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剂量依赖性的γ射线辐射对水东芥（Brassica juncea var. multiceps）种子活力和基因组突变模式的影响
《BMC Genomics》：Dose-dependent γ-radiation effects on seed vigor and genomic mutation patterns in Shuidong mustard (Brassica juncea var. multiceps)
【字体： 大 中 小 】 时间：2026年06月10日 来源：BMC Genomics 3.7
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摘要背景水东芥（Brassica juncea var. multiceps）是华南地区重要的叶类蔬菜，但其生产常常受到秋季播种期间季节性干旱胁迫的限制。伽马（γ）辐射可以诱导遗传变异，从而可能提高种子的活力和抗逆性。然而，γ辐射对该作物种子生理特性及全基因组突变的影响仍不明确，
水东芥（Brassica juncea var. multiceps）是华南地区重要的叶类蔬菜，但其生产常常受到秋季播种期间季节性干旱胁迫的限制。伽马（γ）辐射可以诱导遗传变异，从而可能提高种子的活力和抗逆性。然而，γ辐射对该作物种子生理特性及全基因组突变的影响仍不明确，这限制了其在诱变育种中的有效应用。
水东芥种子对60Co-γ辐射（0–4000 Gy）表现出双相反应。低于971 Gy（LD50）的剂量会引发可控制的基因组压力，主要产生单核苷酸替换，对发芽和根长仅有中等程度的影响。相比之下，高剂量（≥2000 Gy）会严重降低种子的存活能力，使鲜重减少51.5%，并破坏基因组完整性——这表现为GC含量升高（高达41.44%）以及大片段缺失频率增加。突变分析显示，在AA_Chr09染色体上存在剂量稳定的突变热点区域，并且与DNA修复、泛素介导的蛋白水解及中心代谢相关的基因中突变显著富集。
本研究阐明了水东芥对γ辐射的剂量依赖性生理和基因组反应。建议将971 Gy（LD??）作为诱变育种的实用基准剂量，以在引入遗传多样性与可接受的生理影响之间取得平衡。我们的结果为优化基于辐射的育种策略提供了基因组基础，以提高抗逆性，同时也推进了对植物DNA损伤反应和基因组稳定性的机制理解。
水东芥（Brassica juncea var. multiceps）是华南地区重要的叶类蔬菜，但其生产常常受到秋季播种期间季节性干旱胁迫的限制。伽马（γ）辐射可以诱导遗传变异，从而可能提高种子的活力和抗逆性。然而，γ辐射对该作物种子生理特性及全基因组突变的影响仍不明确，这限制了其在诱变育种中的有效应用。
水东芥种子对60Co-γ辐射（0–4000 Gy）表现出双相反应。低于971 Gy（LD50）的剂量会引发可控制的基因组压力，主要产生单核苷酸替换，对发芽和根长仅有中等程度的影响。相比之下，高剂量（≥2000 Gy）会严重降低种子的存活能力，使鲜重减少51.5%，并破坏基因组完整性——这表现为GC含量升高（高达41.44%）以及大片段缺失频率增加。突变分析显示，在AA_Chr09染色体上存在剂量稳定的突变热点区域，并且与DNA修复、泛素介导的蛋白水解及中心代谢相关的基因中突变显著富集。
本研究阐明了水东芥对γ辐射的剂量依赖性生理和基因组反应。建议将971 Gy（LD??）作为诱变育种的实用基准剂量，以在引入遗传多样性与可接受的生理影响之间取得平衡。我们的结果为优化基于辐射的育种策略提供了基因组基础，以提高抗逆性，同时也推进了对植物DNA损伤反应和基因组稳定性的机制理解。
