实验分别在中国科学院近代物理研究所的重离子研究装置(HIRFL-IMP)上和日本国立放射医学综合研究所的重离子医用加速器(HIMAC-NIRS)上进行.拟合得到了一个离子鉴别公式Z3.13=3.75×104 1.50(dR/dV1)和一条标定直线.