Co-γ射线及电子束处理对番茄诱变效应和生理机制的探讨

摘要

辐射诱变育种是培育作物新品种的重要手段之一。辐照诱变存在变异谱广、突变率高、变异性状难以控制和随机性大等特点，是创造新种质、选育新品种的有效途径，并在大田作物、蔬菜、果树及园林植物育种中有较广泛的应用。近年来辐射育种得到了快速的发展，在各种植物上的应用更加广泛，也带来了巨大的经济价值。60Co-γ辐射作为一种重要的辐射手段为我国的辐射育种作出了重大的贡献，在各种农业作物育种中得到了广泛的应用。电子束作为一种新的诱变源近年来在植物育种上也得到了一定的应用，但主要集中在园林与观赏植物上，在蔬菜新品种选育中应用的较少。
　　 本试验以两个番茄栽培品种的干种子和经30％PEG（PEG-6000）引发的种子为材料，应用不同剂量的60Co-γ射线和电子束辐照处理，并对辐照后的种子进行发芽试验、幼苗生长观测和生理指标方面的测定。主要研究结果如下：
　　 60Co-γ射线对番茄品种‘1479’的萌发抑制效应远大于品种‘黄盆栽’，主要表现在发芽率和萌发进程上。不同发芽状态的种子对辐射的敏感性不同，经过30％PEG引发的引发种对辐射较干种子敏感。较大剂量辐射后种子虽能萌发，但其幼苗生长受到明显的抑制，主要表现在胚根的分化和生长上。大剂量辐射种子后，番茄幼苗的存活率迅速下降。‘黄盆栽’属于一种抗辐射能力较强的品种，根据试验数据和前人试验判定的标准可以确定其适宜的60Co-γ辐射剂量应该在400-600Gy；而‘1479’为一种较敏感的品种，其适宜剂量应该在300-500Gy。
　　 用不同剂量的60Co-γ射线对番茄栽培品种‘1479’的组培无菌苗子叶进行辐射处理，其出愈率、胚性愈伤诱导率和胚性愈伤的分化情况受到显著的影响。大于50Gy的60Co-γ射线显著的抑制了子叶外植体的出愈率和胚性愈伤组织的形成，并对胚性愈伤中芽的分化产生了显著的影响，但对胚性愈伤不定根的诱导影响较小。根据半致死剂量（LD50），可以得出番茄子叶外植体适宜的60Co-γ辐射剂量应该在50Gy左右。
　　 电子加速器处理研究中，较低剂量的电子束辐射对番茄种子的发芽率影响较小，当剂量达到500Gy时对‘1479’发芽率产生影响，达到600Gy时才对‘黄盆栽’发芽率产生一定的影响。电子束对两种番茄种子萌发进程的影响较明显，经过30％PEG引发的种子对电子束反应比干种子敏感，可见引发使种子处于萌动的状态，使种子体内各种物质处于活跃状态从而对外界逆境的抵抗力有所下降。当电子束达到600Gy时两种番茄种子的胚根分化和生长受到严重的影响，大部分萌发种子的根生长处于停滞阶段，呈“短胖根”状态。‘黄盆栽’属于一种抗电子束处理能力较强的品种，根据实验数据和前人试验判定的标准可以确定其适宜的辐射剂量应该在500Cy左右，而‘1479’为一种较敏感的品种，其适宜剂量应该在400Gy左右。
　　 电子加速器处理种子后对M1代的幼苗生长发育产生了严重的影响。处理组的植株生长缓慢，株高和茎粗显著低于对照组；电子束处理影响了幼苗体内的生物量的积累；处理组幼苗侧枝数和根的侧根数远大于对照组，且对番茄生殖生长也产生了显著的影响。种子受辐射的幼苗渗透调节物质大量增加，抗氧化酶活性也出现明显的变化。随着剂量的增加，两个品种的渗透调节物质都出现大量积累，抗氧化酶活性也呈上升的趋势。两个番茄品种对辐射抗性不同，幼苗反应也不同。

目录

文摘

英文文摘

缩 略 语

前 言

第一章 文献综述

第一节 主要地面辐射诱变育种技术及其在农业上的应用

1 γ射线诱变育种

2 离子束诱变育种

3 高能混合离子场诱变育种

4 电子束诱变

第二节 辐射诱变育种在番茄上的应用

1 空间辐射诱变在番茄上的应用

2 离子束诱变在番茄上的应用

3 存在的主要问题与进一步研究的意义

第二章 60Co-γ辐射对番茄种子萌发的影响

摘要

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.2 引发处理

1.3 辐射处理

1.4 发芽试验

1.5 出苗试验

2 结果与分析

2.160Co-γ吖辐射对种子发芽情况的影响

2.2 辐射处理对番茄早期幼苗生长的影响

2.3 辐射处理对番茄幼苗存活率的影响

3 结论与讨论

第三章 电子加速器处理对番茄种子的萌发效应

摘要

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 方法

2 结果与分析

2.1 电子束对种子发芽情况的影响

2.2 电子束处理对番茄幼苗的影响

3 讨论

第四章 电子加速器处理种子对番茄M1代植株生长发育的影响

摘要

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.2 辐射处理

1.3 播种和定植

1.4 植株体各项指标的测定

1.5 统计方法

2 结果与分析

2.1 不同剂量处理种子后植株在幼苗期和初花期生长与生物量积累情况

2.2 不同剂量处理种子后植株在生长旺盛期动态生长情况

2.3 不同剂量处理种子后对番茄M1代植株形态的影响

2.4 不同剂量处理种子后对番茄植株花期到达时间和果实形态的影响

3 讨论

第五章 电子加速器处理种子对番茄幼苗生理的影响

摘要

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.2 辐射处理

1.3 播种和定植

1.4 植株体各项生理指标的测定

2 结果与分析

2.1 电子束处理种子对番茄M1代叶片叶绿素含量的影响

2.2 电子束处理种子对番茄幼苗叶片渗透调节物质含量的影响

2.3 电子束处理种子对番茄M1代叶片丙二醛（MDA）含量和抗氧化酶活性的影响

3 讨论

第六章 60Co-γ辐射对番茄离体子叶再生及不定芽分化的影响

摘要

1 材料与方法

1.1 材料

1.2 无菌苗的培养

1.3 外植体的筛选

1.4 辐射处理

1.5 培养基的组成

1.6 愈伤组织的诱导

1.7 继代培养

1.8 分化培养

1.9 培养条件

2 结果与分析

2.1 不同辐射剂量对番茄子叶外植体愈伤组织诱导的影响

2.2 辐射处理对番茄胚性愈伤组织诱导的影响

2.3 辐射处理外植体对番茄胚性愈伤组织形态分化的影响

2.4 辐射处理诱导番茄瓶内结实

3 讨论

全文结论

参考文献

硕士学习期间发表论文情况

致 谢