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1、新疆大学硕士学位论文N离子束注入诱变猴头菌的研究姓名：严涛申请学位级别：硕士专业：生物学 植物学指导教师：李冠20060610新疆大学硕士研究生学位论空内容提要将离子束技术应用于食用菌的诱变育种研究，以猴头菌为实验材料，在较大的剂量范围对猴头菌丝进行注入，研究离子束的剂量与猴头菌的生长速度，多糖含量和总氨基酸含量的关系，为猴头菌的诱交育种找到一个新的，可行的方法，为离子束进步应用于其它食用菌的诱变育种提供参考。在1 1 0 1 铂+ c f f 2 - _ 8 xl O N + c m 2 剂量范围内对猴头菌丝进行注入，统计分析注入后猴头菌丝生长速度的变化，发现猴头菌丝的生长速度随N 离子剂量
2、的增加呈先上升，后下降，再上升，再下降的“M 型曲线”变化；发现脉冲时间对离子注入的结果有影响，脉冲时间从小到大的变化对猴头菌丝生长速度的影响里先下降，后上升，再下降的“马鞍型曲线”。将注入后生长速度较快的菌株继续传代培养，得到了3 株最适温度下生长速度较快的变异菌株和3 株较高温度下生长速度较快的变异菌株，检测这6 株变异株的多糖含量，总氨基酸含量，发现变异株的多糖含量和总氨基酸含量与对照比较均有不同程度的提高，其中，多糖含量最高提高了2 2 4 4 2 ，并且菌丝的多糖含量与菌丝的生长速度呈正相关；总氨基酸含量最高提高了1 0 4 0 4 。变异菌株的菇实验，也验证了变异株生长速度快的结论
3、。关键词：N 离子注入猴头菌，诱变选育N + 离子束注入诱变猴头曹的研究T h i sm u t a g e n i cs t u d yo f H e r i c i w na r i 口棚8b yi o nb e a mt r i e st op r o v et h a ti ti sd i f f e r e n tf r a no t h e rm u t a g e n i ca g e r aw h e ni o nb 蛐i su s e df o rd o m e s t i cf u n g u sm u t a t i o nb r e e d i n ga n dw o
4、v i d ear e f e n m c ef l m a d 幽o nd a t af o r 咖t h ei o nb e a mi n o t h e r d 0 啦铬6 c f I l n g u s a 鸱c d l l l c 翻蹴咖晴暖m es t u d y , i t i s h o p e d t o c o n f i r ma n 哪a d 、r i 咄哪斑蛆m l 妇胂f a r d o m e s t i c f u n g u s m u t a l i o n b r e e d i n g T h e 掣s p e e do ft h eH e r i c
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9、e l a t i o nb c h 嘲t h ep o l y s a c c h a r i d ec o n t e n t sa n dt h eg r o w t hs p e e d sa r eo f p o s i t i v ec o r r e l a t i o nK e yw o r d s ：时i o ni m p l a n t a t i o n ，H e r i c i u m e r i n a c e u s ，m u m g e m c新疆大学硕士研究生学位论文引言食用菌产业是中国农业的重要组成部分，是我国种植业中仅次于粮、棉、油、果、菜的第六大类产品。2
10、 0 0 4 年，我国食用菌产量达1 1 6 0 万吨，占世界食用菌总产量的7 0 以上，出口创汇9 亿美元，在世界食用菌出口贸易中排在前位。我国的食用菌主要是大棚生产，基本不受地域气候的影响，因此我国的食用菌企业遍布全国各地。但由于食用菌自身的特性，使得生产用的菌株在使用一段时间后就会发生种质的退化，为保证食用菌持续稳定的生产，食用菌企业需要持续不断的选育新菌株。二十世纪八十年代中期，我国科学家余增亮创造性的提出了用低能离子束注入生物体的设想，并取得了成功，开创了具有中国自主知识产权的生物物种的定向遗传改良的新方法一离子束生物工程学。离子束作为新的诱变源与其它诱变手段相比，具有损伤轻，突变谱
11、宽，突变率高等特点，因为离子注入除了与一般辐射一样由于能量作用引起D N A 链断裂外，还由于其特有的质量、能量、电荷的三因子协同作用能引起大量受体原予移位、重组、形成新的分子结构和基因，产生丰富的基因突变。目前，离子束技术已被广泛地应用于小麦，大豆，玉米，棉花，果树，蔬菜，家蚕和工业微生物的诱变育种，并己在理论研究和生产实践中取得了很大的成就。经文献检索，将离子束这一全新的诱变育种技术应用于食用菌的诱变育种研究，目前( 截止至2 0 0 4 年底) 报道较少。本研究提出将离子束应用于食用菌的诱变育种研究，以我国具有悠久栽培历史的猴头菌为实验材料，希望找到离子束的剂量与猴头菌的作用规律，为猴头
12、菌的诱变育种找到一个新的，可行的，诱变育种方法，并为离子束进一步应用于其它食用菌的诱变育种提供参考。N 离子柬注入诱变猴头菌的研究第一部分文献综述1 离子束生物工程概况1 1 离子束生物工程的创立离子在自然界广泛存在。宇宙射线中有离子，空气中有离子，水中有离子，生物体内也含有离子。不管生物体内固有的离子还是环境辐射注入到生物体内的离子，都对生命活动产生着重要的影响“1 。1 9 7 5 年A p o l l o S o y n z 飞行中所做的实验演示了宇宙射线中高能重离子诱发突变的例子。实验发现，1 5 0 粒玉米种子中，有一粒受到两个L E T ( L i n e a rE n e r g
13、 yT r a n s f e r 传能线密度) 达1 O 一1 5 M “pI l l 重离子的轰击，长成植株后，该株玉米许多叶片上可见大块的黄色条纹”1 。离子注入在我国主要用于金属材料表面改性，8 0 年代中期，中国科学院等离子体物理研究所的余增亮研究员突破传统思维的束缚，采用离子能量比重离子能量范围低了3 5 个数量级的离子注入水稻干种子。研究表明，当注入离子积累到一定的范围时，不仅在水稻叶片上观察到如同A p o l l o - S o y n z飞行实验中的玉米叶片上一样的黄色条纹，且黄化性状在后代可稳定遗传。在大量研究结果的基础上，提出多相、多通道的生物组织相对离子注入近乎“透明
14、”，离子不仅能注入到生物细胞内部，而且会通过注入离子的质、能、电三因子联合作用产生生物学效应。并在很短的时间内就在几个水稻品种上获得损伤轻、突变频率高、突变谱广的实验结果，并育成了几个新品种，这一结论使育种学家们很快认识到它的广泛而潜在的应用前景，并迅速将这项新技术应用于主要农作物和工程微生物中，并取得成功。与此同时，基础理论的研究也取得一些具有科学价值的参数，提出并建立了一些有意义的模型。至此，离子束生物工程学作为一门具有原始意义知识创新的新兴交叉边2新疆大学硕士研究生学位论文缘学科，就正式建立起来了“1 。1 2 离子注入机的构造离子注入机有几个基本的系统组成：( 1 ) 离子源；( 2
15、) 聚焦系统；( 3 ) 质量分析；( 4 ) 加速系统；( 5 ) 测量系统；( 6 ) 靶室和真空系统。各部分和前后顺序对不同的束线有不同的安排，例如有的束线就采用先加速后分析。聚焦系统可根据离子光学的需要安置在束线不同的位置上，以减少束流损失。束线的工作原理是这样的：在离子源中，通过气体( 或蒸汽) 放电产生等离子体。从宏观上看，等离子体是电中性的，即离子总电荷数与电子总电荷数基本相当。等离子体中的离子由引出电极引出，进入质量分析器。不同质量数或不同电荷数的离子经质量分析，分离出同种类的带有同样电荷的离子进入加速段。加速系统将离子加速到所要求的能量，注入处于靶室中的生物样品。要保证束线正
16、常工作和防止离子束流在传输过程中散射和损失，束线上各部分的线度应满足一定的条件。为了对数流参数进行监测，束线上有关部位还配备有相应的测量系统，如数位监测和注入剂量的检测“1 。1 3 离子束生物工程的原理离子束生物工程就是利用低能重离子注入生物体，使其产生生物学效应的科学。低能离子束是指能量在1 0 4 e V - 1 0 5 e V 之间，质量数大于氦的，核外电子1 个或全部被剥离的元素，经高能加速器加速后获得的放射线。低能离子束具有高传能线密度( L E T ) ，尖锐的电力峰( B r a g g 峰) 及低氧增比，可精确控制其入射深度和部位，且注入深度常随能量增加而增加，而能量损失则随注入深度不同而呈尖峰式( B r a g g 峰) 曲线分布，因此，离子束与电子束、X 射线、y 射线等相比具有很多独特的特点，如：可以在电场、磁场的作用下被加速或减速以获得不同的能量；可对其进行高精度的控制，从而可N + 离子束注入诱变猴头茵的研究获得平行束，也可被聚焦成微细束；离子在固体
