文档介绍：郑州大学
硕士学位论文
低能离子注入拟南芥的诱变效应和机理研究
姓名:王燕
申请学位级别:硕士
专业:粒子物理与原子核物理
指导教师:秦广雍
20030501
郑州大学硕士学位论文摘要
低能离子注入拟南芥的诱变效应和机理研究
摘要
以拟南芥为对象做离子注入的物理诱变,观测记载了离子束注入后供试材料
的形态性状变化,利用方法探讨了引起形态性状诱变的分子机理,结合
同工酶分析结果,分析了离子束辐照引起的生理诱变效应。
研究发现,离子束辐照拟南芥干种子引起了多方位的诱变效应。
表现在代发芽率的影响。发芽率一剂量曲线是“马鞍型”曲线。另外,
代营养器官株高、叶长、叶宽的数量指标损伤度随着剂量的变化而不同,
最显著地表现为株高明显降低。高剂量仅为对照的左右。
通过扫描电镜对离子注入后的拟南芥种子的观察发现,经离子注入过的
种子种皮有明显的孔洞和裂痕,并且注入离子对干种子表皮的作用程度随剂量的
增大而加深。
通过对离子注入后拟南芥过氧化物同工酶活性的测定和酶谱的分析表
明,其活性的大小、酶谱谱带的有无及深浅与剂量的关系和苗期性状指标与剂量
的关系是一致的。
利用方法揭示了离子注入对拟南芥多态性的影响,并在分
子水平上揭示了辐照的不同剂量对拟南芥遗传多态性的影响,阐明了离子诱变的
分子机制。结果显示,剂量组所扩增的差异条带率随着剂量的增加而增加。
关键词拟南芥离子注入形态性状过氧化物同工酶多态性
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郑州大学硕士学位论文

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郑州大学硕士学位论文第一章引言
已当

辐射生物学的理论基础
辐射对生物体的作用规律和机制即辐射的生物效应,也就是辐射能量传递给
活的生命有机体所引起的后果。它既包括辐射对许多生命过程的积极影响,也包
括它们对生物有害的作用,即辐射损伤。研究辐射的生物效应主要是研究辐射的
作用进程和作用方式。
生物体在吸收辐射的能量后,需要经历一个发展过程才能表现出最终的生物
效应。能量从辐射传递到生物分子的过程中,会产生电离和激发的分子。这些分
子是辐射的原初产物,极其不稳定,会迅速与其相邻分子碰撞,产生性质极其活
跃的次级产物。生物分子将通过直接吸收和间接吸收两个途径吸收辐射能,并形
成原初的损伤分子和扩散的自由基。其中自由基通过与其邻近的生物分子反应,
产生生物自由基,再通过继发反应,使生物分子发生损伤性变化。受损伤的生物
分子原初的损伤分子和由自由基导致的损伤分子通过生物体的代谢作用,使
损伤得以“扩大”,从而最终表现为可观察到的生物损伤。
辐射的作用方式主要有直接作用和间接作用。传统的辐射都表现为能量从一
地到另一地的传递。而现在辐射不仅表现为能量的传递,还包括质量的传递中
子、离子束等。直接作用是指射线直接将能量传递给生物分子,引起电离和激
发,导致分子结构的改变和生物活性的丧失间接作用即自由基作用理论。射线
粒子首先直接作用于水,引起水分子的活化和自由基的生成,然后通过自由
基再作用于生物分子,造成它们的损伤。另外,辐射的生物效应还受外界环境条
件的影响,有氧或无氧、温度的高低、含水量的多少都能增加或降低对生物体的
损伤。
直接作用学说认为就是由于辐射造成原初损伤分子导致了最终生物效应出
现。射线对生物分子的作用是随机的,但生物分子在吸收辐射能量后所形成的损
伤往往局限于分子的一定部位或较弱的化学键上。这是由于特定的分子结构中能
量传递有一定的趋向和能量沉积的不均匀所致。其中靶学说从数学和统计学的观
点出发,对生物体辐射损伤做出了描述,它认为辐射的生物效应是由于电离粒子
郑州大学硕士学位论文第一章引言
包括电磁波击中了某些分子或细胞内的特定结构靶的结果。电离辐射引起生
物大分子的失活、基因突变和染色体断裂等都是由于电离粒子击中了其中的靶并
在其中发生了电离事件之故。普遍认为基因组是射线作用的靶,并有大量的
事实支持这一论点。靶学说指出了最终生物效应与照射时所发生的最初物理变化
有着确切的相互关系。依照靶学说可以解释和推断辐射后的生物效应与辐射剂量
的关系。
自由基作用理论所谓的“自由基”是指一类含有未配对电子的分子、原子
或原子团,这些自由基所含的未配对电子具有强烈夺取一个电子达到电子反向配
对而使他物氧化的特点。自由基最显著的特点是不稳定和具有很高的反应性。反
应的趋势要么与另一个自由基或分子的