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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)小麥根尖細(xì)胞異常有絲分裂影響機(jī)制的探討
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本研究主要以小麥幼苗根尖為材料，研究了增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)細(xì)胞有絲分裂和染色體畸變現(xiàn)象的影響，并通過熒光抗體標(biāo)記技術(shù)和共聚焦掃描顯微鏡技術(shù)分析了異常分裂現(xiàn)象與微管形態(tài)結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，探討其產(chǎn)生的生物學(xué)機(jī)制。為進(jìn)一步尋找有效地預(yù)防UV-B輻射損傷的途徑提供了參考，也為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。
- 詳細(xì)介紹：
- 2002年韓榕等又首次發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)UV-B輻射能使小麥根尖細(xì)胞產(chǎn)生一種異常分裂現(xiàn)象――分束分裂。研究過程中，根據(jù)產(chǎn)生染色體束數(shù)的不同，分別將分束分裂稱為三束、四束和六束分裂三種基本類型。本研究在前期研究成果的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入探討了一定劑量的增強(qiáng)UV-B 輻射對(duì)小麥根尖細(xì)胞有絲分裂發(fā)生頻率和各類染色體畸變現(xiàn)象的影響，特別研究了分束分裂現(xiàn)象的發(fā)生情況，并對(duì)各種類型分束分裂的發(fā)生頻率進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，比較了其發(fā)生頻率的差異性。此外，還利用激光共聚焦掃描顯微鏡進(jìn)一步觀察了“分束分裂”細(xì)胞中細(xì)胞骨架—微管蛋白及微管形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。從而為進(jìn)一步深入研究增強(qiáng)UV-B 輻射對(duì)細(xì)胞分裂的影響機(jī)制奠定了基礎(chǔ)，也為尋找和發(fā)現(xiàn)新的異常分裂現(xiàn)象提供了實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 基本思路和目的：本研究在前期研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探討了增強(qiáng)UV-B 輻射對(duì)小麥根尖細(xì)胞有絲分裂發(fā)生頻率和各類染色體畸變現(xiàn)象的影響，特別研究了分束分裂現(xiàn)象的發(fā)生情況，并對(duì)各種類型分束分裂的發(fā)生頻率進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，比較了其發(fā)生頻率的差異性。此外，還利用激光共聚焦掃描顯微鏡進(jìn)一步觀察了“分束分裂”細(xì)胞中細(xì)胞骨架—微管蛋白及微管形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 論文首次發(fā)現(xiàn)分束分裂和不均等分裂現(xiàn)象，并對(duì)其進(jìn)行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，深入分析了其產(chǎn)生的細(xì)胞生物學(xué)機(jī)理，研究方案科學(xué)合理，研究思路和研究結(jié)果具有創(chuàng)新性。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 大氣臭氧層的破壞，將使到達(dá)地表的UV-B輻射增強(qiáng)，從而對(duì)地球上的生物和環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。揭示UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)生物體生長發(fā)育的影響機(jī)制，以及如何有效的防護(hù)和減輕UV-B輻射造成的損傷，已成為目前世界各國面臨的一項(xiàng)重大課題。該論文主要研究了增強(qiáng)UV-B輻射對(duì)小麥細(xì)胞有絲分裂和染色體畸變現(xiàn)象的影響，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生物育種提供了參考，具有一定的應(yīng)用價(jià)值和實(shí)踐意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 采用10.08KJ.m–2.d-1輻射劑量的UV-B輻照處理冬小麥根尖細(xì)胞，待根尖生長至1～2cm長時(shí)，對(duì)小麥根尖細(xì)胞的有絲分裂以及各類異常分裂現(xiàn)象進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：一定劑量的UV-B輻照能抑制小麥細(xì)胞有絲分裂的發(fā)生頻率，并可誘導(dǎo)小麥根尖細(xì)胞產(chǎn)生游離染色體、落后染色體、染色體橋（包括單橋、雙橋和三橋染色體）、不均等分裂以及微核染色體等畸變現(xiàn)象。另外，在UV-B輻射處理后的細(xì)胞中還發(fā)現(xiàn)了一種新的異常分裂現(xiàn)象——分束分裂，表現(xiàn)為染色體在細(xì)胞有絲分裂后期產(chǎn)生三束、四束、六束和七束等染色體束，且均具有一定的發(fā)生頻率，分別為0.073%、0.153%、0.053%和0.060%。而在對(duì)照組小麥細(xì)胞中沒有發(fā)現(xiàn)分束分裂現(xiàn)象的發(fā)生。同時(shí)，通過聚丙烯酰胺凝膠電泳檢測和激光共聚焦掃描顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，與CK組相比，分束分裂細(xì)胞中，微管蛋白的組成和微管骨架的形態(tài)結(jié)構(gòu)均發(fā)生了變化。推測分束分裂現(xiàn)象的發(fā)生可能與增強(qiáng)UV-B輻射導(dǎo)致細(xì)胞骨架微管損傷引起。
獲獎(jiǎng)情況
- 2009年3月份獲得我校大學(xué)生“挑戰(zhàn)杯”競賽自然科學(xué)類一等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
參考文獻(xiàn)
- [1] Barnes PW, Flint SD & Caldwell MM. Morphological responses of crop and weed species of different growth forms to UV-B radiation.,Amer J Bot。 [2]作物對(duì)太陽紫外線輻射增加的生物效應(yīng)及其評(píng)估,應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)。 [3] Effects of enhanced ultravio2let2B radiation on plant nutrients and decomposition of spring wheat under field condition, Environmental and Experimental Botany。 [4]Wright LA & Murphy TM. UV radiation stimulated efflux of 862rubidi2 umfrom cultured to bacco cells., Plant Physiol。 [5]Kramer GF, Norman HA & Krizck DT. Influence of UV2B ra2diation on polyamines, lipids peroxidation and membrane lipids in cu2cumber, Photochemistry。 [6]Wang SY & Wang XL. The tradescantia micronucleus test on the geno2 toxicity of UV-B radiation, Mutation Research。 [7] 增強(qiáng)UV-B 輻射對(duì)小麥體細(xì)胞分裂的影響,遺傳學(xué)報(bào)。 [8]陳一華，張麗華，耿玉軒，陳正華。擬南芥體細(xì)胞胚胎發(fā)生體系中的體細(xì)胞類減數(shù)分裂研究，遺傳學(xué)報(bào)。
同類課題研究水平概述
- 大氣臭氧層的破壞，將使到達(dá)地表的UV-B輻射增強(qiáng)，從而對(duì)地球上的生物和環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。揭示UV-B輻射增強(qiáng)對(duì)生物體生長發(fā)育的影響機(jī)制，以及如何有效的防護(hù)和減輕UV-B輻射造成的損傷，已成為目前世界各國面臨的一項(xiàng)重大課題。同時(shí)，也是生理生態(tài)學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、輻射生物學(xué)等研究領(lǐng)域急需解決的問題。 近幾年，大量科學(xué)研究工作表明，增強(qiáng)UV-B 輻射不僅能抑制小麥、玉米等農(nóng)作物的生長、改變其對(duì)礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收、 促進(jìn)酶活性的升高、導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)的破壞、產(chǎn)生微核和各種染色體畸變等現(xiàn)象，而且2002年韓榕等又首次發(fā)現(xiàn)增強(qiáng)UV-B輻射能使小麥根尖細(xì)胞產(chǎn)生一種異常分裂現(xiàn)象――分束分裂。但關(guān)于分束分裂現(xiàn)象發(fā)生地生物學(xué)機(jī)制是什么？是否與細(xì)胞骨架微管的變化有關(guān)？是否還存在其他類型的異常分裂現(xiàn)象？關(guān)于這些至今還沒有報(bào)道。
