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空间飞行与γ射线辐射对草坪草诱变效应研究

尹淑霞  
【摘要】:为探讨空间飞行和γ射线辐射对草坪草的诱变效应,本研究对多年生黑麦草(Lolium perenne L.)超级德比(Derby Supreme)的干种子分别搭载于“神舟四号”飞船进行空间飞行和不同剂量的~(60)Co—γ射线辐射处理,而后与对照种子在室内进行种子发芽试验、在田间进行幼苗生长观察,通过聚丙烯酰胺垂直电泳技术对处理种子F1代植株的过氧化物酶同工酶(POD)和酯酶同工酶(EST)进行分析,利用AFLP分子标记技术对处理种子F1代植株进行DNA突变效应的检测,从种子萌发、幼苗生长特征、同工酶和DNA水平上研究空间飞行和γ射线辐射对多年生黑麦草的诱变效应。 种子发芽试验结果表明,空间飞行可提高种子发芽势和种子活力,但会降低种子发芽率。低剂量辐射对种子萌发无显著影响。随着辐射剂量的增加,对种子萌发的抑制作用增强。 田间播种后30d分别测量不同处理的植株生长高度和分蘖枝数,结果表明,经空间飞行的种子F1代植株总体上比对照材料高,株高变异幅度大,植株分蘖枝数也比对照材料多。辐射剂量为50Gy的材料,株高的分布区间与对照相近,但分蘖枝数比对照材料多。随着辐射剂量的加大,植株高度及分蘖枝数呈下降趋势。 同工酶分析结果表明,不同处理材料的POD同工酶酶谱有一定差异,空间飞行处理的材料比对照增加了2条谱带,辐射剂量为150Gy的材料则出现了一条特征带。EST同工酶分析结果表明,空间飞行和辐射剂量为150Gy的材料与对照EST酶谱相近,但酶活性的强弱有一定变化。其他处理材料的酶带与对照相比均出现增加或缺失。 AFLP指纹分析图谱表明,不同处理材料在DNA水平上均发生了较大的变异。其中,辐射剂量150Gy的材料的平均变异率最高,达到27.8%,其次是空间飞行材料,平均变异率为24.97%,最低的是辐射剂量100Gy的材料,其平均变异率为18.19%。各材料间遗传距离范围在0.109~0.226。在辐射处理中,随辐射剂量加大,对种子萌发和幼苗生长抑制作用增强,但其DNA变异率并没有这种变化趋势。根据AFLP指纹图谱进行的聚类分析表明,7份材料可聚为4类,即对照、辐射剂量为50Gy、100Gy和300Gy的材料为一类,辐射剂量为200Gy、空间飞行及辐射剂量150Gy各自成一类。 本研究结果表明,空间飞行及不同辐射剂量的~(60)Co—γ射线辐射处理,在多年生黑麦草超级德比的种子萌发、幼苗生长、植株同工酶和DNA水平上均发生一定的变化,特别是在DNA水平上证明了不同处理材料的基因发生了突变,为空间诱变和辐射诱变技术在多年生黑麦草育种中的应用提供了理论依据。


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