中子辐射剂量对豌豆辐射生物效应及基因表达的影响研究

There are some laws between the radiation biological effects and the radiation dose,which are closely related with the dose effect relationship of the radiation dose and gene expression in organisms. At present, researches on neutron radiation plant have been carried out more and more, but the dose effect relationship of protein and gene expression in plants has not been reported.In this study, We will continue to study the leaf folding effect of neutron irradiation on pea seeds. By using transcriptomics,proteomics,bioinformatics and other methods, the expression of proteins and genes will be analyzed systematically in the leaves, then the dose effect relationship of protein and gene expression will be studied and analyzed. In addition, in the case of higher radiation dose, the universal laws of the neutron radiation biological effect and the radiation dose will be studied, and the new neutron radiation biological effect will be explored. Finally, the laws and the molecular mechanisms will be summarized between the neutron radiation biological effect and the radiation dose, which will provide a scientific basis for understanding the mechanism of the neutron irradiation biological effect and the mutation breeding.

辐射生物效应和辐射剂量之间的规律,与辐射剂量对生物体内蛋白和基因表达的剂量-效应关系具有密切关联。目前国内外关于中子辐射植物研究开展的越来越多，但针对植物体内蛋白和基因表达剂量-效应关系的研究尚未见详细报道。本项目拟在我们前期研究工作的基础上，选择中子辐射豌豆种子所产生的叶片褶皱效应进行深入研究。通过应用蛋白组学、转录组学、生物信息学等研究手段，对叶片中蛋白和基因的表达进行系统分析，研究其中存在的剂量-效应关系及所具有的规律和特点。另外，优化中子辐射剂量，进一步研究中子辐射生物效应与剂量之间的规律，探寻新的中子辐射生物效应。综合研究数据，总结中子辐射生物效应与剂量之间的规律和分子机制，为理解中子辐射生物效应的作用机理和中子诱变育种提供科学依据。

辐射剂量效应与植物体内基因的表达调控具有密切关联。目前国内外关于中子辐射植物研究开展的越来越多，但针对植物蛋白和基因表达的剂量-效应关系研究尚未见详细报道，因此有必要开展该方面的研究。首先，本项目在我们前期研究工作的基础上，成功设计搭建了一种中子辐照植物种子装置，该装置具有较高的剂量均匀度，其具有广泛的应用价值。然后，我们利用该新装置辐照了本研究所用的豌豆种子并应用蛋白组学、转录组学、生物信息学等技术手段开展了中子辐射豌豆种子的剂量-效应关系及基因表达的研究。研究不但发现了新的中子辐射生物效应，还明确了中子辐射剂量对豌豆叶片中蛋白质种类及含量的影响规律，并获得了中子辐射剂量与豌豆叶片中基因表达的规律及特点。进而确定了中子辐射剂量敏感表达基因及相关通路，解答了中子辐射豌豆种子所致叶片褶皱效应的部分基因表达机理。本项目的成果为中子辐射植物的基因表达研究奠定了基础，推动了辐射生物学研究的发展，并为理解中子辐射生物效应的作用机理和相关诱变育种工作提供了科学的依据。