重离子辐射诱变高淀粉浮萍的筛选及其分子机理

发布时间：2021-08-28 01:41

　　重离子束作为一种新兴的辐射诱变源,具有生物诱变作用强、诱发突变谱广、突变率高、DNA损伤修复率低等优点,已经成为植物品种改良的重要手段。通过重离子辐射诱变的突变体除了直接或间接用于植物品种的改良之外,一些具有重要突变性状的突变体也可用于基因功能的研究,成为正向遗传学的重要研究手段,推动了功能基因组学的研究。浮萍生长速度快、淀粉含量高,是一种极具有应用前景的淀粉类能源植物。本研究以浮萍为研究对象,利用兰州重离子加速器辐照终端诱变浮萍愈伤,建立浮萍重离子辐射诱变突变体库,在此基础上利用淀粉染色和淀粉含量测定等方法筛选高淀粉突变体。随后对高淀粉突变体进行机制解析,测定其淀粉含量、淀粉粒大小及数目、最大光化学效率和叶绿素含量等生理指标。随后对高淀粉突变体进行了转录组测序分析,揭示重离子辐射诱变高淀粉突变体分子机制,以期为浮萍重离子辐射诱变育种奠定基础,同时提供高淀粉浮萍新种质。取得主要结果如下:（1）浮萍重离子诱变条件优化结果显示,随着辐照剂量的增加,浮萍愈伤的致死率提高,20 Gy以下,浮萍愈伤致死率较低,其半致死辐照剂量在50 Gy左右。此外,重离子辐射诱变后的浮萍再生植株出现叶片变大、叶... 

【文章来源】：西华师范大学四川省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

拟南芥淀粉代谢途径Figure1-1Arabidopsisstarchmetabolismpathway植物在白天通过光合作用合成淀粉的速率大于降解淀粉的速率，淀粉积累；

前言10失效，导致淀粉粒与淀粉酶接触降解。浮萍淀粉的合成和降解都影响浮萍淀粉的积累，促进浮萍淀粉的合成和抑制浮萍淀粉的降解都是增加浮萍淀粉积累的途径。1.5重离子辐照生物育种1.5.1重离子束与重离子加速器概述重离子被定义为质量数大于4的带电粒子，既可以存在于太空中，也可以利用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[80]。空间重离子的能量较高，一般每核子在GeV量级甚至更高；而地面上利用加速器获得的重离子，能量范围很宽，可以从keV量级到GeV量级[80]。其中用于粒子注入的重离子是超低能重离子，它的总能量小于或等于100KeV[81]。重离子束是指一束具有明显能量的重带电粒子，载带电荷是重离子束的最基本特征[81]。重离子束有许多参数，包括不同种类（即离子质量数不同）、不同电荷态（即原子被剥离的电子数不同）、不同注量（即单位面积上进入的离子数不同）、不同流强（即单位时间、单位面积上进入的离子数不同）、不同剂量（即单位质量中吸收的能量不同）、不同剂量率（即单位质量、单位时间内吸收的能量不同）等[81]。采用不同参数的重离子束对生物进行不同的处理，有可能获得多种不同类型的有价值的突变体，扩大生物种质资源库。图1-2中科院近代物理研究所兰州重离子加速器Figure1-2HIRFLofInstituteofModernPhysics,ChineseAcademyofSciences随着重离子物理研究的发展，世界各国纷纷开始关注重离子加速器的设计与建造。重离子加速器主要包括直线型、回旋型和高压静电型，这三种类型的加速器组成了世界上主要的重离子加速器系统[82]。重离子加速器按能量一般分为两个能区：中低能区<1GeV；高能区（相对论能区）>lGeV[82]。最初全世界共有8台重

重离子辐射诱变体系的建立及高淀粉突变体的筛选20%。当辐照剂量在 20-200 Gy 范围时，随着辐照剂量的增加，浮萍愈伤组织致死率增长迅速且最高致死率接近 100%。当辐照剂量为 50 Gy 时，浮萍愈伤组织致死率约为 50%。


本文编号：3367527