He-Ne激光辐照蚕豆根尖引起细胞染色体变异的研究-物理与电子科学

He-Ne激光辐照蚕豆根尖引起细胞染色体变异的研究

王昆林1沙育年谢美华颜茜

( 云南楚雄师范学院物理与电子科学系化学与生命科学系云南楚雄675000 )

摘要：采用低功率He-Ne激光辐照蚕豆根尖，控制辐照剂量。用光学显微观察统计细胞有丝分裂活性和染色体变异。发现受激光辐照根尖细胞有丝分裂活性增强，染色体发生结构变异。讨论了He-Ne激光辐照引起染色体变异及诱发基因突变的可能性。

关键词：激光辐照蚕豆根尖染色体变异基因突变

中图分类号：Q631; Q345 文献标识码：A 文章编号：

Chromosome variations of broad bean’s root-tip caused by

He-Ne laser radiation

WANG Kun-lin SHA Yu-nian Xie Mei-hua Y AN Qian

(1.Chuxiong Normal Collegea Department of Physics and Electronics Department of

Chemistry and Life Science. Chuxiong Yunnan 675000 China)

Abstract: The board bean’s root-tips are radiated by low-power He-Ne laser under the control of different radiation doses. The mitosis activities and chromosome variations are observed and counted by optical microscope photographing system. The results indicated that the mitosis activities of laser-radiated root tips increased and structural variations of chromosomes were also taken place. The possibility the effect of the laser radiation on chromosome variation and gene mutation is also discussed.

Key words: laser radiation broad bean’s root-tip chromosome variation gene mutation

引言

经过激光辐照诱变产生变异类型已成为当今植物改良和农作物育种的一种重要方法[1]

激光辐照作为一种物理诱变技术已成功地应用在农作物诱变育种实践中[2]，但就目前，诱变效率低，诱变方向不能控制，激光与生物相互作用的机理还不十分清楚，其诱变的遗传机理需要从细胞层面和大分子生物水平等不同层次进行深入研究，对激光作用于植物引起的微观、宏观变化进行分析探索。本文旨在采用光学显微摄影系统，观察到受过不同剂量He-Ne 激光辐照的蚕豆根尖细胞有丝分裂活性增强及染色体变异的情况，探讨分析激光作用机理及其效应。

1、试验材料和方法

选择当年收获个体大小基本一致的“新丰3号”蚕豆品种作为试验材料。将材料样品进行水培催芽，待其芽根长到约2—3cm时，用He —Ne 激光器（功率1.5mw，波长632.8nm 功率密度1.9mw/mm2）发出的可见红色激光，定位近窗口辐照其根尖，固定辐照距离约为2cm，调节辐照时间的长短从而控制辐照剂量，分为5min 、8min 、10min 三个处理组，加入ck对照组。将受过不同剂量激光辐照的各样品再培养24小时后，对各个处理样品及ck对照组的根尖分别取样制片，显微观察蚕豆根尖细胞有丝分裂和染色体结构情况。

2、观察方法

分别取各样品根尖3mm左右，用解剖刀截为3段，用浓盐酸解析液解离5 min—8 min，待根尖段为半透明状为最佳用清水反复漂洗15 min，用醋酸洋红染色液染色7 min—9 min

作者简介：王昆林（1957---）男、云南昆明人。云南楚雄师范学院物电系副教授

多年来从事大学物理教学工作及相关科学研究工作

后压片。各处理分别取根尖10根以上进行制片观察。使用BA2303光学显微摄影系统进行观察。该系统由光学显微镜计算机及图像采集处理系统组成，可进行目镜观察，又可屏幕显示，并进行图片拍摄存储，但拍摄视角较小，拍摄到的细胞个数远少于同一视场中目镜中所看到的细胞数。先用低倍镜10××40×慢扫描定位，选定视场后换用高倍油镜10××100×精细观察，发现目标后转为屏显并进行图片拍摄。制片和观察的时间选在每天上午10点到下午2点，一般认为蚕豆根尖细胞在此时段最活跃。试验每周循环一次共做四周。

3、结果与分析

经观察统计，各处理组与ck 对照组相比较其细胞有丝分裂活性都有所增强。在8min 和 10min 处理组中均发现有染色体变异，试验中发生染色体变异的细胞数有所涨落，但不呈现规律性。

同一时段对各处理组在同一个根尖片上抽取两个不同的样本视场进行统计，见表 1

表1 各处理样品根尖细胞有丝分裂活动情况抽样统计表

各处理样品

细胞周期阶段

5min 样本1样本2 总数 8min 样本1样本2总数 10min 样本1 样本2总数 Ck 样本1样本2总数

间期细胞数/个

14 12 26 10 11 21 12 11 23 13 16 25 前期细胞数/个

3 5 8 6

4 10

5 4 9 3 4 7 后期细胞数/个

4 2 6

5

6 11 4 5 9 3 2 5 末期细胞数/个

1 2 3 3 2 5 3 2 5 2 1 3 计数细胞数/个 43 47 45 44 从表1统计中可看出，受过激光辐照的样品其细胞有丝分裂活性要比ck 对照组的强，其中8min 处理组的最为明显。

精细观察各处理样品染色体的结构情况，选取有特点的样本视场进行拍摄。见图一

图一 蚕豆根尖细胞染色体样本图

在图一中，a ；b 分别是 ck 对照组细胞有丝分裂的间期、前期和末期的样本图，

从中