伽马射线辐照对 rex 秋海棠两个品种离体再生、生化反应和氧化应激的剂量效应

《BMC Plant Biology》：Dose-dependent effects of gamma irradiation on in vitro regeneration, biochemical responses, and oxidative stress in two Begonia rex cultivars

　　

摘要

本研究旨在通过确定致死剂量（LD₂₅、_50、75）并评估形态生理响应和氧化应激，利用IBRv2指数优化两个天竺葵（Begonia rex）品种（"Jurassic"和"Silver King"）的离体诱变中的伽马射线辐照方案。将两个Begonia rex品种的叶片外植体离体培养的愈伤组织暴露于七种伽马射线剂量（0.0、10、20、30、40、50和100 Gy），采用2×7因子完全随机设计，每个处理设三个重复。数据采用双因素方差分析（two-way ANOVA）分析，随后进行Duncan多重极差检验（P < 0.05）。基于再生植株的存活率，"Jurassic"的估计LD₂₅、LD₅₀和LD₇₅值分别为43.05、86.10和129.15 Gy，而"Silver King"的相应值分别为15.00、60.00和105.00 Gy。此外，伽马射线剂量的增加对株高、根数、根长、叶面积、叶片数、生长指数和增殖率产生了不利影响。总酚含量（TPC）从"Silver King"在10 Gy下的0.02 mg GAE/g DW到"Jurassic"在40 Gy或100 Gy下的0.54 mg GAE/g DW不等。"Jurassic"和"Silver King"品种在40 Gy时表现出最高的总花青素含量（TAC）比率（分别比对照高1.35倍和1.65倍）。"Jurassic"的对照和处理再生芽在10、40和100 Gy时均表现出最大的DPPH辅助自由基清除活性（分别为92.9%、92.6%、91.2%和92.2%）。对于"Silver King"，20 Gy和100 Gy剂量产生了最大清除活性（分别为88.2%和87.0%）。最后，"Jurassic"和"Silver King"品种在100 Gy时的再生芽达到了最大综合生物标志物响应第2版（IBRv2）值，分别为24.88和30.43，表明伽马射线导致毒性和氧化应激增加。总体而言，基于估计的LD₅₀和GR₅₀值，建议采用约60–80 Gy的伽马辐照剂量进行离体诱变，以在B. rex中产生遗传变异。