光皮樺離子注入誘變育種研究.pdf

1、光皮樺(Betula luminifer a H·Winkl)是我國特有的速生珍貴闊葉樹種,具有喜光、耐貧瘠、速生和材質(zhì)好的特性,進(jìn)一步選育優(yōu)良無性系及其方法研究,具有重要的理論意義和實(shí)際價(jià)值。離子束生物工程技術(shù)是一種全新的生物技術(shù),它通過離子束注入生物材料來研究其生物效應(yīng)和作用機(jī)理,并已成功應(yīng)用于作物的遺傳改良和新品種選育。本文主要研究氮離子注入光皮樺后產(chǎn)生的誘變效應(yīng),為光皮樺新品種選育提供技術(shù)支撐。
　　 在真空度7.0×1

2、0-3Pa以上的條件下,通過采用注入能量30Kev/10mA,脈沖時(shí)間為2s的N+離子束對光皮樺種子(光皮樺804號、光皮樺807號)進(jìn)行注入實(shí)驗(yàn),注入劑量分別0×1016ions·cm-2,1×1016ions·cm-2,2×1016ions·cm-2,3×1016ions·cm-2,4×1016ions·cm-2,5×1016ions·cm-2,6×1016ions·cm-2,7×1016ions·cm-2,8×1016ions·c

3、m-2,9×1016ions·cm-2,10×1016ions·cm-2,處理后對光皮樺種子的發(fā)芽率、幼苗的生理生化效應(yīng)以及種子表面刻蝕作用進(jìn)行研究分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　 1.兩個(gè)無性系的光皮樺種子經(jīng)氮離子注入后發(fā)芽率都降低,發(fā)芽勢、發(fā)芽率和劑量呈極顯著相關(guān),驗(yàn)證了經(jīng)離子注入后,實(shí)驗(yàn)材料的生物活性表現(xiàn)出“馬鞍型”曲線,當(dāng)劑量達(dá)到6×1016ions·cm-2時(shí)發(fā)芽率上升到接近于對照組。
　　 2.經(jīng)N+離子注入后,葉

4、綠素含量呈先降后升隨后迅速下降的趨勢,兩個(gè)無性系對離子注入處理的敏感性有一定得差異,804號和807號分別在劑量6×1016ions·cm-2、7×1016ions·cm-2處理時(shí)葉綠素含量達(dá)到頂峰。說明適宜劑量的處理能促使苗木葉綠素含量的上升,提高苗木潛在的光合作用能力。
　　 3.從保護(hù)酶(POD、CAT、SOD)角度分析,低劑量處理(1～3×1016ions·cm-2)起刺激作用,促使保護(hù)酶活性增高,隨著劑量加大,細(xì)胞損傷

5、嚴(yán)重,酶活性被抑制。在劑量6×1016～7×1016ions·cm-2處理下,三種酶活力平均較高,最大程度的激活了合成自由基清除酶的能力,有利于協(xié)調(diào)作用,使自由基維持在一個(gè)較低的水平,免受其侵害。在誘變育種工作時(shí),要盡量選劑量高,但對生物體損傷小的條件注入,這樣就可以得到較多的突變材料。
　　 4.MDA和電導(dǎo)率呈先升后降再升的變化,說明低劑量離子注入處理使植物細(xì)胞受損,膜脂過氧化作用加強(qiáng),隨著劑量的加大,苗木啟動(dòng)了體內(nèi)的修復(fù)機(jī)

6、制,膜系統(tǒng)和功能開始恢復(fù),而高劑量處理下修復(fù)能力達(dá)到極限,修復(fù)能力受不可逆的影響,膜損傷加劇,細(xì)胞損傷嚴(yán)重,功能被破壞。
　　 5.對離子注入后的種子進(jìn)行掃描電鏡的觀察,得出隨著劑量的加大,離子束對光皮樺種子表面刻蝕作用不大,生物體受損程度并不明顯。
　　 綜合以上各因子考慮初步得出,光皮樺離子注入誘變育種當(dāng)采用N+為離子源時(shí),能量采用30kev/10mA,劑量采用6～7×1016ions·cm-2處理能提高苗木活性,這