为了理解重离子束辐照效应机理并深入探索重离子束在作物品种改良中的潜在应用，本研究采用中能12C6+离子束对西北地区广泛种植的春小麦品种高原448小麦干种子进行不同剂量的辐照处理，对重离子束辐照的诱变效应进行系统研究，期望获得性状得以改良的小麦新的突变体。主要研究内容包括早期诱变效应，如辐照后种子萌发、幼苗生长及存活、根分生组织的细胞生物学效应和幼苗的生理生化变化，以及12C6+离子束辐照M1-M5代田间诱变效应，突变谱和突变频率及其遗传稳定性研究。主要研究结果如下:　　1)在所设置的剂量范围内，大多数种子都能正常萌发，而植株存活率曲线则在低剂量时出现“肩型”趋势，继而随着辐照剂量的增加而急剧下降。这表明种子萌发与植株的存活对12C6+离子束辐照表现出敏感性差异。其半致死剂量为55Gy。播种后第3天和第7天幼苗根的长度和幼苗的高度都在低剂量(10Gy和20Gy)时略有增加，而在高剂量时呈显著性降低。这表明低剂量12C6+离子束辐照对幼苗的生长具有促进作用，而高剂量则具有抑制效应。　　2)根分生组织的有丝分裂指数(MI)在10Gy和20Gy时与对照相比没有明显的变化，而在高剂量时则明显降低。前期细胞所占的比例与MI表现出相同的变化趋势，而末期细胞的比例则随着剂量的增加而减少。这表明根分生组织细胞发生了细胞周期阻滞，这可能是造成高剂量辐照对根的生长抑制作用的主要原因。　　3)12C6+离子束辐照诱导根分生组织有丝分裂细胞发生了多种类型的染色体畸变，主要包括滞后染色体、后期染色体桥、无着丝粒断片、后期多极分配、双着丝粒染色体及无着丝粒环等。有丝分裂细胞中滞后染色体和后期染色体桥的频率在60Gy时达到最高，而无着丝粒断片的频率和多极分配则易于发生在高剂量，其频率呈递增趋势。有丝分裂细胞的总染色体畸变频率则随着剂量的增加而显著增加。同时，间期核中也出现了微核、核芽及小核等畸变，并且微核的频率呈先增加后降低的趋势，其阈值出现在60Gy，最高可达到54.14％。此外，幼嫩胚芽中ROS的含量也随着剂量的增加而显著性增加。这表明严重的遗传物质损伤可能造成细胞周期阻滞或细胞死亡，另一方面，这些遗传物质的变异将在后代中产生多样的表型变异。　　4)幼苗中H2O2含量和O2-产生速率具有相似的变化趋势，在高剂量时有所增加。MDA和脯氨酸含量都在10Gy和20Gy时没有明显的变化，而在30-200Gy的范围内呈递增趋势。SOD酶的活性在高剂量时呈现降低趋势，CAT酶活性则在低剂量时未发生明显的变化，而高剂量时其活性增强。POD酶和GR酶的活性则整体呈增强趋势。这表明高剂量12C6+离子束辐照能够诱导ROS在幼苗中的积累，造成质膜的过氧化作用，从而激活植物自身的抗氧化酶活性来清除植物体内过多的ROS。　　5)12C6+离子束辐照M1代田间存活率同样地在高剂量时呈递减趋势。在M1代植株中出现了不育株、结节弯曲、矮化及晚熟等表型变异，这些表型变异不能够遗传给M2代。同时在10Gy时出现了籽粒变得更为饱满的2个突变体植株。　　6)在M2代和M3代穗行中筛选获得了多种类型表型变异的突变体，包括芒的变异，株型变异、穗形变异及组合性状变异。其诱变频率可达到10-2。经M4代种植后，最终获得稳定突变体材料35份。通过对6个稳定突变体进行小区种植及测产，初步获得高产的突变体3个，有望培育出春小麦高产新品系。