ICS 65.020 CCS B 16 湖 DB43 南 省 地 方 标 准 DB43/T 2026—2021 水稻高能重离子辐照诱变育种技术规程 Technical regulation for heavy ion irradiating rice seeds 2021-02-20发布 湖南省市场监督管理局 2021-05-20实施 发 布 DB43/T 2026—2021 目 次 前言 ························································································································ Ⅲ 1 范围 ······················································································································ 1 2 原理 ······················································································································ 1 3 术语与定义 ············································································································· 1 4 辐照设备及材料 ······································································································· 2 5 操作步骤 ················································································································ 2 6 计算公式 ················································································································ 3 7 植株材料编号 ·········································································································· 3 8 突变体档案 ············································································································· 3 I DB43/T 2026—2021 II DB43/T 2026—2021 前 言 本文件按照 GB/T 1.1—2020 给出的规则起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由湖南省农业农村厅提出。 本文件由湖南省农业标准化技术委员会归口。 本文件起草单位：湖南省核农学与航天育种研究所，中国科学院近代物理研究所。 本文件主要起草人：杨震、彭选明、张莉、周利斌、张渊海、张勇、张逸妍。 本文件为首次制定。 III DB43/T 2026—2021 IV DB43/T 2026—2021 水稻高能重离子辐照诱变育种技术规程 1 范围 本文件规定了重离子辐照诱变水稻种子的辐射诱变设备、材料以及操作步骤等技术规程。 本文件适用于采用重离子辐射诱变水稻种子获得突变体。 2 原理 重离子是指一束荷能的质量数大于 4 的带电粒子。它们主要存在于太空中，育种研究中所使用的重 离子主要是通过加速器将中性原子剥离掉部分或全部核外电子再加速而成。重离子束辐射作为一种新兴 的辐射诱变源与 x、γ射线等辐射源相比，在辐射生物学方面具有独特的优势。 （1）具有高的传能线密 度（Linear Energy Transfer，LET）在其离子径迹上有较大的能量沉积，属致密电离辐射，从而使生 物介质产生高密度的电离和激发事件（2）重离子束的射程末端有尖锐的能量损失峰（Bragg 峰），会产 生质量沉积和电荷交换作用。 （3）重离子的能量损失在小的局部区域内，故剂量集中度高，对生物体产 生的总体生理损伤相对较小。（4）与介质原子核的碰撞截面大，相对生物效应（Relative Biological Effectiveness，RBE）大，对生物诱变作用强，诱发突变谱广，突变频率高。 （5）产生的 DNA 损伤是非 随机分布的成簇损伤，对 DNA 损伤的可修复性较小，而低的 LET(x、γ射线等）辐射与生物体作用产生 的 DNA 单链断裂多较容易修复。 （6）重离子产生的辐射效应受组织中的含氧量影响很小，即氧增比效应 低，辐射敏感性受细胞周期的影响较小。 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 Plant Irradiation 植物辐照 指用射线照射的方法对植物种子、子房、花粉、营养器官以及愈伤组织进行处理的方法。 3.2 传能线密度 Linear Energy Transfer 指电离辐射贯穿物质时，因碰撞而发生的能量转移。 3.3 苗期半致矮 seedling height reduction GR50 value/50％ growth reduction 指与对照相比，辐照对水稻在 M1 代苗期的损伤效应表现为苗高的降低 3.4 radiation dosage 辐照剂量 指在辐射效应的研究中，用来描述被研究点处的辐射场的特征，这些量涉及粒子数或粒子能量等。 3.5 布拉格曲线 Bragg 峰 即比电离曲线，为粒子剩余射程和相对比电离所做曲线，随着剩余射程减小，比电离逐渐增加，在 1 DB43/T 2026—2021 剩余射程末端达到最大值，即 Bragg 峰。 4 辐照设备及材料 4.1 辐照设备 生物辐照终端（TR4）由照射装置、样品辐照转动系统、剂量监测系统、控制系统、被动降能系统、 辐射防护在线监测系统等多个部分组成。 4.2 主要材料 水稻干种子（含水量＜14％）、滤纸、培养皿。 5 5.1 操作步骤 诱变材料的选择 应选择存在个别不良性状的优良纯系品种或品系材料用于诱变处理，诱变后代容易鉴定和选择，如 抗倒性差、不抗某种病害或虫害、不耐高温等。 5.2 水稻重离子最佳辐照剂量的确定 1） 精选颗粒饱满的水稻种子，设置重离子束辐照剂量梯度 8 组，分别为 0Gy，60Gy，80Gy，100Gy， 120Gy,150Gy，180Gy，200Gy； 2） 辐照后的 M1 代种子每组各取 100 粒，放入清水中进行催芽，36h 后待种子充分吸水，移放种 子在铺垫有湿润滤纸的培养皿中进行发苗实验，在温度为 32℃/25℃，光周期为 14h/10h（光/ 暗）的光照培养箱中培养； 3） 每隔 1-2d 向培养皿中补加水，使滤纸保持湿润； 4） 观察幼苗期损伤效应，以苗期半致矮的效应为依据，确定重离子束辐照水稻的最佳剂量。 5.3 M1 群体的大小 为了确保可以获得足够大的 M2 代群体用于筛选目标突变体，应考虑实际的大田面积，人员精力和 物力成本。 5.4 M1 的种植 考虑到辐射诱变对种子活力的影响，M1 应该在良好的条件下种植，要确保播种 M1 代种子床的水分 和物理条件是最适宜幼苗生长和发育的。土壤的氮肥水平应正常或略低，以限制过度分蘖（因为通常只 收获一个单穗），但其他养分应在最佳水平。且 M1 代应进行严格隔离种植，防止品种间串粉。 5.5 M2 的突变体筛选 1） 将上年收获的 M1 代种子种穗行，20-100 粒/行，隔 20 行播 3 行未处理亲本作为对照，观察表 型，筛选突变体； 2） M2 是变异的世代也是选择的世代，在植株生长的各个时期以野生型为对照，筛选出性状发生 变异的单株，挂牌标记，单株自交，单株收种并编号。 2 DB43/T 2026—2021 6 计算公式 6.1 发芽率 发芽率=（种子 14 天内总发芽数÷供试种子数）×100％ 6.2 发芽势 发芽势=（种子 6 天内总发芽数÷供试种子数）×100％ 6.3 突变率 突变率=（突变株÷成活总株数）×100％ 7 植株材料编号 诱变种子株系编号：品种名-诱变种类-年月-世代-株系编号-世代-单株编号；如 xx-重离子 -xxxx-Mx-xxxx-Mx。 8 突变体档案 在田间调查和筛选水稻诱变突变体情况，具体调查内容及记载表格见表 1。 表1 品种名 诱变种类 编号 原号 突变体档案记录表格 播种期 始穗期 齐穗期 成熟期 突变表型特征描述 3