本实验室前期研究表明低剂量重离子辐射能够水稻种子能引起其发育到三叶期出现生长刺激效应,并且表现为株高的显著增加,电镜观察发现其叶片线粒体数量增多。线粒体作为植物体内参与氧化应激的重要细胞器,其功能紊乱将导致活性氧的增多,产生脂质过氧化损伤,影响抗氧化酶系活性及关键蛋白的表达量的改变等。我们推测低剂量辐射引起的线粒体功能紊乱和继发型ROS的产生可能有直接关系,是产生低剂量刺激效应的可能原因。而线粒体功能紊乱随辐射后发育阶段的改变的变化情况亟需研究。为进一步研究低剂量辐射对水稻不同发育阶段的抗氧化应激的影响,本实验以粳稻日本晴作为实验材料,采用为中国科学院近代物理研究所兰州重离子加速装置提供的能量为1.98GeV的12C高能离子束流(LET=30KeV/um)辐射干种子,剂量分别为0、0.1、0.2、1和2Gy。研究不同发育阶段的水稻单株重量,抗氧化酶系活力及线粒体关键蛋白编码基因的相对表达量变化情况,分析重离子辐射后水稻不同发育阶段线粒体功能紊乱和低剂量辐射生物学效应的关系。结果发现,受到不同剂量12C重离子辐射后的水稻种子,在不同时间的重量随发育阶段的变化规律并不一致,低剂量生长刺激现象主要表现在三叶期,且三叶期抗氧化应激相关酶系以及脂质过氧化损伤比较明显。编码线粒体内关键蛋白的sdhb基因和AOXla基因表达量随辐射剂量改变变化规律不同,较低剂量辐射对这两个基因表达量的影响持续时间更长。本论文对于线粒体功能紊乱和低剂量辐射生物学效应关系研究具有重要的理论价值。