空間環(huán)境對小麥種子誘變效應的研究.pdf

1、本研究以小麥干種子為材料，通過空間環(huán)境誘變和地面60Coγ射線輻照處理相結(jié)合的方法，研究了空間誘變處理、60Coγ射線輻照種子苗期細胞生物學效應、保護酶活性及苗期形態(tài)學之間的差異；同時對空間誘變處理小麥當代幾個生長期內(nèi)葉綠素熒光特性、光合特性和形態(tài)學性狀及產(chǎn)量性狀進行了測定、統(tǒng)計和分析，探討了空間環(huán)境對植物生長發(fā)育的影響以及作物誘變的機理，為空間作物誘變育種提供科學依據(jù)。主要研究結(jié)果如下： 1.小麥種子經(jīng)衛(wèi)星搭載空間飛行，M1代

2、根尖細胞的有絲分裂指數(shù)升高，空間環(huán)境對西農(nóng)1043和陜253兩個小麥品種的根尖細胞有絲分裂有促進作用；M1代可觀察染色體結(jié)構(gòu)畸變和微核變異，細胞分裂中期出現(xiàn)的染色體斷片，細胞分裂后末期出現(xiàn)了單橋、雙橋、多橋，微核變異包括單微核、多微核。M1代根尖細胞染色體畸變和核畸變的指數(shù)均顯著高于地面對照，表明空間環(huán)境對小麥染色體具有一定的損傷作用。M1代與低劑量60Coγ射線輻照處理的有絲分裂指數(shù)及根尖細胞染色體畸變和核畸變的指數(shù)差異均不顯著，與高

3、劑量60Coγ射線輻照處理差異極顯著。表明空間環(huán)境與60Coγ射線輻照具有某些相似特點，即電離輻照是影響小麥根尖的有絲分裂活動的重要因素之一。 2.空間環(huán)境處理小麥幼苗葉片保護酶SOD、POD、CAT活性顯著高于對照，過氧化產(chǎn)物丙二醛(MDA)維持在較低水平，葉片可容性蛋白質(zhì)與地面對照差異不顯著。可能是空間環(huán)境引起小麥基因表達方面的改變，激活了保護酶系統(tǒng)，高的保護酶活性有利于誘變損傷的修復，維持細胞膜內(nèi)活性氧代謝平衡，保證了植株

4、的正常生長。 3.西農(nóng)1043、陜253經(jīng)空間誘變處理，兩個供試材料的PSⅡ原初光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)、PSⅡ潛在活性(Fv/F0)、光化學猝滅系數(shù)(qP)均低于對照，非光化學猝滅(qN)與對照相比有所升高；同時凈光合速率也低于對照。表明小麥種子經(jīng)過空間誘變處理后，光系統(tǒng)發(fā)育受到一定程度的影響，光合電子傳遞、光合原初反映過程受到抑制，光合作用能力下降。小麥種子經(jīng)空間飛行后，空間環(huán)境對其細胞生物學及生理生化方面的影響并未隨M1

5、的生長而消失，這種影響是否可以遺傳還有待進一步探討。 4.對誘變一代(M1)各生育階段的發(fā)育進程及主要農(nóng)藝性狀研究表明，經(jīng)過空間誘變處理種子M1代，表現(xiàn)出出苗率、成苗率顯著降低：西農(nóng)1043處理低于對照5.5％、12.5％，陜253處理低于對照6.5％、9.7％。誘變一代生育期延長，兩個品種平均晚熟7天；株高、穗長、穗重、千粒重等農(nóng)藝性狀的變異系數(shù)比對照大，各農(nóng)藝性狀間的相關(guān)性也有所變化?？臻g誘變處理M1代的生長在總體上表現(xiàn)出受