全 文 ：碳离子辐照对四尾栅藻的致死率研究
王 洁，谢树莲* (山西大学生命科学学院，山西太原 030006)
摘要 ［目的］研究碳离子辐照对四尾栅藻( Scenedesmus quadricauda)的致死率，确定其对四尾栅藻生长的影响。［方法］以四尾栅藻为
材料，用 80 MeV/u碳离子束进行辐照，辐照剂量 10 ～150 Gy，辐照后进行培养，统计长出的藻落数，计算辐照致死率。［结果］随着碳离
子对四尾栅藻辐照剂量的增加，其致死率呈上升趋势，在辐照剂量为 60 Gy时致死率达到 85%左右。［结论］碳离子束进行辐照可对四
尾栅藻产生致死作用，且存在明显的剂量效应。
关键词 碳离子;辐射;四尾栅藻;致死率
中图分类号 S181． 3 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611( 2013) 06 －02555 －02
Effect of Irradiation of Carbon Ions Beam on the Lethal Rate of Scenedesmus quadricauda
WANG Ji et al ( School of Life Science，Shanxi University，Taiyuan，Shanxi 030006)
Abstract ［Objective］To investigate the effect of irradiation of carbon ions beam on the growth of Scenedesmus quadricauda． ［Method］
Scenedesmus quadricauda was irradiated by carbon ions with LET 80 MeV /u． The range of irradiation dose was between 10 to 150 Gy． The ex-
perimental materials were cultured after irradiation． The number of colony was calculated to decide the lethal rate． ［Result］With the dose of
irradiation increasing，the lethal rate tends to raise． It was about 85% when irradiation rate was 60 Gy． ［Conclusion］Irradiation of carbon i-
ons beam had lethal effect on Scenedesmus quadricauda，showing obvious dose effect．
Key words Carbon ions; Irradiation; Scenedesmus quadricauda; Lethal rate
作者简介 王洁( 1987 － ) ，女，甘肃兰州人，硕士研究生，研究方向:植
物与环境。* 通讯作者，教授，博士生导师，从事植物与环
境研究，E-mail: xiesl@ sxu． edu． cn。
收稿日期 2013-02-16
重离子是元素周期表氦核以后(原子序数大于 2的失去
电子的原子)的离子。它们存在于空间环境中，也可通过地
面加速器将中性原子剥离掉部分或全部核外电子后加速而
成。相较于 X射线、γ射线及电子束等，重离子束在穿过介
质时能将大量能量沉积在其径迹上，具有高的传能线密度
(LET)值，引起高密度的电离，造成 DNA 分子损伤，所以具
有更高的相对生物学效应(简称 RBE)［1 －4］。因此，利用重离
子加速器所产生的传能线密度高的粒子来初步探讨空间辐
射生物学效应，对于探索外太空世界有着积极意义。
四尾栅藻属于绿藻门绿球藻目栅藻科，真性定形群体，
扁平，通常由 4或 8个细胞组成，生长在各种淡水水体中，相
较于高等植物，其个体较小，易于繁殖，分布很广，常用于农
药等化学试剂的毒理研究，也是探讨外界环境胁迫(如辐照)
影响及损伤机理的理想材料［5］。鉴于此，笔者研究了碳离子
辐照对四尾栅藻的致死率，以期为今后深入研究重离子辐照
对微藻的生物学效应提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 材料 供试藻种为四尾栅藻［Scenedesmus quadricauda
(Turpin)Brebisson，FACHB 1117］，购自中国科学院水生生物
研究所典型培养物保藏委员会淡水藻种库，培养基为 CT培
养基(水生生物所典型培养物保藏委员会淡水藻种库提供配
方) ，pH 8． 2，光照强度为 35 μmol /(m2·s) ，温度为(25 ±
1)℃，光周期为 12∶ 12 h，取对数生长期藻种为试验材料。
1． 2 方法 4 500 r /min离心 20 min收集对数期藻种，用无
菌水洗涤 3次，重新悬浮在 1． 0 ml 50 mmol /L PBS缓冲溶液
(pH 7． 4)中，然后转入辐照小皿(Corning，35 mm) ，封口膜密
封，置于重离子加速器终端下，用 80 MeV /u的碳离子束进行
辐照，剂量率为 20 Gy /min，辐照剂量 10 ～150 Gy。辐照后藻种
立即用无菌生理盐水梯度稀释，取适量涂布于固体 CT培养基
的培养皿中，每个剂量 3次重复，置于恒温光照培养箱中连续
光照培养数天，统计长出的藻落数，并计算辐照致死率。
2 结果与分析
2． 1 碳离子辐照后四尾栅藻的生长情况 图 1 是对照和不
同剂量碳离子辐照后接种培养的藻落生长情况。与对照(图
右上角)相比，辐照后的藻落生长都受到影响，并产生不同程
度的致死效应。
图 1 80 MeV/u碳离子辐照后的四尾栅藻藻落
2． 2 碳离子辐照对四尾栅藻的致死率 统计各个剂量辐照
后的藻落个数，得到四尾栅藻的致死曲线(图 2)。四尾栅藻
在受到碳重离子束辐照处理后，随着剂量的增加，致死率呈
明显上升趋势，并且在 60 Gy之后致死率基本保持在 85%左
右，表明 60 Gy以上的剂量组藻细胞生长已受到较大的辐照
损伤。致死率基本保持在一定范围内，说明碳离子对四尾栅
藻的辐照剂量已达到一定的阈值。
3 结论与讨论
该试验结果表明，碳离子对四尾栅藻的辐照可使藻体产
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2013，41(6):2555 － 2556 责任编辑 乔利利 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2013.06.011
图 2 80 MeV/u12C6 +辐照后四尾栅藻的致死曲线
生损伤，随着辐照剂量的增加，其致死率呈明显上升趋势，在
辐射剂量为 60 ～ 150 Gy 时，致死率基本稳定在 85%左右。
藻细胞受到重离子辐射后，有可能产生活性氧和自由基，这
些活性氧和自由基直接破坏叶绿素分子，使光合作用效率降
低，还可能改变生物大分子的构象和构型，从而影响其功能，
导致蛋白质合成受阻，引起脂质过氧化，抗氧化酶活性下降，
严重时即可产生致死效应［6 －11］。
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－237．
( 上接第 2542 页)
多细胞花粉。关于黑茶镳子体胚诱导的研究还处于初步阶
段，目前已获得少量试验苗。黑茶镳子未受精胚株在 MS +
BA 5． 0 mg /L +2，4-D 2． 0 mg /L培养基中形成了胚性愈伤组
织，在 MS + BA 3． 0 mg /L + GA3 1． 0 mg /L的培养基中形成
胚状体，胚状体在 MS + IBA 2． 0 mg /L + GA3 2． 0 mg /L的生
根培养基中，形成完整植株［14］。
4 果实加工情况
在 90年代中期，用黑茶镳子做成的果汁、果酱、果酒在
很多国家受到了欢迎。1996 年从国外引进黑茶镳子浓缩汁
生产线后，逐渐形成了完善的加工体系。经过 20 多年的发
展，黑茶镳子加工企业更加成熟，产品种类逐步发展至色素
和营养素等，产品质量也得到了很大的提高。
近年，我国做了很多关于黑茶镳子果实加工和提取物的
研究。果汁提取有直接压榨法、冷冻压榨法、糖液浸提法和
酶解压榨法，通过酶解压榨法得到的果实出汁率最高达
70. 97%［15］。黑茶镳子果实提取物的研究随着市场需求的增
加越来越受到重视。魏春雁等［16］研究了黑茶镳子色素浸膏
和氨基酸的提取，从不同品种黑茶镳子果实中提取出花青素
类红色素和 15种氨基酸。
5 发展前景
我国黑茶镳子种质资源丰富，栽培面积截至 2007 年底
已超过 700万 hm2。然而，由于产品的精加工能力不足，没有
形成产业链条，其次黑茶镳子品种选育与产品加工缺乏有效
衔接，制约了其品种选育与栽培技术的发展。因此，加强黑
茶镳子产品的综合利用和开发十分有必要。未来应从优良
品种选育、生物活性成分提取和开发利用等方面加强研究，
促进黑茶镳子产业的发展。
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