低能Ti+注入棉花种子的深度-浓度分布的模拟计算

国内许多单位开展了低能离子注入植物种子的实验研究,但在生物诱变机理方面却尚未有定论,其中低能离子注入植物种子的深度-浓度分布成为研究的一个焦点问题.许多人直接用LSS理论得到的TRIM程序,从理论上计算了低能重离子注入植物种子的深度-浓度的分布,却发现计算结果与实验测量结果相差甚远,于是得出LSS理论及TRIM程序不能直接用于计算离子注入非均匀、非致密、有孔道的植物种子这种特殊的靶材料的结论.针对这一研究课题,在目前尚未有更加成熟完善的理论模型和计算方法的前提下,为了便于计算,本文根据植物种子的结构特点,对靶材料棉花种子进行了处理,并对LSS理论进行了修正,用蒙特卡罗方法计算了初始能量为20keV的Ti 注入棉花种子的深度-浓度分布,得到了与实验结果符合较好的分布曲线,初步的确定了低能离子注入植物种子深度-浓度分布的一种理论计算方法.     

低能离子束在植物种粒和微生物中的穿透深度

计算了低能离子注入生物体中的穿透深度,考虑生物媒质为匀相多组元系统,求出了平均射程的一般理论公式,将其用于植物种粒和微生物中。以30keV的N 注入水稻种子和100keV的As 注入微生物细胞为例,计算了平均穿透深度,结果与实验资料一致。指出抽真空过程中水分蒸发及离子注入时的热效应和机械效应对植物种子结构的动态影响,可使穿透深度大大加大。     

超低能离子注入作物育种的一种重要机制

本文通过超低能（１１０ｋｅＶ）离子注入和同步辐射碳光辐照两种手段处理了小麦种子,经萌发在其根尖细胞中均观察到了多种类型的染色体时变,而且同对照相比,均有明显的微核率与染色体总畸变率。根据理论分析和一些有关的实验证据,超低能离子注入小麦种子,因离子本身射程非常短（＜１μｍ）,不可能直接损伤麦皮下面的胚细胞,而由注入离子在作物种子内产生的各种特征Ｘ－射线,只要剂量足够,却能达到较深的部位,通过它们的间接作用就会损伤胚细胞造成生物学效应。因此,赵低能离子注入作物种子激发产生的特征Ｘ－射线是其诱变育种的一种重要机制．     

低能N~+注入芽孢杆菌与酵母菌的Monte-Carlo模拟与分析

低能离子注入技术和方法已广泛应用于微生物诱变育种,为了进一步理解低能N+注入原核微生物与真核微生物细胞的离子输运过程与效应,本文根据腊样芽孢杆菌和酿酒酵母菌的化学组成与细胞结构,建立了两种简化的微生物靶材料模型,利用Monte-Carlo方法计算了能量15 Ke V的N+注入在两种不同类型微生物细胞中的离子射程分布、径迹结构、能量沉积及靶损伤情况,比较了N+注入对微生物细胞的损伤效应,对芽孢杆菌死亡率高于酵母菌死亡率的机理进行了理论分析。     

低能氮离子注入对决明子的生物效应研究

用低能氮离子注入决明子种胚,种子浸泡液电导率显著增加,发芽势和发芽指数显著降低,幼苗主根长度减少,平均鲜重和活力指数显著降低.直接接受离子注入的种胚,其SOD酶活性随注入剂量的增加呈现出先下降再轻微上升的趋势.而没有直接接受离子注入的胚乳,其SOD酶活随注入剂量的增加呈马鞍形曲线.     

N+注入引起向日葵蛋白质组变异研究初报

低能离子注入可以引起生物DNA分子结构的变异,但用蛋白质组学方法对低能离子注入后所引起的蛋白质诱变效应的研究尚缺乏文献报道。以向日葵种子为实验材料,对N 注入后种子的蛋白质组进行了初步分析,共获得369个蛋白质点,其中包括对照种子中的8个特异点和处理种子中的4个特异点。这些特异点的分子量在15～34ku之间。通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱鉴定发现对照种子蛋白质中的No.29特异蛋白与MADS盒转录因子HAM59有23．48％的匹配率。处理种子中的No．279特异蛋白与亮氨酸拉链蛋白的同源蛋白HAHB-4有23.20％的匹配率。     

拟南芥(Arabidopsis thaliana)氮、碳离子注入诱变效应分析

采用N +、C +离子注入拟南芥 (Arabidopsisthaliana)种子 ,统计了种子的发芽指数 (发芽率和发芽势 ) ;用改良的RAPD技术对N+离子注入种子植株的DNA进行11个引物的随机片段多态性扩增。结果表明 ,合适剂量的N+、C+离子注入可使种子发芽率提高 ,两种离子注入种子的发芽率峰值 (分别为92.3 %和74.4 % )都在5×1014ions/cm2;分析N +离子注入材料发现 ,在1×1013 -1×1016ions/cm2剂量范围内 ,基因组DNA的变异率与发芽指数的变化趋势基本一致 ,变异率峰值 (9.0 % )在1×1015 ions/cm2。结果提示 ,分析低能N+离子诱变效应的最佳注入剂量在1×1014-5×1015 ions/cm2。对N+、C+离子注入的比较发现 ,一定范围内同等剂量C+离子注入的诱变率高于N +离子注入     

低能离子注入介导外源DNA转化的原理与应用

低能离子注入介导外源DNA转化是分子杂交育种的一种有效的途径,被广泛应用于植物和微牛物的品质改良及种质创新并在农业、工业的生产应用方面奠定了很好的基础.本文简述了低能离子注入介导外源DNA转化技术的基本原理,低能离子的注入对受体产生了通道作用、吸引作用、损伤作用和吸胀作用的验证性实验,介绍了该技术在成功创制"玉米稻"、"高蛋白小麦"品系和株系的基础上进行转化植物和微生物方面取得的成果,分析了该研究领域包括实验技术、实验材料、实验结果方面存在一些问题并提出初步解决设想.     

低能离子注入对大豆种子吸胀冷害的影响

本文分别从浸种液中无机离子的浓度、可溶性糖的浓度以及溶液的pH值,研究了低能离子注入对大豆种子吸胀冷害的影响。结果发现一定剂量的氮离子注入大豆种子后,其无机离子、可溶性糖、酸性物质的泄漏量均有低于对照组的趋势,而且其长势好于对照组,说明离子注入能在一定程度上减轻大豆遭受的吸胀冷害。     

氮离子注入对蒙古黄芪多倍体诱导的影响

利用二倍体蒙古黄芪种子为材料,以低能氮离子束为诱变源,将化学诱导与物理诱变相结合,探索出一套高效的多倍体诱导新方法。研究结果表明：氮离子注入种子后表现出明显的生物学效应;氮离子注入与秋水仙素联合诱导黄芪多倍体的效果很明显。氮离子注入剂量为2.6×10¹⁶ N⁺/cm²,秋水仙素浓度为100 mg·L^-1,培养5 d诱导率最高为44.4%;氮离子注入剂量为5.2×10¹⁶ N⁺/cm², 秋水仙素浓度为150 mg·L^-1,培养10d的诱导率最高为46.2%;二者均高于对照组秋水仙素浓度为100 mg·L^-1培养15 d的最高诱导率13.9%。利用细胞染色体计数鉴定多倍体为四倍体。     

Nonideal mixing of phosphatidylserine and phosphatidylcholine in the fluid lamellar phase.

The mixing of phosphatidylserine (PS) and phosphatidylcholine (PC) in fluid bilayer model membranes was studied by measuring binding of aqueous Ca2+ ions. The measured [Ca2+]aq was used to derive the activity coefficient for PS, gamma PS, in the lipid mixture. For (16:0, 18:1) PS in binary mixtures with either (16:0, 18:1)PC, (14:1, 14:1)PC, or (18:1, 18:1)PC, gamma PS > 1; i.e., mixing is nonideal, with PS and PC clustered rather than randomly distributed, despite the electrostatic repulsion between PS headgroups. To understand better this mixing behavior, Monte Carlo simulations of the PS/PC distributions were performed, using Kawasaki relaxation. The excess energy was divided into an electrostatic term Uel and one adjustable term including all other nonideal energy contributions, delta Em. Uel was calculated using a discrete charge theory. Kirkwood's coupling parameter method was used to calculate the excess free energy of mixing, delta GEmix, hence In gamma PS,calc. The values of In gamma PS,calc were equalized by adjusting delta Em in order to find the simulated PS/PC distribution that corresponded to the experimental results. We were thus able to compare the smeared charge calculation of [Ca2+]surf with a calculation ("masked evaluation method") that recognized clustering of the negatively charged PS: clustering was found to have a modest effect on [Ca2+]surf, relative to the smeared charge model. Even though both PS and PC tend to cluster, the long-range nature of the electrostatic repulsion reduces the extent of PS clustering at low PS mole fraction compared to PC clustering at an equivalent low PC mole fraction.     

动物分散贮食行为对植物种群更新的影响

分散贮食是许多动物取食行为策略的重要组成部分。对以植物种子为主要贮食对象的动物来说,种子内营养物质含量、种子大小以及种子内次生化合物的含量等因素都直接影响动物的贮食行为。动物偏爱贮藏个体较大的种子,大种子多被搬运并分散贮藏在远离种源的地方,而小种子则多被就地取食,以补充动物贮食过程中的能量消耗。贮食动物主要通过空间记忆、特殊路线以及贮藏点周围的直接线索等途径重新获取贮藏点内食物。在重取过程中,一些贮藏点被遗忘,其中的种子成为植物种群更新的潜在种子库。因此,分散贮食动物不仅是种子捕食者,还是种子传播者,它们对植物种子的捕食、搬运和贮藏,影响了植物种子的存活和幼苗的建成,从而在一定程度上影响植物种群的更新、分布。植物种群为了促进种子的传播,在进化过程中逐渐形成了形式多样的适应性策略,降低种子的直接被捕食率,提高种子的被贮藏率。研究动物分散贮食行为对植物种群更新的影响,将有助于理解贮食动物与植物之间的互惠关系,从而认识贮食动物种群在生态系统中的作用,为生物多样性的保护提供科学依据。     

Calculations of atomic structures in the problems of interaction of heavy-ion beams with targets

The process of energy conversion in heavy-ion inertial confinement fusion is associated with the deceleration of heavy ions in a low-temperature plasma that is produced when the beam ionizes the target material. In order to calculate the deceleration of heavy ions in a target, it is necessary to determine the wave functions, energy levels, and oscillator strengths for atoms and for ions in different charge states. The models that have been developed thus far to calculate deceleration processes apply only to gas targets. In the present paper, a method is proposed that is based on the Hartree-Fock-Slater model and makes it possible to perform calculations for experiments with both low-density (gas) and high-density (solid) targets. The method applies to neutral atoms and also to ions in different charge states. Results are presented from calculations carried out for nitrogen, oxygen, aluminum, and silicon atoms and are compared with the results obtained by other authors and with the experimental data. It is shown that, for high-density targets, the method proposed provides better agreement with experiments than do the models developed earlier.     

低能重离子在作物种胚内射程分布的研究技术

我国科学工作者率先将低能重离子束成功地应用于作物诱变育种,并建立了能量,质量和电荷三因子作用机制体系,但至今有关理论射程很短的低能重离子注入生物体后如何通过信息传递而诱发生物学效应的机理尚不完全清楚,低能重离子在作物种胚内的实际射程分布迄今仍是一个颇有争议的热点问题,而该项研究就直接触及低能离子束与生物组织细胞的原初作用机制,应用低能放射性束或具有可探测放射性的核反应产物,通过超薄切片和逐层分析测定,即可定量计算不同能量的低能离子束在作物种胚内的射程分布,本文还探讨了激光共聚焦扫描显微镜,原子力显微镜,X-射线能谱分析技术,单粒子微束技术和图像处理等技术途径在该项研究中的应用。     

低能氮离子注入西瓜胚芽的存活率的初步研究

以西瓜胚芽为材料 ,研究了低能氮离子注入植物活体组织的存活率和二甲亚砜 (DMSO)预处理对存活率的影响。结果表明 ,真空冰冻对存活率有一定影响 ,离子注入损伤是植物活组织在离子注入时存活率降低的主要原因 ;在能量为 2 5 ke V,总剂量为 3.9× 10 1 6ions/ cm2 ,脉冲剂量为 1.3× 10 1 4 ions/ cm2 的注入参数下 ,1%的 DMSO预处理 2 5～ 35分钟可以降低失水率并大大提高胚芽的存活率。由此讨论了进一步扩大低能离子注入的应用范围 ,以及在果树、花卉和无性繁殖的作物上进行诱变育种或遗传转化的可能性。     

低能铁离子束对原卟啉IX二钠盐的辐照效应研究

110ke V Fe^ 离子注入原卟啉IX二钠盐薄膜亲品后的一些谱学分析结果表明,低能铁离子束辐照可以导致生物分子的损伤和化学改性,并且初步证实注入铁离子在样品分子中慢化沉积后形成含铁的金属络合物,即注入铁离子的质量沉积。     

不同离子剂量介导外源薄荷全DNA转化对拟南芥菜生长发育的影响

在离子束介导外源全DNA转化中,外源DNA包含有供体的所有遗传信息,对受体的影响是多方面的,因此转化效果无法用统一的转化率来衡量,这也增加了转化过程中最佳转化条件的选择难度。本论文的主要工作是根据不同离子剂量介导外源全DNA转化的拟南芥菜在遗传和生理上的变化选择合适的转化剂量。剂量实验结果表明:拟南芥菜种子的剂量-存活率曲线为"马鞍型",在"鞍桥"上选择0.5×1017ions/cm2、1.5×1017ions/cm2和2.5×1017ions/cm2三个有代表性的剂量介导薄荷全DNA转化拟南芥菜,三个转化当代群体的出芽、成苗长势以及表型变异情况有明显的不同,综合分析表明:1.5×1017ions/cm2为离子束介导外源全DNA转化拟南芥菜的合适剂量。     

低能N＋离子束辐照甜叶菊种子的当代效应研究

用不同剂量低能N＋离子注入甜叶菊种子后,观察并记录种子发芽率、幼苗和移栽植株性状及糖苷含量的影响.结果表明低剂量的氮离子束能促进甜叶菊发芽率,高剂量则抑制其发芽率;随着辐照剂量的增高,移栽植株株高、糖苷含量等主要指标出现了先下降后升高的＂马鞍型＂曲线;经辐照后出现了植株高、叶片多、叶面积大、糖苷含量高的有益变异,为进一步品种选育和诱变机理研究奠定基础.