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N+离子束注入对水稻生物学效应 　　【摘 要】以水稻新稻-18为实验材料，以不同剂量的低能氮离子束为诱变源， 研究了低能离子束注入对水稻生物学效应的影响。用能量30 keV剂量为1×1017 N+/cm2、2×1017 N+/cm2、4×1017 N+/cm2、6×1017 N+/cm2、8×1017 N+/cm2的离子束辐照新稻-18水稻种子后，30 ℃暗培养。72 h后第一次取样，之后每间隔24 h小时取样一次，共取样三次。观察记录水稻的生长状况，分析其种子的发芽势和发芽率、苗高与根长、干重与活力指数。 【关键词】水稻；离子束注入；生物学效应 我国是个农业大国，农业始终处于国民经济发展的基础地位。用各种高新技术方法改良种子或创建新品质材料、优化生物过程、提高转化率是促进农业经济发展的永恒主题。随着我国人口不断增加和可耕地不断减少，对水稻的的研究更为迫切。近年来，由于气候变化和水资源紧张导致干旱气候频繁出现，给世界粮食产量造成严重损失。在干旱等不利条件下，最大限度的增大粮食作物的产量，是农业和生物科学工作者的奋斗目标。 稻米是中国人的主食，为人们提供39%的热量，约60%人口粮食来源。并且根据中国人口增趋势，到2030年人口可达16亿，稻米总产量要达2.47亿t[1]。目前，提高水稻产量的方法主要通过杂交培育水稻新品种，但是新品种的选育周期较长，并且难度较大。在这种情况下，用物理手段对水稻种子处理，成为提高水稻产量的一种有效方法。离子注入技术最初被用于半导体和金属表面改性研究是在20世纪70年代。前人一般认为只有在生物体内部的遗传物质被外来的离子直接击后才能产生可遗传突变，长期忽视了那些在表型上可见的有低能离子束的相作用引起的生物效应。因此，对离子束的生物效应的研究特别少[2]。20世纪80年代中科院余增亮及其研究成员将低能离子束技术应用于作物品种的改良[3]，利用离子束技术具有突变率高、突变谱广、生理损伤性小等优点在农作物的遗传改良中推广运用，离子束生物技术逐渐被人们运用，现经离子束诱变已育成了水稻、小麦、玉米和番茄等多个农作物新品种并获得了许多优良的突变材料。在创造遗传性变异群体方面具有新颖性，并在植物转基因、诱变育种、生命起源和进化、人类健康与环境辐射等方面运用颇多。这项技术已应用于多种粮食作物及经济作物的诱变育种中，同时取得可观的经济效益和社会效益 [4]。笔者以水稻新稻-18为实验材料，以不同剂量的低能氮离子束为诱变源， 研究了低能离子束注入对水稻生物学效应的影响。用能量30 keV剂量为1×1017 N+/cm2、2×1017 N+/cm2、4×1017 N+/cm2、6×1017 N+/cm2、8×1017 N+/cm2的离子束辐照新稻-18水稻种子后，30 ℃暗培养。72 h后第一次取样，之后每间隔24 h小时取样一次，共取样三次。观察记录水稻的生长状况，分析其种子的发芽势和发芽率、苗高与根长、干重与活力指数。 一、实验材料与方法 （一）实验材料。 品种新稻-18是郑州大学河南省离子束生物工程重点实验室种植。该品种属粳型常规水稻，全生育期约为161。新稻18号是河南省新乡市农业科学院新近选育的超高产多抗常规粳稻新品种，适合河南省沿黄稻区和豫南籼改粳稻区等地生产。 （二）实验仪器。 低能离子束注入机型号：UIL.0.512，TNV，来自俄罗斯强电研究所，玻璃培养皿，喷壶。 （三）水稻的离子束注入。 选取新稻―18较饱满的种子将其颖壳去掉，200粒为一组，分别将种子放入有花泥的培养皿中，使种子的种胚向上。使用本实验室注入机，在同一氮离子束剂量中对每份实验材料进行低能氮离子束注入处理离子束注入。剂量共5个，分别为1×1017 N+/cm2、2×1017 N+/cm2、4×1017 N+/cm2、6×1017 N+/cm2、8×017 N+/cm2同时，选取200粒饱满的水稻种子，随同被处理材料一起放在真空条件下而不进行低能氮离子束注入处理，作为对照。另设不经任何处理的对照（CK）。 （四）离子束注入后对种子的幼芽的培养。 在五个相同的培养皿各放200粒，一个为不做任何处理的对照组，另一个为真空处理组，另外五个为处理组，处理剂量分别为1×1017 N+/cm2、2×1017 N+/cm2、4×1017 N+/cm2、6×1017 N+/cm2、8×017 N+/cm2，离子能量为30 keV。将氮离子轰击后及对照组种子，先用蒸馏水进行清洗，用85 %的酒精和30 %的双氧水以4：1混合的混合液清洗，再用蒸馏水冲洗2-3次。然后置于铺有2层滤纸的培养皿中。将样品放入恒温箱暗培养，温度为30℃。七十二小时后第一次取样之后每间隔24小时取样一次。共取样