基于红外光谱研究重离子辐射对牡丹幼苗生长的诱变效应

作者：李秀丽; 陈法志; 阳永学; 陈志伟; 陈镇; 翟敬华; 刘忠; 戢小梅^*

来源：核农学报, 2023, 37(09): 1701-1709.

• 牡丹
• 重离子辐射
• 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
• 生化组分

为理解重离子辐射对牡丹的诱变效应，采用不同剂量（0、10、20、40、60、80、100、120、150、200、300 Gy）的12C6+重离子束辐照凤丹牡丹种子，对各剂量辐照后牡丹表型进行分析，并借助傅里叶变换红外光谱（FTIR）研究不同辐射剂量下牡丹幼苗叶片中化学物质种类、结构和含量变化。结果表明，重离子辐射能显著降低出苗率，半致死剂量介于10～20 Gy之间。80～120 Gy能显著降低株高，并降低叶片长度和宽度，以及诱导叶片发生畸形。10～20 Gy能促进纤维素、半纤维素和木质素的形成，促进蛋白质二级结构α-螺旋和β-折叠的形成。20～150 Gy能抑制酯类、木质素、氨基Ⅱ和氨基A的合成，促进蛋白质甲基化、糖蛋白变异、脂类氧化和降解，抑制与果胶相连的β-折叠的形成，促进β-折叠、无规卷曲、α-螺旋、环与转角等蛋白质二级结构的形成。通过主成分、载荷图和聚类分析发现，10、20、40、60 Gy辐射剂量能显著改变凤丹牡丹叶片的化学成分，聚为一类；当辐射剂量为200 Gy时，牡丹叶片化学物质的变化较大，可单独聚为一类；其他剂量组与对照组差异不明显，聚为一类。本研究结果可为牡丹种子12C6+重离子辐射育种提供适宜诱变剂量区间（10～20 Gy）和理论基础。

• 单位
  武汉市农业科学院