技术生物所植物离子辐射远程时间效应研究取得新进展

2011-2-21 11:02 来源: 中国科学院
780 收藏到BLOG

  低能离子对生物组织的穿透深度较小,其诱变机制一直是大家关注的焦点。中科院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所科研人员证实植物个体中存在辐射远程(诱变)效应,从一个新的角度解释了低能离子的诱变机理(Radiation Research, 2007, 2008, 2010)。为进一步揭示离子束辐照远程效应的时间和空间关系,在国家自然科学基金和中科院创新项目的支持下,该所离子束植物工程研究室卞坡博士的研究小组创建了一个基于拟南芥菜根的微嫁接专利技术的实验体系。在该实验体系中,拟南芥菜根尖受辐照细胞产生的辐射损伤信号在向地上部分传递的过程中,可以在任意时间点通过根的微嫁接进行阻断和恢复。

  利用该实验体系,卞坡等研究了离子辐射损伤信号产生、传递和诱导远程生物效应的时间、空间特性。结果表明,拟南芥幼苗辐射损伤信号从根到远程地上部分的积累有8个小时的延迟,该延迟与信号分子在根茎中的传递速度无关,也不是信号在受辐照根中的延迟产生所致。辐射后不同时期产生的多个辐射损伤信号协同诱导了远程生物效应的产生。通过使用活性氧自由基(ROS)清除剂DMSO对辐射部分和非辐射部分进行预处理,他们研究了ROS在辐射远程诱导作用中的角色,结果表明ROS不涉及辐射信号的产生,而是参与了非辐射区对辐射信号的反应过程。

  以上工作为进一步阐明辐射损伤信号分子的化学本质,以及辐射信号分子产生、传递和作用过程所涉及的生物途径奠定了很好的研究基础。该研究结果已经被国际辐射核心杂志Radiation Research接受。