重离子束注入小麦胚乳诱发的突变效应

采用 75MeV u16O8+ 离子 (降能至 36MeV u ,使其在胚乳中的射程约为 2 4mm ) ,从种子顶部垂直注入胚乳 ,通过“嫁接”技术后进行萌发。处理后观测结果表明 ,当代根尖细胞染色体的微核率和畸变率与注入剂量呈正相关 ;测定了当代抗氧化酶活性、丙二醛 (MDA)含量和蛋白质含量的变化 ;经多代大田培育获得了矮杆与各种穗型的变异 ,且具有遗传性。结果显示离子注入胚乳不仅对生物的修复系统有较大影响 ,而且能够诱发后代突变。

离子束次级辐射对春麦的诱变效应

利用中能重离子束辐照生物靶材料时产生的中子、γ射线和次级碎片等次级辐射对春麦种子进行辐照 ,然后通过田间试验和实验室的分析测定 ,得到了 M1代植株的变化 . (1 )在生物学性状中 ,穗粒数、小穗数、千粒重、穗粒重、小穗密度和有效分蘖数变异率较大 ;(2 )除 SOD活性外 ,POD活性、CAT活性、MDA含量和蛋白质含量的变异率也较大 ;(3 )休眠种子和萌发种子辐照M1代在生物学性状的变化上存在很大的差异 ;(4)两个春麦材料的辐射敏感性差异明显 .由此表明 ,兰州重离子加速器辐照终端在进行生物学实验时产生的次级辐射是可能利用的诱变源

50MeV/u碳离子辐照休眠和萌发春麦种子的M_1代比较

50MeV u碳离子辐照春麦 86 336和 1 46 1 5的休眠和萌发种子。通过M1代生物学性状和苗期POD、SOD和CAT酶活性、蛋白质含量以及MDA含量等研究表明 :1 )同对照相比 ,许多生物学性状的变化表现出萌发种子大于休眠种子 ;除蛋白质含量外 ,SOD酶活性、POD酶活性、CAT酶活性和MDA含量等在休眠种子和萌发种子间差异显著 ;2 )两个春麦材料的表现 ,在有些性状的变化上也有所区别。

~(12)C~(6+)注入小麦种子胚乳引起M_1代的变化

通过控制单核能大小 ,将 1 2 C离子注入小麦种子胚乳 ,结果引起 M1 代植株的较大变化。这些变化包括 :生物学性状的变异 ;根尖细胞染色体畸变率和微核率的显著提高 ;POD酶活性显著提高和 CAT酶活性、MDA含量和蛋白质含量的较大程度的下降等。本文也讨论了诱变胚乳对胚作用的可能机理

Antioxidant N-acetylcysteine attenuates the acute liver injury caused by X-ray in mice

The aim of this study was to evaluate the protective effects of different doses and administration modes of N-acetylcysteine (NAC) against X-ray-induced liver damage in mice. Kun-Ming mice were divided into four groups, each composed of six animals: two control groups and two NAC-treated groups. An acute study was carried out to determine alterations in lipid peroxidation (determined by measuring malondiadehyde (MDA) level), glutathione (GSH) content and superoxide dismutase (SOD) activity (assayed by colorimetric method), and DNA damage (characterized by DNA-single strand break using with comet assay) as well as cell apoptosis (measured by flow cytometry) at 12 h after irradiation. The results showed that there were dose-related decreases in MDA level, DNA damage and cell apoptosis, and dose-dependent increases in GSH content and SOD activity in all NAC-treated groups compared to control groups, indicating that pre-treatment or post-treatment with NAC significantly attenuates the acute liver damage caused by X-ray. In addition, significant positive correlations were observed between MDA level and DNA damage or cell apoptosis, implying that lipid peroxidation plays a major role in X-ray-induced liver injury. The data suggest that NAC exerts its radioprotective effect by counteracting accumulated reactive oxygen species in the liver through its properties as a direct antioxidant and a GSH precursor, when administered before or after X-ray irradiation.

褪黑素对重离子辐射损伤小鼠肺的防护作用研究

目的探讨褪黑素(melatonin,MLT)对重离子辐射损伤小鼠肺的防护作用。方法预先给小鼠腹腔注射10mg/kg的MLT,1h后给予0、0.5、1.0、2.0及4.0Gy的全身12C6+束均匀照射,剂量率约1.4Gy/min,辐射后8h,检测辐射损伤小鼠肺组织的SOD活性和MDA、GSH含量,并通过单细胞凝胶电泳技术检测辐射损伤小鼠肺细胞的拖尾长度和尾距。结果和单纯辐射组相比,10mg/kg的MLT腹腔注射能有效抑制重离子辐射引起的小鼠肺组织SOD活性降低、GSH含量下降和MDA含量提高;同时,MLT还能使受损小鼠肺细胞的拖尾长度和尾距显著降低,且都存在剂量效应关系。结论MIT对重离子全身辐射所致小鼠的抗氧化系统有一定的激活效应,对辐射损伤有一定的防护作用,这可能与对抗膜脂质过氧化、清除自由基及其减轻DNA损伤有一定的关系。

聚乙二醇模拟干旱对甜高粱幼苗丙二醛、脯氨酸含量的影响；Effects of Drought Stress Simulated by PEG on Malonaldehyde and Proline Contents of Sweet Sorghum Seedlings

以甜高粱品种KFJT-CK及经过碳离子辐照选育出的早熟突变株KFJT-1为材料,用浓度分别为5%,10%和15%的聚乙二醇(PEG)6000模拟干旱对其进行胁迫处理,测定丙二醛(MDA)及脯氨酸(Pro)的含量。随着胁迫时间的延长和胁迫程度的增加,MDA含量持续升高;Pro含量在5%和10%PEG胁迫下持续升高,在15%PEG胁迫下先升高后降低。表明碳离子辐照可能使甜高粱膜脂过氧化特性发生改变,影响Pro的表达。为进一步研究碳离子束辐照对甜高粱的耐旱生理提供一定的基础,并为下一步的育种工作提供有用的参考。

低剂量重离子辐射诱导小鼠的适应性反应和褪黑素的辐射保护作用研究

研究目的： 1.研究碳离子辐射对小鼠不同组织抗氧化酶活性及细胞周期进程的影响。 2.研究低剂量碳离子预辐射对离体培养的黑色素瘤B16细胞及正常小鼠诱导的适应性反应。 3. 研究褪黑素（MLT）对碳离子的辐射损伤防护效应。 4. 研究碳离子层叠法辐照对H22荷瘤小鼠的治疗效果。研究方法： 1.采用不同剂量的碳离子辐照小鼠，用黄嘌呤氧化酶法检测外周血、肝脏及脑组织中抗氧化酶活性变化，流式细胞仪检测细胞周期阻滞情况。 2.采用低剂量碳离子预辐射离体培养的黑色素瘤B16细胞及正常小鼠，间隔4h后再以攻击剂量辐照，常规组织切片染色观察各组织器官病理变化，流式细胞仪检测细胞周期阻滞情况，黄嘌呤氧化酶法检测小鼠胸腺、脾脏及B16细胞中抗氧化酶活性，Western-blot法检测胸腺细胞及B16细胞中P53及P21蛋白表达情况，RT-PCR法检测CHK2及CDC25mRNA的表达水平。 3.在碳离子辐照小鼠1h前腹腔注射褪黑素，单细胞电泳方法检测胸腺、脾脏细胞的DNA损伤情况，微核法表征外周血的染色体损伤，黄嘌呤氧化酶法测定胸腺、脾脏细胞的抗氧化酶活性。 4.以碳离子层叠法辐照H22荷瘤小鼠，统计不同剂量照射后的肿瘤体积变化、肿瘤抑制率、肿瘤生长延迟天数及治愈率。结果： 1、小鼠血清和肝脏组织在辐射剂量较低（≤0.75Gy）时SOD活性高于对照组，随着辐射剂量的增高，SOD活性趋于降低；MDA含量在辐射剂量较低（≤0.3Gy）时低于对照，随着辐射剂量的增高其含量趋于升高；脑组织GSH浓度在照射剂量较低（≤0.5Gy）时大于对照组，随着照射剂量的升高其浓度趋于降低；低剂量辐射小鼠引起胸腺G2期细胞比例增加，脾脏G1期细胞比例增加。 2、小鼠肝脏、脾脏、肺脏及脑组织在攻击剂量辐射后，出现明显的病理变化，低剂量预辐射处理后病理变化减轻；低剂量预辐射增加胸腺G2期细胞及脾脏G1期细胞比例；相对于单纯攻击剂量辐射组，低剂量预辐射组胸腺组织P53及P21蛋白表达升高；CHK2 mRNA水平升高，CDC25 mRNA水平降低；脾脏及胸腺组织中SOD活性降低程度减弱，MDA含量升高趋势减弱。B16细胞经低剂量预辐射处理后上述指标均未发生明显变化。 3、与辐照处理组相比，褪黑素处理后小鼠的脾脏胸腺细胞DNA损伤拖尾率及彗尾长度明显降低；SOD活性升高，MDA含量降低，外周血微核率降低。 4、在不同剂量的碳离子辐照处理后观察的12天内，各组肿瘤生长速度减慢，生长延迟，肿瘤抑制率随时间而增加。15Gy照射组肿瘤生长速度最慢，肿瘤抑制率最大，肿瘤生长延迟最为明显，而且肿瘤治愈率达到30%。结论： 1． 低剂量12C6+离子全身辐照小鼠应激激活机体抗氧化系统，随辐射剂量的增加，机体抗氧化能力明显降低，导致脂质过氧化发生；低剂量的碳离子辐射导致小鼠胸腺细胞G2期阻滞，脾脏细胞发生G1期阻滞。 2． 低剂量12C6+离子预辐射引发小鼠正常机体产生适应性反应，减轻随后的大剂量辐射造成的损伤；低剂量12C6+离子预辐射对小鼠黑色素瘤B16细胞未引发适应性反应。 3． 15mg/kg的MLT可以对小鼠的重离子辐射损伤产生明显的防护效果。 4． 12C6+离子适形治疗小鼠移植性肿瘤H22，荷瘤鼠的存活时间、肿瘤体积变化、肿瘤的控制率、治愈率等结果显示，15Gy为最佳治疗剂量

重离子辐照普通小麦间接效应的研究

应用不同能量、不同剂量的碳离子和氧离子加照普通小麦，研究其M1代和M2代的生物学（形态）性状、染色体畸变率及微核率、生理生化和DNA分子等方面的变化。并对这些变化的生物学机理进行了探讨，结果如下：1.75MeV/u~(16)O~(8+)离子经过适当降能后注入小麦种子的不同部位和贯穿整个种子，对其M1代幼苗的可溶性蛋白质组分以及电脉中不同区段蛋白质组分相对含量加以分析，结果表明：1）同对照相比，随着辐照剂量的增加，所有辐照材料（包括贯穿和注入）第二区段（分子量较高区段）蛋白质组分的相对含量下降；而第五区段（分子量最小区段）蛋白质组分的相对含量升高。2）种子的贯穿处理，同时也引起第一区段（分子量最高区段）和第三区段蛋白质组分相对含量的下降以及第四区段的升高；其中第三、四区段的变化明显区别于注入效应。3）注入胚和胚乳的区别在于后者第一区段蛋白质组分相对含量的较大下降和第五区段的较大提高。4）小剂量辐照的材料，可溶性蛋白质组分的变化异常，可能与低剂量辐射兴奋效应有关。2.碳离子注入胚乳引起胚的后代发生变异，是典型的重离子诱变产生间接效应的结果。主要表现为：1）M1代的生物学性状、幼苗的抗氧化酶活性、MDA含量、蛋白质含量和染色体畸变率及微核率等发生了较大的变化。2）对其矮杆变异株和紫色茎杆突变体（M2）和RAPD和AFLP分子鉴定等研究，结果显示了矮杆变异体和紫色茎杆突变体的DNA序列发生了改变，而非仅仅产生生理损伤；同一种变异体或突变体，在M2代单株间也存在着明显的差异，表明它们可能还处于分离状态。于是，将M2代以上高代再种，以观察遗传能否稳定。3.重离子辐照普通小麦种子的M1代正常（它们可以完成生长发育的过程）植株同对照材料做正、反交，获得染色体组等来源不同的材料。接着对对照、M2代和正、反交材料DNA进行RAPD和AFLP多态性研究，并将实验结果作统计分析，结果表明：在细胞结构层次上，染色体组作为靶物质，产生的直接效应主要引起随机突变；而非染色体组的细胞组成的间接效应主要引起非随机突变。

1,2,4-三氯苯胁迫对萌发大豆种子中活性氧的影响

以盆栽法研究了不同浓度 1,2 ,4 三氯苯 (TCB)胁迫对萌发大豆种子中活性氧代谢的影响 .结果表明 ,10 0～ 30 0 μg·g-1TCB胁迫初期 (1～ 3天 )促使萌发大豆种子呼吸强度升高及其峰值提前出现 ,超氧阴离子自由基 (O2 - )及过氧化氢 (H2 O2 )的积累显著增加 ,同时伴随丙二醛 (MDA)含量升高 ,显示发生膜脂质过氧化作用 .TCB胁迫 1～ 6天使活性氧清除酶功能紊乱 ,其中过氧化物酶 (POD)活性升高 ,超氧化物岐化酶 (SOD)活性开始上升后转为下降 .在萌发大豆种子受TCB胁迫伤害过程中 ,活性氧代谢失衡造成的膜脂质过氧化将起着重要作用 .

CO_2和O_3浓度升高对春小麦活性氧代谢及抗氧化酶活性的影响

【目的】揭示CO2和O3浓度升高及其复合作用对植物活性氧(ROS)代谢及抗氧化酶活性的影响机理。【方法】以春小麦(Triticum aestivum L.)为试材,利用开顶式气室(OTCs)研究CO2和O3浓度升高及其复合作用下,春小麦叶片膜脂过氧化程度,活性氧产生速率、含量及抗氧化酶活性的变化。【结果】在整个生育期内,与对照相比,高浓度CO2[(550±20)μmol·mol-1]处理下,春小麦叶片相对电导率、MDA含量减小,产生速率、H2O2含量下降,SOD、CAT、POD和APX活性增强;而在O3浓度为(80±10)nmol·mol-1的条件下,春小麦叶片相对电导率、MDA含量增大,产生速率、H2O2含量升高,SOD、CAT、POD和APX活性总体上有所减弱;CO2和O3浓度升高复合[(550±20)μmol·mol-1+(80±10)nmol·mol-1]处理下,春小麦叶片MDA含量、产生速率和SOD活性总体上低于对照,而相对电导率、H2O2含量以及CAT、POD和APX活性总体上增加。【结论】CO2浓度升高抑制了春小麦叶片活性氧的代谢速率,提高了抗氧化酶的活性,对春小麦表现为保护效应,而O3浓度升高促进了春小麦叶片活性氧的代谢速率,降低了抗氧化酶的活性,对春小麦表现为伤害效应。在CO2和O3浓度升高复合处理下,CO2浓度升高在一定程度上缓解了O3浓度升高对春小麦的伤害效应,而O3浓度升高亦在一定程度上削弱了CO2浓度升高对春小麦的保护效应。

CO_2和O_3浓度升高及其复合作用对玉米(ZeamaysL.)活性氧代谢及抗氧化酶活性的影响

为了揭示CO2和O3浓度升高及其复合作用对植物活性氧(ROS)代谢及抗氧化酶活性的影响机理,以玉米(Zea maysL.)为研究材料,利用开顶式气室(OTCs)研究了CO2和O3浓度升高及其复合作用下,玉米叶片活性氧产生速率、含量,膜脂过氧化程度,抗氧化酶活性,净光合速率及玉米籽粒产量的变化。结果表明,在整个生育期内,与对照相比,高浓度CO2((550±20)μmo.lmol-1)处理下,玉米叶片净光合速率升高,O2-.产生速率、H2O2含量下降,MDA含量、相对电导率减小,SOD、CAT、POD活性增强,玉米百粒重和穗粒数增加;而在O3浓度为(80±10)nmo.lmol-1的条件下,玉米叶片净光合速率下降,O-2.产生速率、H2O2含量升高,MDA含量、相对电导率增大,SOD、CAT、POD活性减弱,玉米百粒重和穗粒数降低;CO2和O3浓度升高复合((550±20)μmo.lmol-1+(80±10)nmo.lmol-1)处理下,玉米叶片的净光合速率、H2O2含量、SOD活性先升高后降低,MDA含量、相对电导率、CAT活性增加,POD活性减弱,而O-2.产生速率几乎不变化,且玉米的百粒重和穗粒数略低于对照。以上结果说明,CO2浓度升高抑制了玉米叶片活性氧的代谢速率,提高了抗氧化酶的活性,从而增强了光合作用,使玉米籽粒产量增加,对玉米表现为保护效应,而O3浓度升高促进了玉米叶片活性氧的代谢速率,降低了抗氧化酶的活性,抑制了光合作用,使玉米籽粒产量下降,对玉米表现为伤害效应。在CO2和O3浓度升高复合处理下,CO2浓度升高在一定程度上缓解了O3浓度升高对玉米的伤害效应,而O3浓度升高亦在一定程度上削弱了CO2浓度升高对玉米的保护效应。

CO_2浓度倍增对城市银杏(Ginkgobiloba)叶片膜脂过氧化与抗氧化酶活性的影响

以生长在沈阳市区内的银杏为试材,使用开顶箱模拟法对倍增CO2浓度(700μmolmol-1)和正常空气CO2浓度(≈350μmolmol-1)条件下银杏生长参数,超氧阴离子自由基(O2-.)产生速率,丙二醛(MDA)含量,抗坏血酸(ASA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)及谷胱甘肽还原酶(GR)活性动态变化进行分析,探讨高浓度CO2对银杏膜脂过氧化与抗氧化酶活性的影响。结果表明,在短期(60d)内CO2浓度倍增使银杏细胞内O2-.产生速率与H2O2含量减少,而ASA含量与SOD、APX、GR活性升高。与对照相比,大多数测定显示出显著差别。但较长期(70d以上)CO2浓度倍增处理则使试验结果发生逆转,活性氧O2-.产生速率略有升高,SOD、APX、GR活性略有下降,ASA含量仍略高于对照(但与对照相比差异并不显著),长期CO2浓度倍增处理可能使试验结果发生逆转。

O_3浓度升高对油松光合作用的影响

采用开顶箱(OTC)设施试验方法,研究分析了O3浓度升高处理对沈阳市主要绿化树种油松光合生理特性的影响。结果表明,与对照相比,高浓度O3处理下油松叶片净光合速率随着处理时间的延长显著降低(P<0.01);类胡萝卜素含量变化复杂,处理初期显著降低(P<0.05),随后迅速升高,随着处理时间延长与对照无显著差异。chla与chl(a+b)含量变化相似,表现为先升高后降低的趋势,而chlb含量则显著低于对照(P<0.05);可溶性糖含量无显著变化,淀粉积累在处理初期受到明显的抑制作用,随着处理时间的延长无显著变化;可溶性蛋白含量均低于对照,并随着处理时间的延长下降幅度增大。叶片中MDA含量显著增加,并且随着处理时间的延长差异变大;类胡萝卜素含量的变化与MDA含量的显著增加引起了光合作用的下降,导致了可溶性蛋白和淀粉含量的下降。

O_3与CO_2浓度倍增对油松针叶抗氧化酶活性的影响

以4年生的油松幼苗为试材,采用开顶箱内气体熏蒸实验,对经高浓度O3(80nmol.mol-1)和CO2(700μmol.mol-1)单一及复合处理3年后,油松当年生针叶内丙二醛(MDA)含量、活性氧自由基和抗氧化酶等逆境生理指标进行了分析。结果表明:超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性经O3处理后显著升高,分别比对照上升了43.1%、18.9%、283.5%和142.6%,而CO2和复合处理仅对APX和CAT活性有明显的诱导作用,但均低于O3处理;O3处理导致MDA含量上升51.8%,而外加CO2则能有效逆转这一趋势;超氧阴离子(O2.-)产生速率和H2O2含量在所有处理组合间均无显著差异。上述结果说明,O3能有效地激活油松当年生针叶内的抗氧化酶系统,而CO2能缓解O3所带来的不利影响,但并非通过提高抗氧化酶活性这一途径。