低能离子辐射对二倍体和同源四倍体水稻的细胞学效应研究

论文摘要

本项研究以二倍体和四倍体水稻为试验材料。对离子注入处理后所引起M1代及M2代水稻根尖细胞内染色体的畸变类型、畸变率,有丝分裂指数等细胞学特征及其对发芽率的影响进行了系统研究。另外,初步探究了水稻根尖细胞在分化过程中微丝网络的分布格局的变化。本实验的研究结果重要包括如下几个方面：1.低能氮离子注入引起M1代水稻品种的根尖细胞在有丝分裂中出现了不同类型的染色体畸变,如染色体桥,染色体小断片,落后染色体等。根尖细胞染色体的畸变率与氮离子的处理剂量之间并非呈现明显的变化趋势,而是呈现一定的随机性。低能氮离子注入对某些水稻品种根尖细胞的有丝分裂具有促进作用,M1代根尖细胞有丝分裂指数升高。某些注入剂量对M1代水稻品系根尖细胞的有丝分裂具有促进作用,而某些剂量却抑制了根尖细胞的有丝分裂。2.低能氮离子注入对M2代水稻品种的根尖细胞的有丝分裂也具有促进作用,还可以引起M2代根尖细胞的染色体的畸变,其主要的畸变类型有染色体桥,染色体小断片,落后染色体等。这与M1代根尖细胞染色体的畸变类型相似,说明经离子注入处理后的染色体畸变具有一定的遗传性。但染色体在传代过程中也具有一定的修复作用,表现在M2代根尖细胞染色体的畸变率明显低于M1代。3.经低能氮离子处理后的水稻干种子种植于试验田中观察其减数分裂的情况发现在M1代水稻的花粉母细胞中的染色体出现了染色体桥,染色体小断片,落后染色体等类似于有丝分裂的畸变类型。并且还可见游离的染色体和染色体提前分离等特殊现象。4.初步研究了水稻根尖细胞分化过程中微丝分布格局的变化。发现水稻根尖细胞分化过程中从分生区至成熟区细胞内的微丝分布格局确实发生了改变。分生区细胞根据细胞所在的分裂时期主要有两种状态的微丝分布。间期细胞中无明显的微丝网络,整个细胞被激发出均匀、明亮的绿色荧光,细胞核清晰可见。分裂期的细胞细胞核区周围有大量的明亮的荧光呈“笼”状分布,细胞质中可见荧光较细胞核周围弱,并且微丝成束的出现,微丝束较多,在细胞膜周缘荧光较亮,表明细胞膜周缘中微丝分布密集。伸长区细胞,细胞核周缘有明显的微丝束向四处呈现辐射状分布,从不同层面的扫描结果可见在核周围多个层次上看到一些纤索的明亮的绿色荧光。成熟区细胞,细胞核周围有较强的荧光,而细胞质中几乎见不到荧光。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 概述
• 1.1 低能离子注入引发生物学效应的机理
• 1.1.1 离子束的特征
• 1.1.2 低能离子诱发生物效应的机理
• 1.1.3 低能离子束产生的生物学效应
• 1.1.3.1 生理效应
• 1.1.3.2 生化效应
• 1.1.3.3 遗传学效应
• 1.1.3.4 旁效应
• 1.2 低能离子注入对农作物诱变育种的研究
• 1.3 同源四倍体水稻的研究进展
• 1.3.1 水稻育种的发展
• 1.3.2 同源四倍体水稻的产生途径
• 1.3.3 同源四倍体水稻的生物学特征和潜在的利用价值
• 1.3.4 低能氮离子注入同源四倍体水稻的生物学效应研究进展
• 1.4. 植物中微丝骨架的研究进展
• 1.5 本实验的研究内容、目的和意义
• 2 低能氮离子注入对水稻根尖细胞染色体畸变的影响
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 方法
• 2.1.2.1 低能氮离子注入
• 2.1.2.2 水稻根尖细胞有丝分裂观察
• 2.1.2.3 发芽率统计
• 2.1.2.4 细胞学观察
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 水稻根尖细胞的正常有丝分裂过程观察
• 2.2.2 经低能氮离子处理后的水稻根尖细胞的有丝分裂过程观察
• 2.2.3 氮离子注入对不同品种的水稻根尖细胞染色体畸变效应
• 2.2.4 不同剂量的氮离子注入对水稻根尖细胞染色体畸变率的影响
• 2.2.5 氮离子注入对二倍体和四倍体有丝分裂指数的影响
• 2.2.6 不同剂量的氮离子注入对不同水稻材料发芽率的影响
• 2.3 讨论
• 3 低能氮离子注入对水稻减数分裂的影响
• 3.1 材料和方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 方法
• 3.1.2.1 低能氮离子注入
• 3.1.2.2 种植材料
• 3.1.2.3 水稻花药细胞减数分裂观察
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 水稻花粉正常的减数分裂过程的观察
• 3.2.1.1 减数分裂Ⅰ
• 3.2.1.2 减数分裂Ⅱ
• 3.2.2 氮离子注入后减数分裂过程的观察
• 3.3 讨论
• 4 水稻根尖细胞分化过程中微丝骨架系统的初步研究
• 4.1 实验材料和方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 实验方法
• 4.2. 结果和分析
• 4.3 讨论
• 5 总结
• 参考文献
• 个人简历、在学期间发表的学术论文
• 致谢