水稻空间诱变与重离子诱变生物学效应及突变体定向筛选

陈 淳，严贤诚，罗文龙，黄翠红，周丹华，周利斌，李文建，王 慧，陈志强，郭 涛

(1 华南农业大学 国家植物航天育种工程技术研究中心，广东 广州，510642；2 中国科学院 近代物理研究所，甘肃 兰州，730000)

优异种质资源是提升水稻OryzasativaL.新品种选育效率的物质基础[1-2]。各种物理或化学诱变因素均可诱导生物产生遗传物质的改变，从而产生新的种质资源。空间诱变技术和重离子诱变技术在诱发产生新的基因资源、创造优异新种质和培育作物新品种上已发挥重要作用[3-5]。空间诱变技术利用空间特殊环境诱发遗传物质变异。空间特殊环境具有强辐射、微重力、高真空、弱磁场等特点[6]，其中，辐射与生物体的变异关系最为密切，当生物被宇宙高能粒子击中，会产生各种DNA和染色体结构的变化，并影响基因的表达[7-8]。重离子诱变技术通过注入的高能带电粒子与生物体内的分子或原子发生弹性、非弹性的碰撞，导致生物体内的电离损伤，进而使DNA损伤，染色体畸变。重离子束具有传能线密度高和能量峰特点，所产生的生物学效应比传统的X射线及γ射线要大[9]。现有研究表明，空间环境与重离子辐射诱发的变异在细胞、基因及蛋白水平具有一定的相似性。史金铭[8]发现无论是空间飞行还是低剂量(2 Gy)重离子辐射都能够引起水稻种子DNA甲基化的变化。Shi等[10]利用AFLP和MSAP方法检测空间诱变及重离子诱变水稻基因组和表观遗传变异的结果表明，2种方法都能够显著地改变水稻基因组和表观基因组，并且重离子诱变与空间诱变具有20%的相同变异位点。……