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Co-γ辐射对北柴胡的诱变效应研究

甘肃农业大学学报 2024年

作者：朋冬琴郭欣慰栗孟飞魏建和中国医学科学院&北京协和医学院药用植物研究所/中草药物质基础与资源利用教育部重点实验室/濒危药材繁育国家工程实验室甘肃农业大学生命科学技术学院/农学院/生境作物学国家重点实验室

【目的】探明不同剂量的60Co-γ辐射对不同品系北柴胡种子的诱变效应。【方法】采用60Co-γ射线对不同品系北柴胡干种子进行不同剂量(0、50、100、150、200和250 Gy)辐射处理，考察种子出苗率、存活率及株高等生物学特性。【结果】剂量... 详细信息

【目的】探明不同剂量的60Co-γ辐射对不同品系北柴胡种子的诱变效应。【方法】采用60Co-γ射线对不同品系北柴胡干种子进行不同剂量(0、50、100、150、200和250 Gy)辐射处理，考察种子出苗率、存活率及株高等生物学特性。【结果】剂量范围内，sm2-36-2种子出苗率在150 Gy的辐射下有所升高，存活率随辐射剂量升高而降低，株高在100～250 Gy辐射下无显著差异；sd9-21-20种子出苗率随辐射剂量升高而降低，存活率在50～100 Gy辐射下无显著差异，株高在200～250 Gy辐射下无显著差异；st2-9-1种子出苗率和存活率随辐射剂量升高而降低，株高在150 Gy辐射下相较于其他辐射剂量显著升高。【结论】本研究首次使用60Co-γ射线对北柴胡进行辐射诱变，发现辐射诱变效应与剂量及品系特性相关，不同品系对辐射的敏感性差异明显。通过计算部分品系的半致死剂量(semi-lethaldose，LD50)并提出进一步研究方向，为提高北柴胡的辐射诱变育种效率提供了基础。

关键词： Co-γ辐射北柴胡辐射剂量诱变效应

60Co-γ射线辐射百合诱变效应及辐射保护剂应用研究

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60Co-γ射线辐射百合诱变效应及辐射保护剂应用研究

作者：李玲钰西南科技大学

学位级别：硕士

本研究以百合两个品种(索邦Sorbonne、罗宾Robin)的鳞茎及鳞片为供试材料。用Co-γ射线梯度剂量辐射百合鳞茎及鳞片,其中百合鳞茎受辐射剂量为(0 Gy、3 Gy、5 Gy、7 Gy、9 Gy),百合鳞片为(0 Gy、1 Gy、2 Gy、3 Gy);再用不同类型的保护... 详细信息

本研究以百合两个品种(索邦Sorbonne、罗宾Robin)的鳞茎及鳞片为供试材料。用Co-γ射线梯度剂量辐射百合鳞茎及鳞片,其中百合鳞茎受辐射剂量为(0 Gy、3 Gy、5 Gy、7 Gy、9 Gy),百合鳞片为(0 Gy、1 Gy、2 Gy、3 Gy);再用不同类型的保护剂的不同浓度作浸泡处理,保护剂类型和浓度如下:纯水为保护剂对照,水杨酸(0.20mmol/L、0.30 mmol/L、0.40 mmol/L)、L-半胱氨酸(8.26 mmol/L、16.52 mmol/L、24.78mmol/L)、谷胱甘肽(0.08 mmol/L、0.16 mmol/L、0.24 mmol/L)、褪黑素(0.05 mmol/L、0.10 mmol/L、0.15 mmol/L);分别研究辐射后植物的生长发育性状,观察植物花粉、叶片表面及气孔的外观形态、分析其生理生化特性,探究辐射对百合鳞茎及鳞片的诱变效应,以期为百合花卉辐射诱变育种提供数据基础和支持。本研究分别从植物生长发育性状、生理生化特性上探究4种保护剂不同浓度对植株的保护效应,探索其辐照适宜的辐射剂量以及保护剂使用的适宜种类、方法和浓度,为百合辐照参数提供数据参考。研究结果表明:(1)Co-γ射线辐射对百合鳞茎的发芽率、存活率有显著抑制作用。3 Gy、5 Gy、7Gy、9 Gy辐射后,百合索邦的发芽率分别为对照的89.00%、61.00%、44.00%、50.00%;百合罗宾的发芽率在3 Gy、5 Gy时分别为对照的67.00%、44.00%。在3 Gy、5 Gy时,百合索邦的存活率分别为对照的39.00%、22.00%;而罗宾的存活率分别为对照的17.00%、0%。以辐射剂量为横坐标,以死亡率为纵坐标建立相关性线性方程为:y=11.434x+15.115,R=0.8539,得出百合索邦的半致死剂量约为3.0 Gy。以辐射剂量为横坐标,以死亡率为纵坐标建立相关性线性方程为:y=0.2032x+0.0321,R=0.9816,得出百合罗宾的半致死剂量约为2.3 Gy。百合罗宾受到辐射的抑制作用强于百合索邦,辐射敏感性百合罗宾>百合索邦。Co-γ辐射对百合鳞茎的营养生长和生殖生长有显著抑制作用。百合的株高、叶面积、节间长度随着辐射剂量的升高而显著降低,在3 Gy处理下百合索邦的株高、茎直径分别是对照45.62%、52.44%;百合罗宾叶长、叶片数与叶面积分别减少为对照的39.50%、65.57%、26.01%。辐射后,两种百合均未见开花,辐射严重抑制了百合的生殖生长。在辐射产生的变异中,以叶片变异居多。叶片皱缩,短小尖细,叶片表面不平整沟壑明显;气孔的数量减少,形状大小都明显发生改变。辐射后百合的生理生化指标受到影响,叶绿素含量、SOD活性、可溶性糖含量随辐射剂量的增加而先增加后减少,在3 Gy时,叶绿素含量、可溶性糖含量3 Gy时达到最大值,刺激了百合生理生化层面对辐射损伤的保护机制。低剂量3 Gy,MDA含量随辐射剂量的增加而逐渐增加,MDA含量的增加使植物体内的细胞膜受到了损伤,影响植物的正常生长。(2)不同辐射剂量及辐射保护剂组合对不同品种的百合的保护效应不同。辐射保护剂对辐射后百合的存活率、发芽率、株高、叶片数、茎节数、节间长度有不同程度的提升作用。3 Gy辐射处理后,水杨酸0.40 mmol/L处理后的百合罗宾有显著的提高发芽率的作用,比对照提升了22.00%;谷胱甘肽0.08 mmol/L、0.24 mmol/L处理后的生根数量是对照的256.37%;谷胱甘肽0.16 mmol/L对百合索邦的存活率相比对照提高了27.30%。辐射保护剂的浓度不同,保护作用不相同。3 Gy辐射后,水杨酸0.20 mmol/L、0.40 mmol/L处理后的百合索邦株高相对于对照涨幅为45.56%、74.69%;同一保护剂对百合不同器官的保护效果不同。3 Gy谷胱甘肽0.16 mmol/L对百合罗宾的叶片数的提升幅度为21.72%;而对茎直径的提升幅度为3.34%。其中,在低剂量3 Gy时,0.24mmol/L的谷胱甘肽能有效促进辐射后百合开花,开花株率比对照高出5.56%。高剂量5 Gy、7 Gy、9 Gy剂量下,褪黑素0.05 mmol/L、0.10 mmol/L、0.15 mmol/L对叶的保护效果比较好。(3)百合鳞片的生长受到辐射的抑制作用,且不同时期的抑制作用不同。百合鳞片扦插60 d后,经1 Gy、2 Gy辐射后表现为生球时间延迟、生球个数减少,且辐射越强抑制作用越强。90 d后,1 Gy辐射后百合的单片鳞片平均生球个数小于未经辐射处理的对照组。在3 Gy辐射后,百合罗宾鳞片表现为不生长。说明低剂量促进了百合鳞片90 d的生球个数,高剂量则抑制百合的生长。百合鳞片辐射处理后,在大于1 Gy剂量辐照时,部分辐射保护剂的保护效应显著,且效果在品种间存在差异。百合罗宾在辐射剂量

关键词：辐射诱变育种 60Co-γ射线百合辐射保护剂诱变效应保护效应

三种丁香种子辐射诱变效应及变异株早期鉴定研究

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三种丁香种子辐射诱变效应及变异株早期鉴定研究

作者：宋佳宝河北农业大学

学位级别：硕士

紫丁香(Syringa oblata)、暴马丁香(Syringa reticulata subsp.amurensis)、红丁香(Syringa villosa)因其开花繁茂、姿态优雅、抗逆性强,成为北方园林中不可或缺的植物。但在实际应用中存在花期短、叶色单一、观赏效果差等问题。因此,... 详细信息

紫丁香(Syringa oblata)、暴马丁香(Syringa reticulata subsp.amurensis)、红丁香(Syringa villosa)因其开花繁茂、姿态优雅、抗逆性强,成为北方园林中不可或缺的植物。但在实际应用中存在花期短、叶色单一、观赏效果差等问题。因此,培育性状优良、观赏价值高的丁香品种具有重要意义。本研究以紫丁香、暴马丁香、红丁香不同状态的种子为试验材料,利用60Co-γ射线进行辐射处理后,研究辐射对种子的出苗率、幼苗成活率、变异率及形态的影响;观测形态特征和气孔形态、测定生理变化,初步筛选变异植株;运用ISSR分子标记技术对变异植株进行分子鉴定,并分析其遗传变异的程度,以期为丁香属植物的辐射诱变育种提供理论参考。研究结果表明:(1)50～100 Gy的低剂量辐射能够促进丁香提早出苗约1～3 d,且显著提高出苗率12.7%～28.9%;而200～300 Gy的高剂量辐射可使丁香种子出苗时间延迟1～5 d,出苗率显著降低33.3%～85.7%(P诱变引起部分植株的表型变化,如叶裂加深、叶柄合生、叶面缺刻、叶片反卷、扭曲不对称等叶型变化和叶片变黄、黄绿嵌合的叶色变化。(3)筛选并构建出三种丁香突变群体,包括紫丁香变异株8株,突变性状包括植株矮化、节间距小、叶色深绿、叶片革质化、叶圆且叶脉清晰、茎粗、叶大且尖等;暴马丁香变异株5株,突变性状包括叶色浅绿、叶片细长、茎秆直立、叶缘呈波浪状等;红丁香变异株5株,突变性状包括植株高、分枝明显、叶片畸变等。通过观测气孔及保卫细胞、光合生理、内源激素含量等指标,发现不同变异株间存在显著性差异(P诱变的有效性。紫丁香、暴马丁香、红丁香的ISSR多态性位点比率分别为94.1%、96.5%、87.8%,紫丁香变异株存在基于引物ISSR 58和ISSR 827的特异性标记,暴马丁香变异株具有基于引物UBC 840和ISSR 2-2的特异性标记,引物UBC 840和UBC 873能够作为红丁香变异株的特异性引物;遗传相似性系数与辐射剂量呈负相关关系,即辐射剂量越高,三种丁香的DNA变异程度越大。

关键词： 60Co-γ辐射丁香诱变效应 ISSR分子标记

^(60)Co-γ射线辐射对4种百合的诱变效应

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核农学报 2021年第8期35卷 1725-1730页

作者：李丽辉胡瑶雷星宇张跃龙李宏告胡蝶张勇邓钢桥湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所湖南长沙430125

为了探究^(60)Co-γ射线辐射对百合的诱变效应,以卷丹百合、金百合、湖北百合、岷江百合鳞茎为试验材料,采用不同剂量(0、2、4、6 Gy)^(60)Co-γ射线进行辐射处理,统计分析其辐射后的出苗率、性状表现、生理生化指标及变异状况。结果表... 详细信息

为了探究^(60)Co-γ射线辐射对百合的诱变效应,以卷丹百合、金百合、湖北百合、岷江百合鳞茎为试验材料,采用不同剂量(0、2、4、6 Gy)^(60)Co-γ射线进行辐射处理,统计分析其辐射后的出苗率、性状表现、生理生化指标及变异状况。结果表明,随着辐射剂量的增加,金百合、湖北百合、岷江百合的出苗率、株高、开花率、产量均较对照降低。卷丹百合在辐射剂量为2 Gy时与对照差异不显著;而辐射剂量为4 Gy时,4个百合品种出苗率与对照相比差异显著;辐射剂量达到6 Gy时,鳞茎均未出苗。2 Gy辐射处理对4个百合品种植株的叶绿素含量影响较小,4 Gy处理时叶绿素含量则下降;所有品种超氧物歧化酶(SOD)活性均先升高后降低,丙二醛(MDA)含量均逐渐增强。随着辐射剂量的增加,卷丹百合的可溶性糖含量先升高后降低,其他品种的可溶性糖含量逐渐增加。金百合、湖北百合、岷江百合适宜辐射剂量分别为2-4 Gy、2 Gy、2 Gy,而卷丹百合在本试验中未找到适宜辐射剂量。本研究为百合的辐射育种提供了一定的技术参考。

关键词：百合 ^(60)Co-γ 诱变效应变异

60Co-γ射线对不同品种澳洲坚果萌动种子的诱变效应

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西南农业学报 2019年第5期32卷 1149-1154页

作者：柳觐倪书邦孔广红吴超贺熙勇云南省热带作物科学研究所

【目的】拓宽澳洲坚果种质资源的遗传基础,创新澳洲坚果育种方法。【方法】采用剂量率为10Gy/h的60Co-γ射线对4个澳洲坚果主栽品种的萌动种子进行辐照处理,剂量梯度为10、25、40、55、70、85、100、115和130Gy。【结果】60Co-γ射线辐... 详细信息

【目的】拓宽澳洲坚果种质资源的遗传基础,创新澳洲坚果育种方法。【方法】采用剂量率为10Gy/h的60Co-γ射线对4个澳洲坚果主栽品种的萌动种子进行辐照处理,剂量梯度为10、25、40、55、70、85、100、115和130Gy。【结果】60Co-γ射线辐照对澳洲坚果萌动种子的发芽势均有明显的抑制效应,辐照剂量越高,萌动种子的发芽时间越晚、发芽速率越慢、发芽率越低;品种间对60Co-γ射线辐照的敏感性存在差异,云澳51最耐受,而云澳58最敏感,云澳57、云澳51、云澳41、云澳58的半致死剂量分别为62.22、81.81、81.14、57.55Gy。【结论】绝大部分诱变苗均出现了植株矮化和茎干增粗,尤其是分叉增多的现象,具体表现为一粒萌动种子出现双根、或出现双茎、甚至同时出现双根和双茎,部分诱变苗表现为须根减少或主根变短须根增多。

关键词：澳洲坚果 60Co-γ射线萌动种子诱变效应

^(60)Co-γ射线辐射对姜黄的诱变效应研究

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核农学报 2021年第1期35卷 1-6页

作者：吴萍郭俊霞王晓宇李青苗张松林李伟健彭宇四川省中医药科学院/四川省道地药材系统开发工程技术研究中心四川成都610041 四川省农业科学院生物技术核技术研究所四川成都610066

为探讨^(60)Co-γ射线对姜黄的诱变效应,本研究以姜黄种根为研究对象,采用不同剂量(60、70、80、90 Gy)的^(60)Co-γ射线进行辐射处理,分析VM_(1)和VM_(2)材料的田间表现。结果表明,姜黄种根经^(60)Co-γ射线辐射后VM_(1)生长受到明显... 详细信息

为探讨^(60)Co-γ射线对姜黄的诱变效应,本研究以姜黄种根为研究对象,采用不同剂量(60、70、80、90 Gy)的^(60)Co-γ射线进行辐射处理,分析VM_(1)和VM_(2)材料的田间表现。结果表明,姜黄种根经^(60)Co-γ射线辐射后VM_(1)生长受到明显的抑制,植株的出苗率、株高、叶长、叶宽、地上部分干重、根茎鲜重等指标均显著低于对照(CK)。VM_(2)中辐射处理的抑制作用仍然存在,但抑制效应减弱。适宜剂量辐射对姜黄VM_(2)的姜黄素类成分有促进作用,其中辐射剂量为60 Gy时,姜黄VM_(2)的姜黄素含量较CK显著提高30.7%(P诱变作用,其辐射的半致死剂量(LD50)在70~80 Gy之间。本研究结果为姜黄药材的诱变育种提供了参考依据。

关键词：姜黄 ^(60)Co-γ射线辐射诱变效应

60Co-γ射线辐射对木薯组培苗的诱变效应

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核农学报 2019年第9期33卷 1667-1676页

作者：曾文丹严华兵曹升谢向誉广西农业科学院经济作物研究所广西南宁530007 广西作物遗传改良生物技术重点开放实验室广西南宁530007

为探究60Co-γ射线辐射对不同木薯品种组培苗的诱变效应,以2个木薯品种新选048和SC205离体单芽茎段为试验材料,以不同60Co-γ射线辐射剂量(0、5、10、20、40 Gy)进行处理,观察比较不同辐射处理条件下组培苗的生长情况以及移栽后植株的... 详细信息

为探究60Co-γ射线辐射对不同木薯品种组培苗的诱变效应,以2个木薯品种新选048和SC205离体单芽茎段为试验材料,以不同60Co-γ射线辐射剂量(0、5、10、20、40 Gy)进行处理,观察比较不同辐射处理条件下组培苗的生长情况以及移栽后植株的生长状况。结果表明,随着60Co-γ辐射剂量的增加,2个品种组培苗的生根率和萌发率均显著降低;新选048和SC205的半致死剂量分别为15. 3 Gy和17. 2 Gy。随着辐射剂量的增加,对继代组培苗及其生根苗的生长伤害程度逐渐加强,株高、生根率、移栽成活率等指标均显著降低。不同品种对60Co-γ射线辐射的敏感程度存在差异,新选048的辐射敏感性更强。经60Co-γ射线辐射后,2个木薯品种组培苗均出现叶柄颜色变异、叶形变异、黄化苗、矮化苗等不同程度的形态变异。经大田移栽后统计,新选048变异率为3. 3%,SC205变异率为6. 6%。对突变材料进行SSR分子标记检测发现,其中有3条引物可检测SC205对照与突变体材料在分子水平上的差异;5条引物可检测新选048对照与突变体材料在分子水平上的差异。本研究结果为利用60Co-γ射线辐射诱变创造木薯新种质以及木薯诱变育种奠定了一定的理论基础。

关键词：木薯组培苗 60Co-γ射线诱变效应

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碳离子束辐照水稻诱变效应及突变体的筛选

华南农业大学学报 2018年第2期39卷 29-33页

作者：杨瑰丽陈莹郭涛黄明黄翠红王慧李文建陈志强华南农业大学国家植物航天育种工程研究中心广东广州510642 中国科学院近代物理研究所甘肃兰州730000

【目的】丰富水稻Oryza sativa L.突变体库,快速创造稳定遗传的新种质,为重离子辐照诱变机理研究和水稻遗传育种提供丰富的基础材料。【方法】利用碳离子束辐照水稻品种‘IR-55’、‘IR-60’、‘三粒寸’和‘云南陆稻’原种进行诱变,并... 详细信息

【目的】丰富水稻Oryza sativa L.突变体库,快速创造稳定遗传的新种质,为重离子辐照诱变机理研究和水稻遗传育种提供丰富的基础材料。【方法】利用碳离子束辐照水稻品种‘IR-55’、‘IR-60’、‘三粒寸’和‘云南陆稻’原种进行诱变,并对诱变后代的多个农艺性状进行多代跟踪调查。【结果】4个水稻品种突变株系株高、剑叶长、穗长和粒长宽比等性状呈现出较大变异幅度,且具有明显的正向或负向性,结实率表现出明显的下降趋势,最低为2%。利用随机选取的SSR分子标记引物对突变体进行遗传多样性检测发现,突变株系与原种的遗传多样性表现出明显的差异,表明重离子辐照诱变引起DNA序列较大片段的改变,而不是微小的点突变。【结论】碳离子束辐照对水稻株高、剑叶长和粒型等多个农艺性状产生正向或负向的诱变效应,在诱变后代中可以筛选出一批农艺性状变异的水稻新种质。

关键词：水稻碳离子束辐照诱变效应突变体

Cs-γ射线辐射和EMS处理对海岛棉的诱变效应分析

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山西农业科学 2023年

作者：张磊磊马志华洪梅陈晋瑞范阿棋吐尔逊·吐尔洪新疆巴音郭楞蒙古自治州农业科学研究院/国家农业农村部新疆早中熟及早熟陆地棉长绒棉科学观测实验站

为了打破现有海岛棉品种的基因连锁限制，进一步丰富海岛棉遗传背景，诱发海岛棉获得更多有价值的突变，加快海岛棉育种研究进程，通过应用137Cs-γ射线辐射和甲基磺酸乙酯(EMS)处理对优异海岛棉品种新海45号、新海57号、新海58号、新... 详细信息

为了打破现有海岛棉品种的基因连锁限制，进一步丰富海岛棉遗传背景，诱发海岛棉获得更多有价值的突变，加快海岛棉育种研究进程，通过应用137Cs-γ射线辐射和甲基磺酸乙酯(EMS)处理对优异海岛棉品种新海45号、新海57号、新海58号、新海59号、H39012、H163进行诱变处理，分析物理诱变处理和化学诱变处理对海岛棉的诱变效应。结果表明，137Cs-γ射线辐射处理和甲基磺酸乙酯处理较常规对照分别显著降低出苗率29.40、27.03百分点，显著降低成苗率43.36、35.08百分点；在产量性状上，137Cs-γ射线辐射处理与甲基磺酸乙酯处理相比，籽棉、皮棉、单铃质量和衣分分别显著降低3.66、4.37、0.27 g、1.83百分点，表现出更强的抑制作用；在纤维品质性状上，137Cs-γ射线辐射处理和甲基磺酸乙酯处理上半部平均长度、整齐度指数、断裂比强度、纺纱均匀性指数等纤维品质指标值较常规对照略有提高但整体变化不大，反射率较常规对照分别降低1.43、0.77百分点，黄度较常规对照分别提高0.48、0.53。综上所述，与常规对照相比，137Cs-γ射线辐射处理和甲基磺酸乙酯处理对6个海岛棉品种整体表现为抑制作用，且137Cs-γ射线辐射处理的抑制作用大于甲基磺酸乙酯处理，在产量上的差异更为显著。

关键词：海岛棉 γ射线甲基磺酸乙酯(EMS) 诱变效应