全 文 ：核 农 学 报 , 一
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不同温度下 ‘ 射线处理水
稻种子的诱变效率
金 卫 孙漱萝 骆 倩 王贤裕
浙江省农业科学院原子能利用研究所 杭州
水稻种子在极低温 一 ℃ 条件下进行 ’ ’ 丫射 线辐照 , 然后进行 热 冲 击
℃ 后 处理 。 结果表明 , 极低温加热冲击处理 的辐封防护 效应 大于极低温处理 。
在 一 剂量 范围内 , 水稻主要性状 的突 变率 , 极低温加 热冲击 组及 热 冲 击
组 大于常温组、 而常温姐 又大于极低温组 在 一 范 围 内 , 极低 温 加 热
冲击组 大于极低温组 , 其余两组全部死亡 。 各处理 组在最适宜诱 变剂量下 的突 变频
率 极低温加 热冲击 组最高 , 常涅 组最低 , 其 余两组居中 。
关健词 水稻 ‘ ” , 丫射 线 极低温 热冲击 诱 变效应
前 言
减轻辐射损伤 、 提高诱变效率 , 是植物诱变育种要解决的重要课题 。 研究表明 , 许多化
学药剂对植物具有减轻辐射损伤的作用 〔‘ , 也有研究表明 , 极低温或热冲击处理可 以 减
轻大麦 、 小麦 、 水稻 ‘ , , 心 等作物的辐射损伤 。 本研究在 , 吕 射线辐照过程中 采 用 液
氮 一 ℃ 作冷冻剂 , 辐照结束后用 ℃蒸馏水作热冲击后处理 , 以探讨液氮结合 热 冲
击处理对减轻辐射损伤 、 提高诱变率的效果 。
材 料 与 方 法
供试材料 水稻早釉中熟品种 “ 二九丰 ” , 种子含水量为 , 士 。 写 。
试验处理 所有种子在 ℃左右冰箱中预冷 小时后
, 分常温 、 热冲击 、
极低温 和极低温加热冲击 一 组 , 用 剂 量 、
、 、 、 , 、 。
, 剂量率 的 丫射线处理 。 种子均用纱布袋包扎 。 常温组和热冲击 组种
子置于空广 口 保温瓶中 ℃ , 极低 温组和极低温加热冲击组种子置于盛有液氮 一 ℃
的广口 保温瓶中进行辐照 。 各组对照亦 同时放入相应的保温瓶中
。 辐照结束后 , 热冲击组和极
低温加热冲击组种子从保温瓶申取出
, 立即置于盛有 ℃蒸馏水的恒温水浴锅 中浸 泡 。
极低温组打开瓶盖让液氮 自然挥发 。
’
代种桩与观察 播种分两部分 一部分播于恒温室 ℃ 塑料盒内进行直 立 式 发
芽 , 完全随机设计 , 次重复 , 每盒 粒 余下种子催芽后播入网室水泥槽 , 不设 重 复 , 田
间种植随机区组设计 , 次重复 , 单本种植 , 每小区 株 。 考查活力指数 、 苗高 、 成苗 率 和
此文于 年 月 日收到
核 农 学 报
结实率 。
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一
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、
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,
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,
—相应 的发芽 日数石细胞学观察 采用压片法对 代根尖制片镜检 。 统计单 、 双及多微核细胞百分率 。
代种植与观察 从 代植株上每穗随机收取 一 粒种子
, 大 田种植 , 采用随机区 组
设计 , 次重复 , 单本种植 , 每小区约 株 。 考查叶绿素 、 熟期和株高突变
。 将熟期
、 株高
在 土 范 围 以外的植株作为突变株
。
结 果 与 分 析
一 不同通度下 ‘ “ 丫 射线的生物学效应
对几种主要性状损伤的影响 图 是活力指数 、 成苗率 、 苗高和结实率等性状的 剂 量
效应曲线
。
从图 可 以看出 , 随剂量增加 , 损 伤加剧 , 但经极低温和热冲击处理后 的各组 , 其
刁卜、 活力指数
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图‘ 不同处理对活力指数
、
成苗率 、 苗高
、
结实率的影响
, ,
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—常温组 一一热冲击组 一
·
一极低温组
, · · ⋯极低温加热冲击组
。
一 一一一 · 一 ⋯ ⋯ 一 。
不同温度下 盯 射线处理水稻种子的诱变效率
辐射损伤程度比常温组轻 , 说明极低温或热冲击处理具有辐射防护效应 , 且 以极低温加热冲
击处理的辐射防护效应最显著 。
从图 还可看出 , 活力指数 、 成苗率 、 苗高和结实率等性状的 。 。均以常温 组 最 低 , 热
冲击组和极低温组居中 , 极低温加热冲击组最高 。 热冲击组
、 极低温组和极低温加热冲击组
个性状 。 。的平均值分别 比常温组提高了
, 、 , 表明在极低温条件下辐照
后再进行热冲击处理 , 其辐射防护作用表现出累加效应
。
对细胞染色体损伤的影响 镜检结果表明 表 , 各处理组微核细胞率均 随‘ 名
射线辐照剂量的提高而增加 , 尤其在较高剂量处理时 , 热冲击组和极低温组微核细胞率显著
或极显著低于常温组 , 表明热冲击 , 尤其是极低温处理 , 可有效地提高细胞染色体的抗辐射
能力 。 在极低温条件下 , 辐照后再进行热冲击处理的辐射防护作用具有累加效应 。 这与前述
结果相吻合 。
二 不同沮度下‘ 吕 丫射缓的诱变效应
对几种主要性状突变频率的影响 代叶绿素 、 株高和抽穗期突变的频率见表 。 表
说明 , 在 一 范围 内 , 热冲击组和极低温加热冲击组的抽穗期突变 率显著高于 常温
表 不同处理对橄核细脸率的形晌
处 理 处理荆量
微核细胞数
观察细胞数
单微核 双微核 多微核
一
常温组
热冲击组
极低温组
极低温加热冲击组
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热冲击组
极低温组
极低温加热冲击组
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八︸匕﹄常温组
热冲击组
极低温组
极低温加热冲击组
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, 。 牡 ,
核 农 学 报 卷
表 不同处理对 代叶绿案
、
株商和抽称期突变频率的影晌
, ,
性状 。 叶绿素 株高 抽穗期 、
⋯
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常温组
热冲击组
极低温组
,
极低温加
热冲击组
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常温组
热冲击组
极低温组 二
极低温加
热冲击组
一
二 ’
分别表示在 水平上和 水平上显著 。
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组 , 其它性状与常温组无显著差异 在 一 范围内 , 叶绿素
、 株高和抽穗期的突变率 ,
极低温组显著或极显著高于常温组 , 而极低温加热冲击组均极显著高于常温组 , 表明极低温
结合热冲击可有效地提高 代性状突变 率 。 此外 , 在 一 范围内 , 极低温组的条 纹
叶突变和高秆突变也较多
。
对总突变频率的影响 表 表明 , 各组总突变频率 叶绿素
、 株高 、 熟期突变率之和
随辐照剂量增加而提高 。 对于提高总突变频率来说 , 极低温结合热冲击处理优于单一的热冲
击或极低温处理 。 在适宜辐照剂量下 , 热冲击组
、 极低温组和极低温加热冲击组的总突变频
率分别 比常温组提高了
、 和 。 从表 还可看出 , 热冲击处理可 以降低 射
线的适宜辐照剂量 ,
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极低温组
突变株数
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总 数 “
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·
⋯阅州极低退加热冲击组 突变株数
突变频率
肠
注 横线上的数据是适宜辐照荆星下的总突变频率
也
讨 论
等认为 ” 」, 辐射形成的自由基在一 ℃不能与分子 相 互 作 用 至 于 热 冲 击
一 一 ℃ 效应机理 , 〔‘ 认为可能是热冲击处理刺激了 自由基的活动能 力 , 导
致更多的自由基相互重组 , 从而降低了细胞中自由基与氧或分子的相互作用 。 根 据 上 述 观
点 , 极低温 一 ℃ 和热冲击 “ ℃ 复合处理的辐射防护效应要优于其单独 处 理 , 这
被本试验结果所证实 。 等还认为 〔 ’, 极低温 一 ℃ 处理不但可 以消除自由基的
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间接作用 , 而且还可 以通过保存射线的直接作用来提高 碱基损 伤 率 。 因 此 , 极 低 温
加热冲击处理减轻几 代辐射损伤
, 从而可使用较高辐照剂量以提高 代的性 状 突 变 频
率 。
本文承蒙金子渔
、
王彩莲副研究员审阅和指正 在试验中得到沈守江
、 周其昌副研究员的指导和帮助 , 在此 表 示衷
心感谢 。
参 考 文 献
〔日 杜若甫 作物辐射遗传与育种 科学出版社
〔 〕赵孔南等 氯化钠对水稻种子的辐射保护作用 浙江农业大学学报 , , 一
〔 〕 ,
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〔们 山县弘忠等 人为突然变异 利用忆关亨石育种学的研究 水稻 放射线感受性扫 止莎突然变异出现率 乙及 王才
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