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Biological effects produced by X-rays and thermal neutrons in diploid and hexaploid species of Avena

1962; Elsevier BV; Volume: 2; Issue: 2 Linguagem: Inglês

10.1016/s0033-7560(62)80119-7

1878-0725

F. K. S. Koo,

Plant tissue culture and regeneration

Differential responses of diploid and hexaploid oats to radiation and comparisons of effects produced by X-rays and thermal neutrons are reported in this study. The biological effects produced by the two ionizing radiations were measured in terms of the number of plants that survived to maturity and plant height in the first treated generation and the mutation rate and mutant types in the second generation. The number of plants that survived to maturity after irradiation treatment was found to be greater and the mutation rate lower in the hexaploid variety Minhafer than in the diploid variety Saia. These have been attributed to the reduplication of genes or chromosomes in the hexaploid. Although the difference was small, the mean reduction in plant heigh was evidently higher in the hexaploid than in the diploid. This may be attributed to the presence of a proportion of plants with gross, chromosomal aberrations that might be responsible for severe plant height reduction in the hexaploid. The better tolerance of the hexaploid to gross chromosomal aberrations has been interpreted as due to the reduplication of chromosomes. Though not conclusively, the mutation spectra of the two ploids appeared to be not the same. The proportion for each of the mutant types recovered in one variety was strikingly different from that in the other. In Saia the most frequent mutations were albinos and light greens while in Minhafer the most common types were light greens, bands and stripes. No apparent difference between the effects of X-rays and thermal neutrons on the reduction of plant height was observed. Thermal neutrons appeared to be more effective than X-rays in producing mutations in both varieties at the same survival level. It was also found that more albinos in Saia and more bands in Minhafer were induced by thermal neutrons than by X-rays. Dans cette étude, on rapporte les réactions différences des avoines diploïde et hexaploïde aux radiations et on compare les effets des rayons X et des neutrons thermiques. Les effets biologiques des deux radiations ionisantes ont été exprimés en nombre de plantes survivantes jusqu'à la maturité, en hauteur des plantes pendant la première génération traitée, en taux de mutations et en types de mutants en seconde génération. Le nombre de plantes survivant à l'irradiation jusqu'à la maturité était plus élevé et le taux de mutations moins élevé pour la variété hexaploïde Minhafer que pour la variété diploïde Saia. Ces faits ont été attribués au doublement des gènes ou des chromosomes chez l'hexaploïde. Quoique la différence fut faible, la réduction moyenne de la taille des plantes était, de toute évidence, plus forte chez les hexaploïdes que chez les diploïdes. Ceci peut être attribué à la présence d'une proportion de plantes avec des aberrations chromosomiques majeures qui pourraient être responsables d'une forte réduction de taille chez l'hexaploïde. La meilleure tolérance aux aberrations chromosomiques majeures chez l'hexaploïde, a été interprétée comme étant due au doublement des chromosomes. Les spectres de mutations paraissent ne pas être les mêmes pour les deux ploïdies qoique ce fait ne soit pas concluant. La proportion des types mutants obtenus avec une variété était remarquablement différente de celle obtenue avec l'autre. Chez Saia, les mutations les plus fréquentes étaient les albinos et les vert pâle alors que chez Minhafer, les types les plus communs étaient, les vert pâle et rayés. Aucune différence apparente entre les effets des rayons X et des neutrons thermiques sur la réduction de taille des plantes n'a pas été observée. Les neutrons thermiques paraissent être plus efficaces que les rayons X dans la production de mutations dans les deux veriétés pour un même taux de survivants. On a aussi trouvé que plus d'albinos ont été induits chez Saia et plus de rayés chez Minhafer avec les neutrons thermiques qu'avec les rayons X. Differentiale Reaktionen des diploiden und hexaploiden Hafers zur Bestrahlung und Vergleiche der Wirkungen der Röntgenstrahlen und thermalen Neutronen werden hier berichtet. Die biologischen Wirkungen der beiden ionisierenden Bestrahlungen wurden als Anzahl der bis zur Reife überlebenden Pflanzen und Pflanzengrösse in der ersten behandelten Generation und als Mutationsrate und Mutantenarten in der zweiten Generation gemessen. Die Anzahl der Pflanzen die die Bestrahlung bis zur Reife überlebten war in der Sorte Minhafer grösser und die Mutationsrate niedriger als in der diploiden Sorte Saia. Dies wurde der Verdoppelung der Gene oder Chromosomen in der hexaploiden Sorte zugeschrieben. Obwohl der Unterschied klein war, war die Durchschnittverminderung der Pflanzengrösse doch grösser in der hexaploiden als in der diploiden Sorte. Dies könnte der Anwesenheit, einer Anzahl von Pflanzen mit Chromosomenaberrationen die für schwere Pflanzengrössenverminderung in der hexaploiden Sorte verantwortlich sind, zugeschrieben werden. Die bessere Toleranz der hexaploiden Rasse gegenüber starken Chromosomenaberrationen ist als das Resultat der Chromosomenverdoppelung gedeutet worden. Obwohl dies nich entscheidend ist, scheinen die Mutationenspektra der zwei Ploiden nicht Dieselben zu sein. Das Verhältnis jeder in einer Sorte gefundenen Mutantenart war von der in der Anderen verschieden. In Saia erschienen die albino und schwachgrünen Mutanten am Meisten während die häufigsten Arten im Minhafer die Schwachgrünen, Bänder und Streifen waren. Kein offenbarer Unterschied zwischen der Wirkung der Röntgenstrahlen und der thermalen Neutronen auf Pflanzengrössenverminderung wurde gefunden. Thermale Neutronen schienen in der Mutantenproduktion beim selben Überlebensspiegel in beiden Sorten wirksamer wie die Röntgenstrahlen zu sein. Es wurde auch festgestellt dass mehr Albinante in Saia und mehr Bänder im Minhafer durch thermale Neutronen als durch Röntgenstrahlen verursacht wurden.