普通小麦品种辐射敏感性及其诱变效应的研究

利用~(60)COγ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。     

普通小麦品种辐射敏感性模糊聚类分析

将模糊数学中的Fuzzy聚类方法首次应用于植物辐射育种,对普通小麦(Triticum aestivum L.)品种辐射敏感性作了Fuzzy聚类分析。选用49个普通小麦品种为研究材料,用~(60)Co-γ射线辐照小麦风干种子。根据模糊集合论原理,以辐照后小麦品种的幼苗高度、存活率等作为辐射敏感性因子,建立品种间辐射敏感性的Fuzzy相似关系R。通过改造R构建Fuzzy等价关系(即Fuzzy等价矩阵)以进行聚类分析。选取不同的λ-水平,将Fuzzy等价矩阵截为若干λ-截矩阵,从而把供试的小麦品种按其对γ射线辐射敏感性强弱分为若干群或类。落入每一个λ-截矩阵的品种即为同一辐射敏感性类型。在选定λ-水平的步长为0.18时,将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。这一结果为小麦辐射育种选择适宜的辐照亲本材料、确定最佳的辐照剂量,从而为提高辐射诱变效率提供了科学的依据。研究还表明,采用Fuzzy聚类分析对植物品种辐射敏感性进行分类较其他方法具有更强的可靠性。     

普通小麦品种辐射敏感性模糊聚类分析

将模糊数学中的Fuzzy聚类方法首次应用于植物辐射育种,对普通小麦(Triticum aes-tivum L.)品种辐射敏感性作了Fuzzy聚类分析。选用49个普通小麦品种为研究材料,用~(60)Co-γ射线辐照小麦风干种子。根据模糊集合论原理,以辐照后小麦品种的幼苗高度、存活率等作为辐射敏感性因子,建立品种间辐射敏感性的Fuzzy相似关系R。通过改造R构建 Fuzzy等价关系(即Fuzzy等价矩阵)以进行聚类分析。选取不同的λ-水平,将Fuzzy等价矩阵截为若干λ-截矩阵,从而把供试的小麦品种按其对γ射线辐射敏感性强弱分为若干群或类。落入每一个λ-截矩阵的品种即为同一辐敏感性类型。在选定λ-水平的步长为0.18时,将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。这一结果为小麦辐射育种选择适宜的辐照亲本材料、确定最佳的辐照剂量,从而为提高辐射诱变效率提供了科学的依据。研究还表明,采用Fuzzy聚类分析对植物品种辐射敏感性进行分类较其他方法具有更强的可靠性。     

苜蓿品种的辐射敏感性及模糊聚类分析

利用~(60)Co γ射线0～36.1 C/kg照射量(照射量率为2.84×10~(-2)c/(kg·min))辐照含水量为12.1％的苜蓿干种子,其活力指数、根长、幼苗存活率、苗高、株高和青草产量随照射量的增大而降低;花粉不育率、微核细胞率、POD活性和自由基相对含量则随照射量的增大而升高。活力指数、根长的剂量效应曲线符合多靶单击模型,幼苗存活率、苗高、株高和青草产量的剂量效应曲线可用直线回归方程拟合。苜蓿种和品种间的辐射敏感性存在极显著的差异(P<0.01)。应用模糊聚类分析法可将25个苜蓿材料分为极敏感型、敏感型、中间型、迟钝型和极迟钝型五类。苜蓿种和品种的适宜辐射剂量为12.9～34.8mC/kg。不同品种之间相差2～3倍。     

苜蓿品种的辐射敏感性及模糊聚类分析

利用~(60)Coγ射线0～36.1C/kg照射量(照射量率为2.84×10~(-2)C/(kg·min))辐照含水量为12.1％的苜蓿干种子,其活力指数、根长、幼苗存活率、苗高、株高和青草产量随照射量的增大而降低;花粉不育率、微核细胞率、POD活性和自由基相对含量则随照射量的增大而升高。活力指数、根长的剂量效应曲线符合多靶单击模型,幼苗存活率、苗高、株高和青草产量的剂量效应曲线可用直线回归方程拟合。苜蓿种和品种间的辐射敏感性存在极显著的差异(P<0.01)。应用模糊聚类分析法可将25个苜蓿材料分为极敏感型、敏感型、中间型、迟钝型和极迟钝型五类。苜蓿种和品种的适宜辐射剂量为12.9～34.8mC/kg。不同品种之间相差2～3倍。     

栽培大麦的辐射敏感性研究

用0～400Gy~(137)Csγ射线照射47个不同类型栽培大麦的休眠种子(含水量13％),研究其辐射敏感性。结果表明,幼苗生长抑制的剂量效应可用方程F(D)=1-(1—e~(α_1D)~N拟合,细胞核体积、根尖染色体畸变细胞率和过氧化物酶同工酶酶带的剂量效应可用线性回归方程Y=A BX拟合。供试品种的辐射敏感性可分为5个类型,即极迟钝型、迟钝型、中间型、敏感型和极敏感型。试验还表明,核DNA含量和过氧化物酶同工酶酶谱与辐射损伤密切相关,其变化特点能反映出供试品种的辐射敏感性;大麦品种的辐射敏感性与DNA含量呈正相关;细胞核体积与核体积的D_(50)呈显著负相关,而与幼苗生长抑制的D_(50)无明显相关。     

栽培大麦的辐射敏感性研究

用0～400Gy~(137)Csγ射线照射47个不同类型栽培大麦的休眠种子(含水量13％),研究其辐射敏感性。结果表明,幼苗生长抑制的剂量效应可用方程F(D)=1-(1-e~(-α_1D))~N拟合,细胞核体积、根尖染色体畸变细胞率和过氧化物酶同工酶酶带的剂量效应可用线性回归方程Y=A BX拟合。供试品种的辐射敏感性可分为5个类型,即极迟钝型、迟钝型、中间型、敏感型和极敏感型。试验还表明,核DNA含量和过氧化物酶同工酶酶谱与辐射损伤密切相关,其变化特点能反映出供试品种的辐射敏感性;大麦品种的辐射敏感性与DNA含量呈正相关;细胞核体积与核体积的D_(50)呈显著负相关,而与幼苗生长抑制的D_(50)无明显相关。     

~(137)Cs辐照小麦干种子M_1代的辐射效应和细胞学分析

~(60)Co-γ射线辐照小麦干种子对M_1代的生物学和细胞学效应产生影响,这方面已有报道,而铯-137的辐射效应报道较少。本试验利用我所的铯-137和钴-60源不同剂量照射小麦干种子,比较M_1代的生物学及细胞学效应,为育种提供依据。     

辐射诱变改造杂交籼稻恢复系的研究

利用辐射诱变改造杂交水稻恢复系的研究结果表明:在于均水平上,国外品种比国内品种的辐射敏感性要强。国外品种因血缘关系的不同而有不同的表现,如IR系统比较耐辐射,水源系统的次之,密阳系统的则最敏感。恢复系杂种F_0代比F_1代更敏感。对此,我们提出了“多基因型混合系统”的观点予以解释。恢复系M_2代突变频率的研究结果表明:不     

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。     

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％。     

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。     

辐射诱变改造杂交籼稻恢复系的研究

利用辐射诱变改造杂交水稻恢复系的研究结果表明:在平均水平上,国外品种比国内品种的辐射敏感性要强。国外品种因血缘关系的不同而有不同的表现,如IR系统比较耐辐射,水源系统的次之,密阳系统的则最敏感。恢复系杂种F_0代比F_1代更敏感。对此,我们提出了“多基因型混合系统”的观点予以解释。恢复系M_2代突变频率的研究结果表明:不同来源的品种之间总的突变频率相差不大,但某些性状间的差异可大到30倍以上。据此,我们提出一个值得深入研究的问题——辐射敏感性的差异是否与某些性状突变频率的高低有关。通过辐射处理,获得了多种类型的突变体,其中少量的突变体由于丢失恢复基因而成保持系,其它则仍具有恢复能力,以此配制的新组合具有较强优势,特别优良的组合已被用于生产。     

DNA-PKcs基因组不稳定性和辐射超敏感性

本研究旨在揭示DNA-PKcs(DNA损伤修复的关键酶之一)与基因组不稳定性、辐射超敏感性的关系。以人神经胶质瘤细胞系M059K(DNA-PKcs野生型)和M059J(DNA-PKcs缺陷型)为实验模型,用常规克隆形成法测定细胞存活率、cytochalasin-B(细胞松弛素B)阻断-微核法跟踪克隆形成过程中基因组不稳定性变化。实验结果表明,存在辐射超敏感性的DNA-PKcs野生型细胞M059K在0.2Gy辐照后随着培养时间的延长基因组不稳定性与0.6Gy辐照水平一致;不存在辐射超敏感性的DNA-PKcs缺失型细胞M059J经0.6Gy辐照后,基因组不稳定性水平明显高于0.2Gy辐照。这些结果提示,DNA-PKcs可能是导致辐射超敏感性的关键因素之一。     

辐照小麦花粉、子房、植株诱发突变研究

以小麦作材料,用钴-60γ射线照射小麦花粉、子房、孕穗期植株、抽穗期植珠、花末期植株,计算了当代结实率,调查了M_1大田植株成活率和M_2的突变频率以及突变体分类。结果表明,辐照小麦活体,其适宜照射量为0.206～0.516C/kg(800～2000R),比照射小麦干种子低了十倍,其突变频率,有益突变频率、有益突变体百分比分别比辐照小麦干种子提高50～57％,22～34％和83～127％。在同一照射量内,小照射量率比大照射量率的辐射效应明显。适宜的照射量率为每分钟7.74～12.9mC/kg(30～50R)。     

辐照小麦花粉、子房、植株诱发突变研究

以小麦作材料,用钻-60γ射线照射小麦花粉、子房、孕穗期植株、抽穗期植珠、花末期植株,计算了当代结实率,调查了M_1大田植株成活率和M_2的突变频率以及突变体分类。结果表明,辐照小麦活体,其适宜照射量为0.206～0.516C/kg(800～2000R),比照射小麦干种子低10个数量级,其突变频率,有益突变频率、有益突变体百分比分别比辐照小麦干种子提高50～57％,22～34％和83～127％。在同一照射量内,小照射量率比大照射量率的辐射效应明显。适宜的照射量率为每分钟7.74～12.9mC/kg(30～50R)。     

水稻诱变育种技术研究

近年来我们以提高辐射诱变效率和选择效率为中心,以水稻为主要研究对象,对作物的辐射敏感性,辐照亲本的选择,理化因素复合处理,新诱变因素的开拓利用等方面进行了较为系统的研究。结果表明,选用辐射敏感型亲本材料辐照,辐照杂合材料,适宜剂量的理化因素复合处理组合,新诱变因素的应用均能有效地提高辐射诱变效率。     

中低剂量γ射线辐照春小麦杂种提高育种效果的研究

用~(60)Coγ射线2.064C/kg辐照春小麦118个杂交组合的杂种当代干种子的一半粒数,以另半数种子为对照,通过多代选择、最后在经过辐照的“赛洛斯×奇春4号”杂交组合的后代中育成抗倒伏、抗旱的新春2号品种。1986年,新春2号在新疆推广98万亩(6.534×10~7m~2),成为新疆春小麦中种植面积最大的品种。对11个杂交组合的研究表明,杂种辐射F_2M_2。代的株高等10个农艺性状的变异系数普遍大于杂种F_2代,且“赛洛斯×奇春4号”组合的F_2M_2代大多数性状变异系数,高于一般杂交组合。对这1O个农艺性状之间的单相关系数的研究表明,“赛洛斯×奇春4号” 或“奇春4号×赛洛斯” 的F_2M_2代性状单相关系数发生显著变化的频率高达35～40%,比一股杂交组合高出1～5倍。此外还发现,不同母本的细胞质的辐射敏感性不同;主穗长度、主穗有效小穗数、主穗总小穗数,主穗粒数等性状之间的关联,完全受细胞核控制,而单株百粒重和籽粒饱满度两个性状,则与细胞质关系密切。     

中低剂量γ射线辐照春小麦杂种提高育种效果的研究

用~(60)Coγ射线2.064C/kg辐照春小麦118个杂交组合的杂种当代干种子的一半粒数,以另半数种子为对照,通过多代选择、最后在经过辐照的“赛洛斯×奇春4号”杂交组合的后代中育成抗倒伏、抗旱的新春2号品种。1986年,新春2号在新疆推广98万亩(6.534×10~7m~2),成为新疆春小麦中种植面积最大的品种。对11个杂交组合的研究表明,杂种辐射F_2M_2代的株高等10个农艺性状的变异系数普遍大于杂种F_2代,且“赛洛斯×奇春4号”组合的F_2M_2代大多数性状变异系数,高于一般杂交组合。对这10个农艺性状之间的单相关系数的研究表明,“赛洛斯×奇春4号”或“奇春4号×赛洛斯”的F_2M_2代性状单相关系数发生显著变化的频率高达35～40%,比一般杂交组合高出1～5倍。此外还发现,不同母本的细胞质的辐射敏感性不同;主穗长度、主穗有效小穗数、主穗总小穗数,主穗粒数等性状之间的关联,完全受细胞核控制,而单株百粒重和籽粒饱满度两个性状,则与细胞质关系密切。     

空间环境和质子对水稻的诱变效应

利用返回式卫星搭载5个水稻品种的干种子进行空间诱变处理,以及用不同能量、剂量的质子辐射水稻干种子,研究其诱变效应。结果表明,空间环境对根尖细胞染色体有一定的致畸作用,能促进根尖细胞的有丝分裂活动,空间飞行中的水稻染色体畸变细胞率极显著高于地面对照组。与γ射线和质子处理比较,空间环境对染色体的致畸效应较低,而有丝分裂指数极显著高于质子和γ射线处理。空间环境对水稻M_1代幼苗的损伤效应亦低于质子和γ射线。空间环境和质子在M_2代能诱发较高频率的叶绿素缺失、株高和抽穗期突变,其有益性状突变的频率高于γ辐照的。